Ремонт и сервисное обслуживание автомобилей, двигателей и автоматических коробок передач
Ремонт коленвала двигателей УМЗ-421, 4218
Коленвал УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-Хантер, УАЗ-31512, УАЗ-3303, 2206 отлит из высокопрочного чугуна, имеет пять опор, в сборе с маховиком и сцеплением динамически отбалансирован: допустимый дисбаланс не более 35 г/см. Диаметр коренных шеек 64 мм, шатунных — 58 мм. Шатунные шейки полые.
Полости в шатунных шейках закрыты резьбовыми пробками и предназначены для дополнительной очистки масла, поступающего в шатунные шейки.
Под действием центробежных сил, возникающих при вращении коленчатого вала, в полостях шатунных шеек отлагаются металлические частицы продуктов износа, содержащиеся в масле.
Масло к полостям шатунных шеек подводится по отверстиям в щеках вала из кольцевой канавки на вкладышах коренных шеек коленчатого вала УМЗ-421, УМЗ-4218. К коренным шейкам масло поступает по каналам в перегородках блока из масляной магистрали.
Рис.1. Передний конец коленвала УМЗ-421 (УАЗ-31512), УМЗ-4218 (УАЗ-Хантер, УАЗ-3303, 2206)
1 – манжета; 2 – ступица шкива; 3 – ступица демпфера; 4 – прокладка; 5 – шкив-демпфер; 6 – упорная шайба; 7 – передняя шайба; 8 – задняя шайба; 9 — штифт
Осевое перемещение коленвала двигателя ограничивается двумя упорными сталеалюминиевыми шайбами 7 и 8 (см. рис. 1), расположенными по обе стороны переднего коренного подшипника.
Передняя шайба 7 антифрикционным слоев обращена к стальной упорной шайбе 6 на коленчатом валу, задняя шайба 8 — к щеке коленчатого вала.
Передняя шайба удерживается от вращения двумя штифтами 9, запрессованными в блок и крышку коренного подшипника. Выступающие концы штифтов входят в пазы шайбы.
Задняя шайба удерживается от вращения своим выступом, который входит в паз на заднем торце крышки коренного подшипника. Величина осевого зазора составляет 0,125-0,325 мм.
На переднем конце коленчатого вала УМЗ-421, УМЗ-4218 на шпонках установлены: стальная упорная шайба 6, шестерня привода распределительного вала, маслоотражатель и ступица шкива коленчатого вала 2.
Все эти детали стянуты болтом, ввертываемым в передний торец коленчатого вала. К ступице шестью болтами крепится демпфер коленчатого вала.
Демпфер служит для гашения крутильных колебаний коленчатого вала, благодаря чему уменьшается шум и облегчаются условия работы шестерен привода распределительного вала.
Демпфер состоит из чугунного диска 5, напрессованного через эластичную (резиновую) прокладку 4 на цилиндрический выступ шкива демпфера коленчатого вала 3.
Рис.2. Установочные метки на шкиве-демпфере коленвала УМЗ-421, УМЗ-4218
1 – штифт на крышке распределительных шестерен; 2 – метка для установки ВМТ; 3 – метка для установки момента зажигания
На шкиве демпфера коленчатого вала УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-Хантер, УАЗ-3151, УАЗ-3909, 3303 нанесены две метки (см. рис. 2.), служащие для определения верхней мертвой точки (ВМТ) и установки зажигания.
При совмещении со штифтом — указателем на крышке распределительных шестерен второй метки (по направлению вращения) на диске демпфера поршни первого и четвертого цилиндров находятся в ВМТ.
Первая метка соответствует положению 5о до ВМТ и служит для установки зажигания на неработающем двигателе.
Передний конец коленвала (рис.1) уплотнен резиновой манжетой 1, запрессованной в крышку распределительных шестерен и маслоотражателем. На маслоотражателе имеется отбортовка, отводящая масло, стекающее по стенке крышки 19.
Задний конец коленчатого вала (рис. 3) также уплотнен резиновой манжетой 1, установленный в канавке блока цилиндров и в крышке манжеты коленчатого вала 8. Манжета фиксируется в блоке и в крышке двумя держателями манжеты 9 и 11.
Рис.3. Уплотнение заднего конца коленчатого вала УМЗ-421, УМЗ-4218 с элементами уплотнения картера сцепления
1 – сальник коленчатого вала задний; 2 – хвостовик коленчатого вала; 3 – маховик; 4 –прокладка; 5 – картер сцепления, нижняя часть; 6 – уплотнитель масляного картера; 7 –картер масляный; 8 – крышка манжеты коленчатого вала; 9 – держатель манжеты сальника; 10 –уплотнитель картера сцепления; 11 – держатель уплотнителя картера сцепления.
Для привода агрегатов двигателя используется несколько вариантов шкивов, крепление которых осуществляется к ступице шестью болтами. Для облегчения съема ступицы она посажена на коленчатый вал по скользящей посадке.
Основные параметры коленчатого вала УМЗ-421, УМЗ-4218 (мм) автомобилей УАЗ-Хантер, УАЗ-31512, УАЗ-3303, 2206
Диаметр коренных шеек 64 — 0,013
Диаметр шатунных шеек 58 — 0,013
Диаметр опорной поверхности для задней манжеты — 80
Биение коренных шеек (при установке вала 1й и 5й шейками на призмы)
— шеек 2 и 4 — 0,02
— шейки 3 — 0,04
Биение поверхности диаметра 80 мм заднего конца вала относительно 1 и 5 шеек — 0,05
Допуск параллельности коренных шеек 2, 3 и 4 и всех шатунных шеек (при установке вала шейками 1 и 5 на призмы) на длине шеек — 0,012
Биение заднего торца вала относительно коренных шеек 1 и 5, не более — 0,025
Биение переднего торца 1 коренной шейки — 0,012
Диаметр переднего конца коленчатого вала
— под установку шестерни привода газораспределительного механизма — 40
— под установку ступицы крепления демпфера — 30
Биение относительно коренных шеек 1 и 5 поверхностей переднего конца вала
— диаметра 40 мм — 0,030
— диаметра 38 мм — 0,040
Маховик двигателя УМЗ-421, УМЗ-4218
Маховик УМЗ-421, УМЗ-4218 отлит из серого чугуна. Он крепится к фланцу на заднем конце коленчатого вала семью болтами М10х1,5 через специальную термообработанную шайбу диаметром 80 мм.
Самоблокировка болтов происходит за счет повышенного усилия трения головки болта, имеющей обратный конус на торце, прилегающей к обработанной шайбе.
Момент силы затяжек гаек болтов 7,9-8,8 Нм (8-9 кг/см). На маховик напрессован зубчатый обод для пуска двигателя стартером. Перед сборкой с коленчатым валом маховик статически балансируют.
Посадка маховика на хвостовик коленчатого вала осуществляется с гарантированным зазором. Посадочное гнездо в маховике имеет диаметр 80,02+0,03 мм.
Для крепления сцепления в сборе на маховике УМЗ-421, УМЗ-4218 имеется 12 отверстий с резьбой М8, шесть из которых расположены на диаметре 273 мм и служат для установки диафрагменного сцепления, а другие шесть – для крепления пружинно-рычажного сцепления – на диаметре 290 мм.
На фланце кожуха сцепления и маховика выбита метка «0». При сборке обе метки должны быть совмещены, чтобы не нарушить балансировку коленчатого вала.
Вкладыши коленвала УМЗ-421 (УАЗ-31514), УМЗ-4218 (УАЗ-Хантер, УАЗ-3909, 2206)
Коренные и шатунные подшипники коленчатого вала УМЗ-421, УМЗ-4218 автомобилей УАЗ-Хантер, УАЗ-31512, УАЗ-3303, 2206 состоят из тонкостенных взаимозаменяемых вкладышей, изготовленных из стальной малоуглеродистой ленты, с тонким слоем антифрикционного высокооловянистого алюминиевого сплава.
Толщина коренного вкладыша колеблется в пределах 2,240-2,233 мм, а шатунного — 1,745-1,738 мм. В каждом подшипнике установлено по два вкладыша.
Осевому перемещению и проворачиванию вкладышей в постелях блока или в шатунах препятствуют фиксирующие выступы на вкладышах, входящие в соответствующие пазы в постелях блока или в шатунах.
Все коренные вкладыши имеют кольцевую канавку для непрерывного питания маслом шатунных шеек коленчатого вала.
Посередине коренных вкладышей имеется отверстие, через которое подается масло к подшипникам из канала в постели блока.
Отверстия в шатунных вкладышах совпадают с отверстиями в шатунах.
Для сохранения взаимозаменяемости и предупреждения ошибок при установке новых вкладышей на всех коренных и шатунных вкладышах сделаны отверстия. Ширина коренных вкладышей 25,5мм, шатунных — 28,5мм.
Диаметральный зазор между шейкой и вкладышами УМЗ-421, УМЗ-4218 составляет 0,020-0,073мм для коренных и 0,010-0,063мм для шатунных подшипников.
Для обеспечения указанных зазоров и исключения деформации деталей гайки шатунных болтов, шпилек крепления крышей коренных подшипников затягивают динамометрическим ключом с указанным выше моментом.
Источник
Ремонт коленвала умз 421
Двигатель УМЗ–421. Руководство — часть 23
Поршневой палец к верхней головке шатуна подбирайте с зазоров 0,0045 — 0,0095 мм. При
нормальной комнатной температуре палец должен свободно, без заедания, перемещаться в
отверстии верхней головки шатуна от усилия большого пальца руки (рис. 4.9) и не выпадать под
действием собственной массы при расположении оси отверстия шатуна под углом 45
(ориентировочно). Поршневой палец при этом должен быть слегка смазан маловязким маслом.
Палец устанавливайте в поршень с натягом 0,0025 — 0,0075 мм. Практически поршневой
палец подбирается таким образом, чтобы при нормальной комнатной температуре 20
входил бы в поршень от усилия руки, а при нагревании поршня в горячей воде до температуры
70
°С входил бы в него свободно. Поэтому перед сборкой поршень нагревайте в горячей воде до
°С. Запрессовка пальца, без дополнительного подогрева поршня ведет к порче поверхности
отверстий в бобышках поршня, а также к деформации самого поршня. Сборку шатунно-
поршневой группы производите на том же приспособлении, что и разборку (см. рис. 4.8).
Для обеспечения правильной балансировки двигателя поршень с поршневым пальцем,
поршневыми кольцами и шатуном в сборе должны контролироваться по массе; разница в весе
установленных в двигатель поршней в сборе с шатунами не должна превышать 8 г.
Стопорные кольца поршневого пальца должны сидеть в своих канавках с небольшим
натягом.
Предупреждение. Не применяйте кольца, бывшие в употреблении.
Поршневые кольца устанавливайте на поршень, как указано в разделе 4.5.3 «Замена
Учитывая сложность подбора поршневого пальца к поршню и шатуну (для обеспечения
номинальных посадок), поршни поставляются в запчасти в сборе с поршневым пальцем,
стопорными и поршневыми кольцами.
4.5.8 Ремонт коленчатого вала
Ремонт коленчатого вала заключается в перешлифовке коренных и шатунных шеек под
очередной ремонтный размер.
Ремонтные размеры шатунных и коренных шеек определяется размерами комплектов
шатунных и коренных вкладышей, поставляемых в запасные части, которые приведены в табл. 4.2.
Радиальные зазоры в шатунных и коренных подшипниках коленчатого вала должны быть
0,010 — 0,049 мм и 0,020 — 0,066 мм соответственно. Перешлифовку шеек коленчатого вала на
ремонтный размер производите с допуском 0,013 мм.
Если размеры шатунных и коренных шеек не совпадают между собой, то все шатунные и
все коренные шейки необходимо перешлифовать под один ремонтный размер.
Фаски и отверстия переднего и заднего концов коленчатого вала не пригодны для
установки в шлифовальном станке. Для этого сделайте съемные центры-стаканы. Передний центр
напрессовывайте на шейку диаметром 38 мм, а задний центрируйте по наружному диаметру
фланца ((80 мм) вала и крепите к нему болтами. При изготовлении переходных центров
обеспечьте концентричность центрового и установочного отверстий. Не соблюдая это условие,
нельзя обеспечить необходимой концентричности посадочных мест маховика и шестерни к осям
коренных шеек.
При шлифовке шатунных шеек устанавливайте вал по дополнительным центрам, соосным
осям шатунных шеек. Для этого можно использовать центры-стаканы, предусмотрев на них
фланцы с двумя дополнительными центровыми отверстиями, отстоящими от среднего отверстия
на 46
Для переднего конца лучше сделать новый центр-фланец, который устанавливается на
шейку диаметром 40
мм (на шпонке) и дополнительно закрепляется болтом (храповиком),
Источник
Ремонт УМЗ-421. Балансировка.
© Капитан Смоллетт
Когда покупал свой УАЗ-31601, обратил внимание, что двигатель (УМЗ -421) сильно трясет. Налицо дисбаланс. Так как все равно собирался двигатель перебирать (натура у меня такая: не могу спокойно ездить, пока не буду уверен, что внутри все в порядке), особого значения этому не придал, но продавцу указал.
Он сказал, что на моем месте не стал этого делать, так как двигатель перебирали опытные механики, которые в том числе готовят двигатели спортсменам.
Действительно, заводился с пол-оборота, тянул неплохо, жрал умерено. Но колбасило его не по-детски. Поездив немного летом, осенью я начал осуществлять задуманное — перебирать движок и ставить 5 ст. КПП. Чтоб, значит, лишний раз не снимать-ставить агрегат.
Решено. Машину в гараж. Движок наружу. Снял, раскидал:
Внутри, на самом деле, все культурненько, все — пристойненько.
Присутствует тюнинг: дюралевые тарелки пружин клапанов и титановые штанги толкателей.
Взвешиваю поршни, шатуны отдельно. Странно: разница не более 1 г.
Непонятно, что-ж его так трясло?
Посмотрим внимательнее:
Вот она — первая засада. Механики, которые перебирали движок, были не только опытными, но и еще «вясёлыми». Видимо, ради смеха, они один палец они поставили «простой», а не «усиленный», как надо для 3 л. двигателя. «Усиленный» имеет более толстые стенки и, естественно тяжелее (взвесил, оказалось на 12 г). Для отличия — у «простого» внутри посередине ступенька. По книжке, разница в весе устанавливаемых в один двигатель поршней в сборе с шатунами не должна превышать 8 г. Разница в 12 г из-за пальца старого образца не могла давать такую сильную вибрацию, как было на моем движке. Трясло его так, что колокол (по научному — картер сцепления) лопнул в двух местах. Замена колокола — отдельная песня, об этом ниже.
Смотрим дальше ШПГ.
Шатуны ремонтники подгоняли по весу, стачивая прилив на нижней головке. Но шатун потому и назван шатуном, что совершает в двигателе сложные возвратно-поступательно-вращательные движения. Т.е. верхняя его головка движется линейно вверх-вниз в месте с поршнем, а нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала. Очевидно, чтобы инерционные силы ШПГ были уравновешены, играет роль не только одинаковая масса шатунов, но и положение центра массы шатуна. Если, подгоняя вес шатуна, удалять метал только в одном месте, например с крышки нижней головки, то центр массы будет смещаться к верхней головке. Грубо говоря добавляем массу поршню облегчая шатунную шейку коленвала. Очевидно, что наибольшее значение для балансировки имеет однообразие положения центра массы каждого шатуна вдоль оси симметрии. Теория теперь понятна. А как на практике найти этот самый центр массы?
Сначала думал сделать приспособление в виде рычажных весов, у которых на одной чашке верхняя головка шатуна, на другой нижняя.
Но, подумав, сделал по-другому. Вырезал два стекла по размеру шатуна, между ними положил спицу. Получилось нечто вроде качелей. Сверху, поперек спицы кладем шатун и, вращая спицу, находим момент «перекидывания качелей». В этом месте и будет находиться центр массы. Помечаем положение шатуна относительно верхнего стекла и спицы. Для этого я использовал маркеры для компакт-дисков. Для ориентировки нарисовал на стекле несколько параллельных спице линий. Положение линии «перекидывания» для каждого шатуна замерял линейкой.
Три шатуна дали дельту в районе 1 мм, а четвертый отклонился на 5 мм. Это вторая засада. Далее все просто: облегчаем шатуны, снимая металл с приливов на головках стараясь привести центр массы каждого к однообразию. Т.е. если перевешивает верхняя головка — то с нее, и наоборот. Снимаем понемногу, каждый раз проверяя массу шатуна и его балансировку. У меня на это ушло около 3-х часов со всем разгильдяйством.
Для взвешивания шатунов (и поршней) я использовал рычажные весы, сохранившиеся с тех времен, когда увлекаясь фотографией, сам составлял проявители-закрепители. Определить, «сколько точно в граммах» весит шатун или поршень на этих весах затруднительно, но сравнить вес можно с достаточной точностью. Нужно только из одинаковой длинны стальных проволочек согнуть соответствующие крючки.
Поршни взвешивал вместе с пальцами, шатуны — в собранном виде, с подтянутыми гайками болтов. Вес поршней подгонял, снимая шарошкой металл с приливов на бобышках.
В конце все промыл, чтобы не осталось опилок. Коленвал в сборе с маховиком и корзиной отвез в «Механику» на балансировку. В книжке написано, что сцепление должно быть в сборе с ведомым диском. Этого делать не следует, т.к. точно отцентрировать ведомый диск трудно, да при работе он занимает произвольное положение. Привезенный обратно коленвал проверил статически на двух уголках, выставленных по уровню. «Механика» сделала на «отлично» — коленвал не шелохнулся!
Установку нового колокола хорошо описал на «УАЗбуке» светлой памяти Махно. 
Добавлю только, что вместо гири я сварил из профиля приспособление для индикатора.
С нетерпением ждал момента когда можно будет завести движок.
Завелся! Не дрожит. Ура!
От старой свистопляски не осталось и следа.
Вибрации на ходу более заметны от трансмиссии, но это отдельный разговор.
По поводу титановых штанг толкателей. Взвесил — они легче, чем дюралевые. Заметил одну особенность — стук ГРМ с прогревом не уменьшается, а скорее наоборот. Заглянул в «Справочник металлиста» — коэффициент линейного расширения у титана ниже примерно в три раза. Т.е. с прогревом штанги не уменьшают зазор, а скорее наоборот. Уменьшил тепловые зазоры до 0.2 мм, меньше боязно. Стук все равно достаточно громкий.
(февраль 2004)
Источник