6.9.3. Сборка шатунов с поршнями.

Перед сборкой необходимо подогнать поршни и шатуны двигателя по массе к самому лёгкому поршню (шатуну). Разница масс ( ) поршней и шатунов для одного двигателя не должна отличаться более чем на 1 – 1,5% от среднеарифметического ( )массы всех поршней (шатунов) двигателя.     ,  где  - сумма масс всех поршней (шатунов) двигателя; - число поршней (шатунов) двигателя.   Если разница масс поршней превышает указанную величину «лишний» металл, в пределах разумной достаточности, «бархатным» напильником снимается с нижней наружной стороны бобышек или в ином, указанном производителем месте поршня (рис. 6.18.).

При подгонке массы шатунов металл стачивается с бобышек верхней и/или нижней головки шатуна. Так как верхняя головка шатуна при работе двигателя совершает поступательные движения, а нижняя – вращательные, головки шатуна правильно взвешивать по отдельности. При взвешивании верхней головки шатуна, нижняя головка закрепляется на шарнирной опоре (например, на шейке коленчатого вала). При взвешивании нижней головки, на шарнирной опоре закрепляется верхняя головка (например, на поршневом пальце, зажатом в тисках). Надеюсь, рисунок рис. 6.19, пояснит сказанное выше.

Сумма масс «верхней» и «нижней» частей шатуна должна быть равна массе всего шатуна.  При несоответствии масс верхних головок шатунов, металл стачивается с их верхних бобышек, при несоответствии масс нижних головок - нижних. При спиливании «лишнего» металла с бобышек головок шатуна расстояние от центра отверстия головки до плоскости бобышки не должно стать меньше допустимого (регламентируется изготовителем). При принятии решения о подгонке масс шатунов следует иметь ввиду, что уменьшение массы нижней головки оправдано лишь для двигателей, имеющих полностью сбалансированные коленчатые валы симметричные относительно средней коренной шейки (рядные четырёхцилиндровые, рядные шестицилиндровые и V - образные двенадцатицилиндровые двигатели). Для других двигателей слишком лёгкие или тяжёлые шатуны лучше заменить более подходящими по весу. Если на двигатель устанавливаются новые шатуны их стоит промаркировать любым доступным способом (например, клеймом или кернером) по месту установки (т.е. по цилиндрам двигателя). Номер соответствующего цилиндра выбивается на нижней головке шатуна и на его крышке. Нанесённые метки (номера) должны быть обращены в одну сторону. Если устанавливаются «старые» шатуны, они должны быть поставлены в «свои» цилиндры в соответствии с имеющимися метками. На самом деле, если заменялись поршни, то нет никакой разницы, в какой цилиндр устанавливается тот или другой шатун. Но следует понимать, что при последующих ремонтах, имеющееся несоответствие между метками номеров цилиндров на шатунах и местом установки шатунов, может внести существенную путаницу и стать причиной возможных ошибок. Установочные зазоры между поршнем и стенкой соответствующего цилиндра должны соответствовать ТУ. Как уже отмечалось выше, ось отверстия под поршневой палец на большинстве поршней современных двигателей, смещена в сторону действия «большей боковой силы» на  0,5 – 2,5 мм. Вследствие этого поршень должен быть установлен в цилиндре строго определённым образом, т.е. сориентирован. Для правильной установки поршня в цилиндр производители деталей помечают «фронтальную» или «тыловую» (реже) часть поршня специальной меткой, выбиваемой на днище поршня или ином месте. Метка может иметь вид стрелки (>), или быть в виде буквы «П» (перед), или «F» (фронт), или в виде слова «ПЕРЕД», или слова «НАЗАД». С конца 70-х, начала 80-х годов фронтальная часть поршней обозначается преимущественно стрелкой. На днище поршня наносится и иная информация о детали (рис. 3.5). Ориентация шатунов регламентируется производителем в случае ассиметричной конструкции шатуна или наличием у него отверстия для смазывания стенки цилиндра. Отверстие для подачи масла должно быть «нацелено» на наиболее нагруженную стенку цилиндра. При «правом» вращении коленчатого вала (т.е. по часовой стрелке, если смотреть со стороны шкива КВ), наиболее нагруженная стенка цилиндра будет левая. «Правое» вращение коленчатого вала имеют подавляющее большинство двигателей. Сборка поршня с верхней головкой шатуна происходит через поршневой палец. Палец «плавающего» типа должен входить в отверстие головки шатуна без заедания и не иметь ощутимого радиального люфта во избежание шумной работы двигателя после прогрева. В бобышки поршня «плавающий» палец, как правило, запрессовывается с небольшим натягом, для чего поршень подогревают техническим феном или разогревают в горячей воде до температуры 60-80? С. От осевого перемещения палец «плавающего типа» в бобышках поршня удерживается стопорными кольцами. При установке стопорных колец замок кольца ориентируется по оси поршня (вверх или вниз). Следует проследить, зафиксировалось ли кольцо в канавке бобышки поршня. Стопорное кольцо должно «распрямиться» в канавке и не иметь в нём ощутимого люфта. При несоблюдении этих условий сборки кольцо может «выскочить» из канавки при работе двигателя. Поршневой палец второго типа (запрессованный в верхнюю головку шатуна), в бобышки поршня должен входить под небольшим усилием руки (рис. 6.20), а в головку шатуна с натягом, регламентируемым ТУ (как правило, не меньше 0,010 мм.).

Для посадки пальца в головку шатуна с натягом, шатун разогревают в муфельной (электрической) печи до 240-270? С. Для запрессовки используется специальная оправка (рис. 6.21).

На практике часто используют способ нагревания верхней головки шатуна паяльной лампой. Данный способ прост в применении, но не позволяет контролировать температуру нагрева. Повышение температуры нагрева выше 300?С может привести к  изменению структуры металла шатуна и потери натяга, установленного в головку поршневого пальца. Осевое перемещение пальца в головке шатуна на работающем двигателе, в свою очередь, чревато задиром зеркала цилиндра двигателя.

Подытожим. При сборке поршней и шатунов и установке их в двигатель следует придерживаться ряда общих правил:

• Поршни и шатуны для одного двигателя подбираются по массе;

• Поршни и шатуны ориентируются в двигателе определённом образом. Для правильной установки этих деталей в двигателе, на детали наносятся специальные метки;

• Замок стопорного кольца поршневого пальца «плавающего типа» должен быть сориентирован по оси поршня, зафиксирован в канавке бобышки поршня, и не иметь в ней существенных перемещений;

• Пальцы «плавающего типа» устанавливаются в головку шатуна через вкладыш с зазором, а в бобышки поршня с небольшим натягом;

• Пальцы «запрессованные» в верхнюю головку шатуна устанавливаются в неё со значительным натягом, а в бобышки поршня должны входить от небольшого усилия ладони.