Artur Wojtala Grupa: 1b

Studia: stacjonarne I stopnia

Specjalność: Samochody i silniki

Rok III / sem. 7

Rok akad. 2014/2015

Laboratorium: Eksploatacja silników spalinowych

Temat: Demontaż i montaż silnika tłokowego

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z podstawowymi procedurami, jakie należy przestrzegać w trakcie prac związanych z demontażem i montażem silnika spalinowego tłokowego.

1. Wstęp teoretyczny:

Budowa silnika

Silniki zbudowane są z tych samych elementów dostosowanych do jego prawidłowej pracy. Każdy silnik spalinowy wyposażony jest w kadłub, w którym zamknięte są cylindry z tłokami przekształcające energię spalania w pracę mechaniczną. Do prawidłowej pracy silnika musi on posiadać układy odpowiedzialne za odpowiednie etapy pracy silnika. Każdy nowoczesny silnik spalinowy wyposażony jest w kilkanaście układów poprawiających bezpieczeństwo i pracę samego silnika.

Układ rozrządu steruje elementami, które mają na celu doprowadzenie mieszanki do silnika i usuniecie z niego spalin. Najczęściej spotykamy rozrząd zaworowy, który steruje zaworami ssącymi i wydechowymi oraz czasami ich otwarcia. Innymi rodzajami rozrządów, rzadziej spotykanymi są rozrządy tulejowe, tłokowe oraz sterowane przepustnicą obrotową. Układ rozrządu napędzany jest paskiem lub łańcuchem, połączonym z wałem silnika. W ostatnich latach można zauważyć powrót łańcuchów, została poprawiona jego wytrzymałość oraz obniżono w znacznym stopniu hałas, jaki powodował. Wyeliminowano również tendencje do wyciągania się łańcucha poprzez wprowadzenie ślizgowych napinaczy. Koło pasowe umieszczone na wale korbowym napędza wałki rozrządu oraz nie rzadko jest źródłem napędu pompy wodnej. Dobrze wyregulowany czas otwierania i zamykania jest niezbędny dla prawidłowej i bezpiecznej pracy silnika. W tak zwanych silnikach kolizyjnych w przypadku zerwania paska rozrządu może spowodować uderzenie tłoka w zawory i konsekwencji jego wykrzywienie. Uszkodzeniu ulegają często również same tłoki, prowadnice zaworów, a nawet korbowody.

Układ zasilania odpowiedzialny jest za dostarczenie mieszanki do cylindra. Budowa tego układu jest różna w zależności od typu silnika. W silnikach ZI istnieją dwie odmiany układu zasilania, gaźnikowy, do którego paliwo jest podawane przez pompę paliwową. Nowszym układem jest układ wtryskowy, w którym zastąpiono gaźnik układem elektronicznym, który steruje wtryskiwaczami dzikie zastosowaniu algorytmy logicznego. Natomiast w silnikach ZS stosuje się wyłącznie wtryskowy układ zasilania, który wtryskuje paliwo do komory wstępnej bądź bezpośrednio do cylindra pod ciśnieniem dochodzącym w nowych silnikach nawet do 200MPa

Układ chłodzenia utrzymuje optymalną temperaturę we wszystkich wymaganych elementach silnika w celu zapewnienia bezpiecznej i ekonomicznej pracy silnika. W przypadku awarii tego układu niektóre elementy czynne silnika uzyskują temperaturę nawet do ponad 150 stopni Celsjusza. Temperatura optymalna dla pracy silnika znajduje się w przedziale 90 - 100 stopni Celsjusza. Silnik może być chłodzony powietrzem lub cieczą. Chłodzenie powietrzem często stosowane jest w przypadku motocykli oraz w niektórych samochodach gdzie ruch powietrza jest wymuszony dodatkowo przez wentylator. Do zalet takiego rozwiązania można zaliczyć brak konieczności dozoru układu oraz dużą niezawodność. Wadą jest głośna praca, zwłaszcza w układach wyposażonych w wentylator. W przypadku chłodzenia cieczą, ciecz chłodząca przepływa kanałami w bloku cylindrów oraz głowicy. Przepływ cieczy wymuszony jest przez pompę. Ciecz po opuszczeniu komory silnika doprowadzana jest do komory zaworu termostatycznego, który w zależności od temperatury cieczy umożliwia pełny lub krótki obieg. W przypadku obiegu krótkiego chłodziwo wraca do pompy i ponownie jest tłoczone do kanalików komory silnika. W obiegu pełnym płyn zostaje dodatkowo przetłoczony przez chłodnice, z którą współpracuje wiatrak, gdzie temperatura jest obniżana. Po przejściu płynu przez chłodnice, jest on kierowany ponownie do pompy, która kieruje płyn ponownie do komory silnika.

Elementami każdego układu zapłonowego są świece zapłonowe, cewka zapłonowa, aparat zapłonowy oraz przewody wysokiego napięcia. Zadaniem układu jest wytworzenie iskry między elektrodami świecy zapłonowej w celu zapalenia mieszanki paliwa i powietrza. Optymalny moment zapłonu zależy od wielu parametrów pracy silnika spalinowego, dlatego dodatkowym zadaniem układu zapłonowego jest sterowanie momentem wystąpienia iskry na konkretnej świecy zapłonowej. Klasyczny układ zapłonowy najczęściej jest zasilany napięciem 12V pochodzącym z akumulatora. Cewka wysokiego napięcia ma za zadanie podnieść napięcie do kilku tysięcy woltów. Napięcie jest przekazywane do konkretnej świecy dzięki rozdzielaczowi, który sterowany jest za pomocą wału silnika. Od dłuższego czasu już w samochodach zamiast klasycznego układu zapłonowego stosuje się układ elektroniczny, który jest bardziej precyzyjny i niezawodny od swojego poprzednika. Nowy układ pozwala na precyzyjne określenie kąta wyprzedzenia zapłonu co zmniejsza spalanie oraz zwiększa czystość spalin.

Układ rozruchowy jak sama nazwa wskazuje ma na celu doprowadzenie do rozruchu pojazdu. Najczęściej układem rozruchowym jest rozrusznik elektryczny.

Aby silnik mógł pracować bezawaryjnie przez długi okres czasu musi być wyposażony w układ smarowania. W silniku spalinowym smarowania wymaga większość elementów czynnych takich jak, tłoki, cylindry, sworznie tłokowe, pierścienie tłokowe czy korbowód. Nawet najstaranniej zeszlifowane powierzchnie nigdy nie są idealnie gładkie. Ocieranie się o siebie elementów współpracujących w wyniku tarcia doprowadza do postania ciepła i nadmiernego nagrzewania się ocierających o siebie elementów. Olejom stosowanym do smarowania silników stawia się rygorystyczne wymagania. Muszą one zachowywać właściwości smarujące w różnych przedziałach temperaturowych. Oleje w czasie pracy nie mogą wytwarzać piany, muszą tworzyć trwałą powierzchnię powłoki smarnej na elementach współpracujących oraz muszą być przystosowane do przenoszenia znacznych mechanicznych nacisków jednostkowych.

1. Przebieg ćwiczenia:

W trakcie demontażu silnika Fiata 1,1dm3 należało zwrócić uwagę na istotne czynności, jakie powinno się wykonać tak, aby silnik mógł następnie zostać prawidłowo złożony i aby mógł bezawaryjnie pracować. Silnik w trakcie ćwiczenia był umieszczony na specjalnym stojaku ułatwiającym dostęp do wszystkich demontowanych elementów.

Kolejne czynności wykonane w trakcie demontażu:

• Zdjęcie paska z alternatora;

• Demontaż koła pasowego;

• Demontaż pokrywy zaworów;

• Demontaż wspornika cewki;

• Demontaż wałka rozrządu- ważna kolejność odkręcanych śrub i sukcesywne stopniowe poluzowywanie każdej z nich;

• Demontaż szklanek;

• Demontaż głowicy- bardzo ważnym elementem jest kolejność odkręcania śrub. Nieprawidłowe postępowanie może doprowadzić do zniszczenia elementu ze względu na duże naprężenia;

• Demontaż zaworów

• Demontaż miski olejowej;

• Demontaż smoku olejowego(w naszym ćwiczeniu nie wystąpił demontaż smoku);

• Demontaż układu korbowego- odkręcenie śrub w stopie korbowodu (należy zapobiec wypadnięciu tłoka), delikatne wysunięcie tłoka z cylindra(w naszym przypadku tłok nr 4);

• Demontaż pierścieni tłokowych.

Montaż wykonuje się w kolejności odwrotnej do demontażu. W trakcie ćwiczenia zrealizowaliśmy montaż według schematu:

• Montaż pierścieni tłokowych na tłoki przy użyciu odpowiednich narzędzi.

• Instalacja tłoków wraz z pierścieniami do cylindrów. W trakcie montażu należy zwrócić uwagę na dopasowanie odpowiedniego tłoka do cylindra, a także na oznaczenia, w jaki sposób mają być włożone(w tym wypadku na tłoku znajdowała się strzałeczka, która musiała wskazywać napęd rozrządu).

• Przykręcenie korbowodów do odpowiadających im stóp korbowodowych i połączenie z czopami korbowymi wału po wcześniejszym obrocie silnika o 90^o.

• Ponowny obrót silnika o 180^o. Założenie nowej uszczelki pod głowicowej. Nałożenie głowicy na kadłub oraz jej dokręcenie śrubami w odpowiedniej kolejności(WAŻNE: Należy wymienić śruby). Siła do dokręcenia śrub 40N*m

• Powinno się ustawić wał korbowy w GMP zgodnie ze znakiem na kole oraz występie na obudowie silnika(wał nie dało się przekręcić)

• Ustawienie koła napędzającego wałek rozrządu według znaku na kole i obudowie silnika.

• Napięcie paska rozrządu. Odpowiednie dokręcenie i ustawienie rolkowego napinacza. Prawidłowo naciągnięty pasek nie może obrócić się podczas manualnego wygięcia o więcej niż 90^o na najdłuższej długości paska.

• Montaż pokrywy głowicy wraz z uszczelką.

• Przykręcenie koła napędu alternatora. Założenie paska i odpowiedni naciąg.

1. Wnioski:

• Silnik demontujemy według dokumentacji technicznej, w której znajdziemy wszystkie szczegóły dotyczące danego silnika;

• Przed demontażem silnika należy odłączyć akumulator;

• Ważnym jest, aby pamiętać o oznaczaniu wszystkich współpracujących ze sobą elementów, tak, aby podczas montażu uniknąć ewentualnych błędów;

• Silnik należy demontować zachowując w jego otoczeniu dużą czystość;

• Po demontażu silnika przystępujemy do weryfikacji części.

• Proces montażu jest kluczowy dla trwałości eksploatacyjnej i bezawaryjności pracy silnika.

• Podczas montażu należy przestrzegać wielu bardzo istotnych zasad gwarantujących poprawność czynności montażowych. Duża część tych zasad ma charakter uniwersalny, prawdziwy w odniesieniu do każdej konstrukcji silnika. Nie mniej istotna jest ciągła analiza uwag szczegółowych zawartych w instrukcji.

• W celu optymalizacji czasowej i jakościowej czynności montażowych zaleca się używanie specjalnych przyrządów.