Увеличение рабочего ресурса двигателей семейства ЗМЗ 405,406,409.
статья

Увеличение рабочего ресурса двигателей семейства ЗМЗ 405,406,409.

Ефросинин А.Е. преподаватель

Ивантеевский филиал Московского политехнического университета

Рассмотрены вопросы проведения модернизации, и увеличение ресурса работы двигателей семейства ЗМЗ 405,406,409, путём замены стандартных деталей двигателя на детали, выполненные из более износостойкого материала.

Ключевые слова: модернизация, увеличение ресурса, износостойкие материалы

The issues of modernization, and an increase in the service life of the engines of the ZMZ 405,406,409 family, by replacing standard engine parts with parts made of more wear-resistant material, are considered.

Keywords: modernization, resource increase, wear-resistant materials

В своей работе я рассматривал наиболее выраженные проблемы подобного рода в отношении двигателей модельного ряда ЗМЗ 405,406,

Работа кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов имеет большое значение при решении задач по обеспечению увеличения моторесурса любого поршневого двигателя внутреннего сгорания.

В настоящее время 90% двигателей внутреннего сгорания имеет цепной привод газораспределительного механизма. На пробегах от 20 тыс. километров возникают проблемы, связанные с осевым смещением (особенно преждевременное его увеличение) распределительного вала. Важный фактор в работе двигателя так как при большом смещении происходит изгиб цепной передачи что приводит к быстрому износу звездочек и цепей и связанных с ними коленчатого вала и промежуточного вала привода масляного насоса.

Изучая конструктивные особенности защиты этих валов от осевых перемещений, пришёл к выводу, что для увеличения ресурса работоспособного состояния газораспределительного механизма необходимо выполнить следующие мероприятия по замене:

- упорных колец распределительных валов (рис. 1);

- нижнего упорного полукольца коленчатого вала (рис. 2);

- упорной шайбой промежуточного вала (рис. 3);

Рисунок 1 Рисунок 2

Рисунок 3

Стоит обратить внимание и на сам цепной привод. Производитель устанавливает однорядные цепи кировского завода, на которых нельзя создавать слишком большое натяжение, которое не должно превышать 10 кг/с. Так как у нас натяжитель гидравлический то натяжение сразу после пуска от 8 до 12 кг/с диаметр натяжителя составляет 20 мм в итоге натяжение составит 24 кг/с. Из-за этого происходит преждевременный износ башмаков натяжителей и растяжка цепи. Для улучшения характеристик двигателя устанавливаем зубчатой-пластинчатую цепь, она имеет следующие преимущества:

- охватывает всю шестерню и цепляется за каждый зуб, и нагрузка распределяется на каждое звено цепи, износ уменьшается, при этом отсутствуют продольные рывки цепи. При этой доработке мощность возрастает до 6 %.

Для увеличения срока службы привода газораспределительного механизма необходимо будет установить:

- разрезные звезды распределительных валов (рис. 4);

- двухрядную зубчатую (пластинчатую) цепь привода распределительных валов и промежуточного вала (рис. 5);

Рисунок 4 Рисунок 5

Вторая большая проблема современных двигателей 405, касается кривошипно-шатунного механизма это полукольца осевого смещения коленвала. В начале были установлены сверху два и снизу два полукольца изготовленные и сталлеаллюминия. С 2009 года стали устанавливать в передней части два полукольца из пластмассы, которые при смазке моторным маслом и работе в условиях высокой температуры усыхают, в следствии чего они растрескиваются и рассыпаются, это приводит к преждевременному износу полукольца. Также устанавливаются полукольца из сплава стале-аллюминия, но и вних также существует недостаток, коленвал трётся по металлической части, стале-аллюминевое полукольцо нагревается захватывается коленвалом и проворачивается. Для решения данной проблемы мы устанавливаем полукольца из бронзы Брб2

Данные мероприятия, связанные с тем, что на двигателях ЗМЗ 405,406,409. Массового производства установлены следующие элементы:

Таблица 1- стандартные материалы, применяемые сборке двигателей ЗМЗ

С целью уменьшения отрицательных воздействий, связанных с фактическими условиями работы указанных элементов, считаю целесообразным применения иных, более соответствующих внешним воздействиям материалов.

Таблица 2 - рекомендуемые материалы, для улучшения двигателей ЗМЗ

Охарактеризовать применяемые материалы можно следующим способом:

Сплав БрБ2- бериллиевая бронза очень часто называют высоколегированный материал, основные свойства которого:

- высокая упругость. (этот параметр определяет способность рассматриваемого сплава выдерживать воздействие различной деформационной нагрузки, направленной перпендикулярно или под другим углом относительно оси.).

- высокая электропроводность.

- повышенная теплопроводность обуславливает применение материала при изготовлении отводящих тепло элементов.

- сопротивление коррозии также высокое, материал не реагирует на воздействие влаги, что определяет длительный срок службы при эксплуатации в сложных условиях.

Сплав БрОЦС4-4-2,5- цинково-свинцовая оловянистая бронза, деформируемый бронзовый сплав, обладает отличными пружинящими и антифрикционными параметрами, а также антикоррозионными свойствами, востребован при изготовлении деталей сложных форм с максимальной степенью точности, которые способны длительное время работать при повышенном трении – втулок и подшипников в агрегата и механизмах автомобилей.

По итогам изучения данного вопроса выполняем замены:

- упорных полуколец распредвалов (рис. 1);

- нижнего упорного полукольца коленчатого вала (рис. 2);

- упорной шайбы промежуточного вала (рис. 3);

- разрезные звёзды распредвалов производителя «Мастер Фаза» для двгателей 405,406,409. Что даёт нам точность и больший диапазон выставления фаз газораспределения (рис. 4).

- двухрядную зубчато-пластинчатую цепь (рис. 5).

Таким образом обеспечивается наибольшее соответствия материалов применяемых при изготовлении упорных элементов условиям работы распределительных валов, промежуточного и коленчатого валов двигателей ЗМЗ 405,406,409. Которые в сочетании с современными комплектующими привода механизма газораспределения, обеспечивают увеличение работоспособного ресурса двигателя и его межремонтных пробегов.

В данном материале были рассмотрены заводские недостатки газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов, и варианты их полного устранения и продление ресурса работы двигателей ЗМЗ 405,406,409.

Спасибо за внимание.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Устройство, ремонт и техническое обслуживание двигателей ЗМЗ 405,406,409 / Издательство Нижегородского ГУ им. Н. И. Лобачевского 2020 г. - 320 стр.

Двигатели ЗМЗ, и их модификации Каталог деталей и сборочных единиц / Издательство Нижегородского ГУ им. Н. И. Лобачевского 2020г.- 112 стр.

Плошкин В.В. Материаловедение 3-е изд., пер. и доп. Учебник для прикладного бакалавриата / 2018г. 409 стр.