Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства

Обкатка двигателей на стендах может быть горячей (на бензине или газообразном топливе), холодной (с приводом от электромотора или от другого двигателя) или комбинированной (вначале холодной,  а затем горячей).

Каждый из указанных методов имеет свои преимущества и недостатки, причем холодная обкатка является наименее эффективной, так как при ней процессы приработки поверхностей трения большинства деталей, подвергающихся воздействию высоких температур (поршни, поршневые кольца, цилиндры, выпускные клапаны), протекают в условиях, совершенно отличных от рабочих. Поэтому от применения одной только холодной обкатки следует по возможности воздерживаться. Наибольшей надежностью и эффективностью отличается комбинированная обкатка: вначале холодная, а затем горячая, равная по времени холодной обкатке.

Помимо надежности и эффективности, комбинированная  обкатка отличается также и высокой экономичностью: при ней имеется полная возможность вести спаренную обкатку двух двигателей, при которой один двигатель, проходящий горячую обкатку, приводит во вращение второй - проходящий холодную  обкатку.

Оба двигателя в этом случае должны быть установлены на стенде коробками передач друг к другу. Передача вращения от двигателя, проходящего горячую обкатку (ведущего), к двигателю, проходящему холодную обкатку (ведомому), осуществляется через промежуточную гибкую передачу, соединяющую вторичные валы коробок передач обоих двигателей. Правое вращение коленчатого вала ведомого двигателя достигается при этом включением заднего хода коробки передач ведущего двигателя. Требуемое же число оборотов коленчатого вала ведомого двигателя достигается включением первой или второй передачи его коробки.

При включении первой передачи число оборотов коленчатого вала ведомого двигателя будет составлять около 80%, а при включенной второй передаче - около 40% для двигателя ГАЗ-51 и около 50% для двигателей М-20, ГАЗ-69 и ЗИМ-12 от числа оборотов коленчатого вала ведущего двигателя.

Во время спаренной обкатки у ведомого двигателя должны быть вывернуты свечи, отключены питание и зажигание.

Перед началом холодной обкатки в каждый цилиндр следует залить через отверстия для свечей по 20-30 г (столовая ложка) моторного масла.

По окончании горячей обкатки ведущий двигатель снимается со стенда, а на его место ставится новый двигатель для холодной обкатки. Двигатель же, проходивший холодную обкатку, переключается на горячую обкатку (становится ведущим двигателем) и т. д. При комбинированной обкатке общее время обкатки разбивается поровну между холодной и горячей обкатками.

Горячая обкатка на стенде одиночного двигателя производится, как правило без нагрузки (на холостом ходу).

Длительность производственной обкатки, осуществляется ли она на стенде или на автомобиле, определяется, как объемом произведенных ремонтных работ, так и качеством их выполнения и в зависимости от этих факторов может колебаться в некоторых пределах.

Как показали исследования, приработка поверхностей трения нового (собранного на заводе) двигателя полностью завершается в первые 2-3 часа его работы. Исходя из того, что-основные потери на трение в двигателе приходятся на трение цилиндро-поршневой группы и на трение в подшипниках коленчатого вала, то есть как раз на те детали, которые в процессе ремонта подвергаются заменам, длительность производственной обкатки отремонтированного двигателя, как правило, может быть ограничена также двумя-тремя часами.

При назначении длительности обкатки  необходимо руководствоваться следующими соображениями:

а)  если в процессе ремонта заменяется только одна из сопряженных деталей (например,  поршневые кольца,  вкладыши), а вторая сопряженная деталь при этом не заменяется, и не подвергается ремонту (например, цилиндры, шейки коленчатого вала), то срок обкатки определяется - величиной износов. и состоянием рабочих поверхностей этих последних деталей: чем больше их износы, или чем хуже состояние их рабочих, поверхностей, тем срок обкатки должен быть большим;

б) чем выше качество ремонта в смысле точности обработки деталей, соответствия зазоров и чистоты обработанных поверхностей техническим условиям и т. д., тем срок обкатки, может быть меньшим.

Двигатель после обкатки должен:

а) устойчиво работать на малых оборотах холостого хода (не выше 600 об /мин);

б) устойчиво работать на средних оборотах без перебоев и перегревания;

в)  не глохнуть и не давать перебоев в работе при переходе с малых оборотов холостого хода на высокие - и наоборот;

г)  коленчатый вал двигателя должен легко проворачиваться заводной рукояткой усилием одной руки с отчетливо ощутимой компрессией в отдельных цилиндрах.

Этими основными требованиями, предъявляемыми к двигателю после обкатки, и обусловливается ее длительность.

Большое значение в определении необходимой длительности, обкатки имеет опыт, накопленный производящим ремонт предприятием.

Чтобы сократить срок обкатки двигателей и одновременна улучшить качество приработки, рабочие поверхности рекомендуется при сборке подвергать графитированию, сущность, которого заключается в следующем: перед окончательной сборкой поверхности трения (зеркало цилиндров, поршневые кольца, юбка поршня, стержни клапанов, шейки коленчатого и распределительного валов, стержни и тарелки толкателей), покрываются тонким, равномерным и сплошным слоем масляного коллоидно-графитового препарата марки  МП (ГОСТ 5262-50).

Для того чтобы коллоидальный графит, смываемый маслом, с поверхностей трения во время обкатки, не выпадал из него, в виде осадка, а находился в нем во взвешенном состоянии, количество масляного препарата графита, идущего на покрытие деталей двигателя, не должно быть больше 1% от количества масла, заливаемого в картер двигателя, графитирование   двигателей дает возможность сократить, время обкатки их на 20-25%.

Число оборотов коленчатого вала двигателей во время производственной обкатки может быть или постоянным, или переменным. Обкатке на переменных оборотах следует отдавать предпочтение, так как при ней приработка поверхностей трения получается лучшей и осуществляется она в сравнительно более короткие сроки, чем при обкатке на постоянных оборотах.

Обкатка на переменных оборотах, или „ступенчатая" обкатка, характеризуется тем, что при ней число оборотов двигателя в заданных пределах возрастает ступенями через определенные отрезки времени. При горячей обкатке эти пределы определяются, с одной стороны, минимально устойчивыми оборотами холостого хода отремонтированного двигателя, и с другой - оборотами, близкими к максимальным, на которых двигатель работает во время эксплуатационной обкатки. При холодной обкатке изменение числа оборотов двигателя должно производиться в пределах от 400-500 об /мин до 1000 - 1250 об/мин.

Рекомендуемые режимы „ступенчатой" обкатки приводятся ниже:

а) для горячей обкатки одиночного двигателя без нагрузки на автомобиле или на стенде в табл. 42;

б)  для  комбинированной горячей  обкатки двигателя на автомобиле (вначале без нагрузки,  а затем  с нагрузкой) в табл. 43;

в)  для спаренной обкатки двигателей на стенде (вначале холодной, а затем горячей) в табл. 44.

Обкатку двигателей на постоянных оборотах рекомендуется производить при 1000-1500 об /мин. Придерживаться указанного интервала оборотов необходимо по следующим соображениям:

а)  при числах оборотов ниже 1000 в минуту необкатанные двигатели работают неустойчиво:

б) производительность масляного насоса при числах оборотов ниже 1000 в минуту может оказаться недостаточной для надлежащих смазки и охлаждения поверхностей трения;

в) при числах оборотов выше 1500 в минуту на не приработанных поверхностях в самом начале обкатки могут возникнуть задиры из-за перегрузки их.

Надо  помнить,  что  обкатка двигателей  на постоянных оборотах менее эффективна, чем ступенчатая, потому что поверхности трения, хорошо обкатанные при каких-то одних постоянных оборотах (например, 1000 об/мин) и подготовленные к восприятию нагрузок, соответствующих этим оборотам, оказываются недостаточно подготовленными для того, чтобы воспринимать без дополнительной приработки нагрузки, соответствующие более высоким числам оборотов.

В результате при любом повышении оборотов против тех, на которых закончилась обкатка двигателя, наступает новый этап приработки поверхностей трения (см. рис. 172).

Отсюда понятно, что для наиболее совершенной подготовки поверхностей трения к восприятию эксплуатационных нагрузок необходимо заканчивать обкатку двигателя на оборотах, равных или близких к эксплуатационным.

Переход на высокие обороты при „ступенчатой" обкатке должен осуществляться в несколько приемов, с таким расчетом, чтобы постепенно подготовлять поверхности трения к восприятию повышенных нагрузок и не вызвать при этом на них задиров от перегрузок.

Смазка трущихся поверхностей является одним из решающих факторов, определяющих качество и надежность обкатки.

Для повышения износостойкости поверхностей трения и уменьшения количества царапин на них необходимо применять при обкатке масло, способное наиболее эффективно охлаждать поверхности трения. Этому условию удовлетворяют масла с большей текучестью и, следовательно, с меньшей вязкостью. Для обкатки двигателей ГАЗ-51, ЗИМ-12, М-20 и ГАЗ-69 рекомендуется применять масла с вязкостью в 3-4,5Е при 50°С. В качестве таких масел могут быть использованы масла или смеси масел, рекомендованные для зимней смазки двигателя.

Масло должно быть свежим (неотработанным) и по своим свойствам  отвечать требованиям стандартов. Качество  его нужно периодически проверять.

Во время производственной обкатки в масло попадает значительное количество продуктов истирания, и поэтому предусмотренная конструкцией двигателя фильтрация масла, рассчитанная на работу его в нормальных эксплуатационных условиях, в этот период оказывается недостаточно эффективной.

Действительно, из-за малых размеров продуктов истирания фильтр грубой очистки не задерживает их, и они в течение некоторого времени (пока не попадут в фильтр тонкой очистки) циркулируют со смазкой. Попадая на поверхности трения, продукты износа будут вызывать повышенный и ненормальный износ этих поверхностей, приводя к образованию на них царапин, рисок и даже задиров. Естественно, что при этом от обкатки нельзя ожидать того эффекта, который она может и должна дать при нормальных условиях.

Поэтому во время производственной обкатки необходимо принимать меры, ограничивающие или совершенно исключающие возможность циркуляции продуктов истирания со смазкой. С этой целью при обкатке двигателей на стендах весьма желательно работать не на залитом в картер масле, а на проточном, подаваемом в двигатель отдельным насосом из расходного масляного бака достаточной емкости. При этом масло на пути к двигателям проходит через хлопчатобумажные фильтры больших размеров, освобождаясь таким образом от продуктов истирания и других механических примесей. Подвод масла к двигателям осуществляется через сливное отверстие фильтра грубой очистки, а выпуск-через сливное отверстие масляного картера. Масло из двигателей самотеком отводится обратно в бак. Таким образом масло за каждый цикл проходит следующий путь: расходный масляный насос-фильтры-двигатели- расходный масляный бак (рис. 173).

Для бесперебойной работы системы надо устанавливать, по меньшей мере, два фильтра с таким расчете м, чтобы один из них мог выключаться на очистку и смену фильтрующих хлопчатобумажных элементов.

Масло, поступающее в двигатель, должно иметь температуру в 45-50С и давление в 3-4 кг/см2. Подогрев масла в баках осуществляется паром, пропускаемым через змеевик. Для поддержания требуемого давления в масляную магистраль системы, между насосом и стендами, включается редакционный клапан.

Выше была приведена простершая схема проточной смазки двигателей. В зависимости от возможностей и объема производства она может быть значительно усовершенствована. В частности, весьма желательно сливать масло из двигателей

в отдельный бак-отстойник, из которого оно вторым масляным насосом перекачивается в расходный бак, проходя по пути через фильтры или центрифугу. В этом случае в расходном масляном баке будет постоянно находиться только чистое масло.

Для ускорения процессов отстаивания воды и механических примесей, а также для создания условий, облегчающих фильтрацию, масло в баке-отстойнике должно, так же как и в расходном баке, подогреваться.

Емкость масляного бака (или баков) и производительность насосов должны быть такими, чтобы обеспечить подачу масла около 200 литров в час на каждый обкатываемый двигатель. Подвод масла в баки должен производиться снизу, а забор его к стендам или на дальнейшую фильтрацию - сверху. При этом в верхней части баков будет всегда находиться чистое масло, а в нижней части будут отстаиваться вода и механические примеси.

Для периодического сливания отстоя в нижней части баков; должны быть предусмотрены сливные отверстия.

В качестве эффективной меры, снижающей попадание продуктов истирания в масляную магистраль, при обкатке двигателей непосредственно на автомобилях или на залитом в картер масле (при обкатке на стендах) можно рекомендовать применение „обкаточных" маслоприемников, заменяемых после первого этапа обкатки нормальными.

„Обкаточный" маслоприемник представляет собой обычный плавающий  маслоприемник, устанавливаемый  на двигатель,

У которого снят поддон, прикрывающий сетку, и на который надет чехол из хлопчатобумажной ткани.

Чтобы исключить возможность притягивания сетки масло-приемника ко дну поплавка в результате увеличивающегося с течением времени сопротивления фильтрующего чехла проходу через него масла (при засорении его поверхности), необходимо между сеткой и днищем поплавка ставить распорку высотой в 15 - 20 мм из спиральной пружины диаметром 30-40 мм, устанавливаемой в центре поплавка.