1. Montáž klikového mechanismu motoru Škoda 1.3i Lukáš Buřval, Pavel Klaus, Petr Tomčík Tuto akci podpořil Regionální koordinátor pro popularizaci technických a přírodovědných oborů v Moravskoslezském kraji. IPN Podpora technických a přírodovědných oborů Regionální koordinátor pro Moravskoslezský kraj www.generacey.cz www.msmt.cz
1. Motor škoda favorit Řadový čtyřválcový zážehový motor s ventilovým rozvodem OHV (OverHead Valves = nahoře uložené ventily), namontovaný nad přední nápravou napříč ke směru jízdy. Obr. 1 Řez motorem [1] Blok válců, hlava válců a kryt vahadel jsou z hliníkové slitiny. Stěny válců jsou tvořeny vyměnitelnými litinovými vložkami. Spodní strany vložek jsou utěsněné, aby do olejové vany nepronikala chladicí kapalina. [1] Klikový hřídel má tři hlavní ložiska. Spojka a setrvačník jsou na levé straně motoru. Na pravé straně motoru je zdvojené ozubené kolo, které pohání přes zdvojený vačkový řetěz vačkový hřídel. Hlavní ložiska klikoví hřídele a ojniční ložiska jsou kluzná s vyměnitelnými pánvemi. Malá ojniční ložiska jsou tvořena bronzovými objímkami, zalisovanými do ok v ojnicích. Vačkový hřídel má na pravé straně šikmé ozubení, které pohání rozdělovač. Vačkový hřídel kromě toho pohání i olejové čerpadlo. Tlakový mazací systém sestává ze zubového olejového čerpadla, které nasává olej přes síto z olejové vany a tlačí ho přes filtr umístěný na vnější straně boku motoru. [1] 1
2. Utahovací momenty Tab. 1 Utahovací momenty [1] Momenty: [Nm] Šrouby hlavy válců - 1.stupeň - 2.stupeň - 3.stupeň 17-20 dotáhnout o 90 dotáhnout o dalších 90 Matice hlavy válců 20-23 Matice krytu vahadel 2-3 Upevňovací šrouby čepu vahadel 25-30 Šrouby krytu rozvodového řetězu 5-8 Matice krytu zdvihátek 2-3 Šrouby olejové vany 7-9 Víko olejového čerpadla 5-8 Šrouby setrvačníku 55-65 Šrouby krytu setrvačníku 8-10 Šroub ozubeného kola vačkového hřídele 30-35 Šroub řemenice klikového hřídele 100-120 Šrouby vík hlavních ložisek 67-75 Matice vík ojničních ložisek 36-40 Spínač tlaku oleje 20-25 Čepy olejové stěny bloku válců - závit 12mm - závit 16mm Zapalovací svíčky S rovnou těsnící plochou (motor 136) S kuželovou těsnící plochou (motor 136) 20-30 50-55 24 30 13-20 2
3. Montáž klikového mechanismu Obr. 2 Soubor dílů klikového hřídele [1] 1.horní těsnící pístní kroužek, 2.spodní těsnící pístní kroužek, 3.stírací pístní kroužek, 4.píst, 5.vačková hřídel, 6.klikový hřídel, 7.setrvačník, 8.ojniční čep, 9.ojnice, 10.rozvody, 11.řemenice klikového hřídele, 12.přítlačné podložky klikového hřídele, 13.podložky, 14.pánev ojničního ložiska, 15.domek ložiska 3
3.1 Kliková hřídel Před montáží pánví ložisek je nutná kontrola jejich opotřebení. Poruchy ložisek bývají zapříčiněny nedostatečným mazáním, přítomností nečistot nebo cizích předmětů, přetěžováním motoru a korozí. Nečistoty nebo jiné cizí předměty se mohou dostat do motoru různými cestami; při demontáži, přes filtry, nebo odvzdušňovacím systémem klikové skříně. Nečistoty se mohou dostat do oleje a potom vniknout do ložisek. Nedostatečné mazání má několik příčin. Přehřívání motoru (olej je vytlačován z ložisek), prosakování oleje (když mají ložiska velkou vůli, při opotřebení olejového čerpadla nebo při jízdě vysokou rychlostí). Nedostatečné mazání může být způsobeno i zablokovanými mazacími kanály v důsledku přesazení mazacích otvorů v ložiskových pánvích. [1] Obr. 3 Typické opotřebení ložiskových pánví [1] A-zadřené nečistoty v materiálu pánve, B-nedostatečné mazání (odřená povrchová vrstva), C-nesprávné usazení (široké vyleštěné plochy), D-kónický čep ložiska (odřená povrchová vrstva po celé šířce pánve), E-obroušený okraj pánve, F-únava materiálu (krátery nebo důlky) 1. Vyčistíme místa pro uložení pánví hlavních ložisek v klikové skříni. Vyčistíme zadní strany ložiskových pánví. Nasadíme ložiskové pánve tak, aby výstupky na nich zapadly do zářezů v bloku motoru, nebo ve víkách ložisek. Horní a spodní ložiskové pánve se přitom nesmí zaměnit. Při zpětné montáži ložiskových pánví je nutné jejich nasazení na původní místa. Ložiska namažeme čistým motorovým olejem. 4
2. Na pravý konec klikového hřídele nasadíme vnitřní přítlačnou podložku (axiální ložisko), a to tak, aby její mazací držáky byly u ramena kliky. 5
3. Opatrně nasadíme do bloku motoru klikový hřídel. Ložiskové čepy hřídele pak namažeme čistým motorovým olejem. Vyrovnáme přítlačnou podložku tak, aby její výstupek ukazoval kolmo nahoru, abychom ho pak mohli vyrovnat se zářezem ve víku ložiska. 4. Do vík ložisek klikového hřídele obdobně jako do bloku motoru nasadíme víka ložisek. Víka nasadíme na klikový hřídel. Potom vyrovnáme výstupek přítlačné podložky s výřezem ve víku pravého ložiska a zamáčkneme podložku do vybrání. Zašroubujeme upevňovací šrouby vík ložisek a rovnoměrně dotáhneme předepsaným momentem (viz příloha). Zkontrolujeme, zda se klikový hřídel bez odporu otáčí. 6
5. Na blok motoru ze strany setrvačníku namontujeme těsnící těleso setrvačníku. Nasuneme těleso s olejovým těsněním (gufero) na klikový hřídel a na středící kolíky. 3.2 Sestava pístů a ojnic 1. Před samotnou montáží pístů je nutno do bloku motoru namontovat vložky válců. Nejprve na vložky válců opatrně nasuneme měděné těsnící podložky. Vložky válců zatlačíme rukou do bloku motoru až nadoraz, posléze je doklepeme gumovou paličkou. Po usazení vložky válců zafixujeme proti pohybu svorkami. 7
Obr. 4 Označení na hlavě pístu, měření průměru pístu [1] 8
2. Na sestavu pístu s ojnicí namontujeme pístní kroužky. Původní pístní kroužky musíme vždy nasadit na původní písty. Nejdříve nasadíme stírací kroužek. Zámek stíracího kroužku vyrovnáme podle obrázku. Potom namontujeme spodní a horní těsnící kroužek. Spodní těsnící kroužek rozeznáme od horního snadno, protože má šikmou vnější hranu. Oba těsnící kroužky musíme nasadit tak, aby značka výrobce byla nahoře. [1] Obr. 5 Postup montáže stíracího pístního kroužku a možné polohy zámku kroužku (vlevo), Správná poloha těsnících pístních kroužků (vpravo). [1] 9
3. Ložiskové pánve nasadíme do dosedacích ploch v ojnicích a ve víkách. Výstupky ve všech pánvích musí zapadnout do zářezů v ojnicích nebo ve víkách ložisek. Původní ložiskové pánve vždy musíme nasadit na původní místa. Namažeme motorovým olejem stěny válců, písty a pístní kroužky. 4. Začneme pístem č 1. přitom musíme správně nastavit zámky pístních kroužků. Pístní kroužky potom zmáčkneme svěrnou objímkou. Vložíme ojnici s pístem seshora do válce č 1, a to tak, aby šipka na hlavě pístu ukazovala k olejovému filtru motoru. Opatrně zavedeme sestavu do válce č 1 a spodní okraj svěrné objímky pístních kroužků nasadíme na blok motoru. Lekce poklepeme dřevěnou násadou kladiva na horní stranu pístu, dokud nedolehne ojniční ložisko na ložiskový čep. V žádném případě netlačíme píst do válce násilím, protože bychom mohli polámat kroužky nebo poškodit píst. 10
5. Po zatlačení uchytíme spodní konec ojnice ložiskovým víkem. Víko musíme nasadit na ojnici tak, aby se kryly vyražené značky. Utáhneme upevňovací matice víka ložiska určeným momentem. 11
6. Stejným způsobem namontujeme ostatní písty s ojnicemi. Po řádném namontování pístů ojnic otočíme několikrát rukou klikovým hřídelem, abychom zjistily, zda někde není nežádoucí vůle. 3.2.1 Možné závady pístů [2] 1) Nedostatečná vůle Na pístu jsou viditelné stejné opotřebené plochy po celém obvodě. Opotřebení přechází z vyleštěného povrchu do tmavě zabarvené plochy. Mezi pístními kroužky není žádné poškození. Opotřebení vznikne malou vůlí. Tato vůle je již jako konstrukční chyba, nebo nevznikla před provozním režimem motoru. 2) Nedostatečná vůle pístních čepů Po obvodu pístu se nacházejí čtyři opotřebené plochy, které se vždy nacházejí u pístního čepu, zhruba 45 od jeho osy. Opotřebení přechází z vyleštěného povrchu do tmavě zabarvené plochy. Pístní čep bývá modře zabarvený. Příčina opotřebení vždy vychází z přehřátí pístního čepu, což má za následek roztažení pístu v oblasti otvoru pro pístní čep. Pístní čep se zahřívá relativně rychle, zatímco píst se zahřívá déle. Pístní čep se ohřívá nadměrným třením, které může být způsobeno malou vůli v ojničním oku, případně malou vůlí v pístu. Též mohlo dojít k chybě při skládání a poškození uložení v ojničním oku nebo pístu. 3) Nedostatečné mazání Na plášti pístu je opotřebení, které může zasahovat do oblasti pístních kroužků. Lehký oděr se nachází i na protější straně. Oděr je vyleštěný do kovového vzhledu a nemá větší tmavé zabarvení. Příčinou bývá nejčastěji okamžitý nedostatek oleje nebo malý tlak v mazání, který není schopný mazat válce. Pokud se bude příčina opakovat, píst dopadne mnohem hůře. 4) Přehřátí pístu při zátěži 12
Na plášti pístu je tmavě zabarvený oděr zasahující do prostoru kroužků. Za příčinu můžeme označit přehřívání pístu, díky kterému došlo k porušení olejového filmu. Přehřívání mohlo být způsobeno špatným chlazením, nevhodně zvoleným olejem nebo ucpaným tryskou na ojnici. Špatnou vůli lze vyloučit díky absenci oděru na druhé straně. 5) Běh nasucho díky bohaté směsi Na plášti pístu jsou rovné ostré vrypy shora dolů. Mezi kroužky zpravidla vrypy nejsou. Příčinou je nespálený benzín, který rozpouští olejový film na stěně válce. Také by mohla být příliš nízká komprese nebo problém v zapalování. Tyto oděry se objeví i častým provozem auta na krátké vzdálenosti. Obr. 6 Možná poškození pístů [2] 6) Poškození olejového filmu díky přidřeným kroužkům Na kroužcích jsou viditelné oděry a černé fleky. Na válci jsou svislé vrypy. V raném stádiu se problém projevuje pouze na vrchu pístu, později se rozšíří dále na plášť. Hlavní příčinou je příliš velká zátěž na nezaběhnutém motoru. Kroužky ještě plně netěsní, pronikající benzín přehřívá kroužky a stěny válce, rozpouští olejový film. Dochází k vydření kroužků a stěn válce, následuje rozšíření problému na celý píst. Vedlejší příčiny by mohly být špatně zvolený olej, přehřátý válec, příliš velká komprese a vznik vysoké teploty (chudá směs, detonace), nedostatečné mazání či špatné honování. 7) Prohořením pístu samozápalem od spalovacího prostoru Dno pístu je prohořelé skrz, povrch je natavený. Díky vysoké teplotě je poškozený i plášť pístu. Nejčastější příčinou je vznik samozápalu od horkého místa (ventil, špatně zvolená svíčka, nerovnost). Samozápaly je dno pístu vystaveno delší dobu vysoké teplotě, tím materiál změkne a vlivem pohybu, setrvačnosti a gravitace se materiál přesouvá. Zeslabené dno pak prohoří. 8) Eroze pístu detonačním hořením Na dně pístu nebo jeho hranách je eroze. Zbytek pístu je nepoškozený, na plášti nejsou žádné známky oděru.jedinou příčinou eroze je dlouhodobá detonace, při které vznikají vysoké frekvence. Tlaková vlna naráží na píst a odrazem od pístu vyzobává a odnáší materiál. Tento jev se projevuje i na samotné hlavě (převážně hliníkové), v podobě vyzobaných dírek v okolí těsnění (kroužků). Detonace obecně vzniká malým oktanovým číslem paliva, přimícháním oleje do směsi (sání skrz vodítka), vysokým kompresním poměrem, příliš velkým předstihem, chudou směsí a sáním horkého vzduchu. 13
9) Detonace nebo voda ve spalovacím prostoru Píst praskne mezi prvním a druhým kroužkem. Na plášti nejsou žádné další oděry. Tato závada nevzniká vadou materiálu, jak se obvykle říká. Pokud píst praskl shora a směrem dolu se lom rozšiřuje, pak je s největší pravděpodobností příčinou detonace. Je-li lom opačný, čili rozšiřuje se směrem nahoru, pak bude nejspíš příčinou špatná montáž - ohnuté kroužky od zasouvání pístu do válce apd. 10) Zlomený pístní kroužek Drážka je rozšířená, vypadá jako vymletá. Na dně pístu mohou být otisky od zbytku kroužku. Příčinou je nejčastěji nerovnost na stěně válce. Na kroužku se v místě nerovnosti vytváří velká vůle, která má za následek prasknutí kroužku. Dalším používáním se vůle nadále zvětší, až se zbytek kroužku dostane do spalovacího prostoru. 3.3 Montáž vačkového hřídele Obr. 7 Možná poškození pístů [2] 1. Vačku a ložiskové čepy vačkové hřídele řádně namažeme olejem a nasadíme vačkový hřídel do bloku válců. Nasadíme na konec vačkového hřídele přítlačnou desku a pevně ji přišroubujeme třemi šrouby. 14
Obr. 8 Průřez bloku motoru s klikovým hřídelem, pístem, ojnicí a vačkovým hřídelem [1] 15
4. Použitá literatura [1] HAMLIN, Andrew. Škoda Favorit, Forman, Pick-up - Jak na to?. 2.vyd. České Budějovice : Kopp, 2002. 252 s. ISBN 80-7232-060-2. [2] Skoda.daves [online]. 2009-03-23 [cit. 2011-05-11]. Poskozeni_pistu_a_priciny-english. Dostupné z WWW: <http://skoda.daves.cz/poskozeni_pistu_a_priciny-english>. 16
5. Přílohy Příloha 1. Sestava klikové hřídele [1] 17
Příloha 2. Sestava pístového mechanismu [1] 18