Коленвал "Поршень" 88мм. Часть №6 - сборка

Часть №0 - расчёты
Часть №1 - заказ
Часть №2 - знакомство по фотографиям
Часть №3 - то к темю их прижмёт, то их на хвост нанижет...
Часть №4 - суём и плачем
Часть №5 - список доработок

Суповой набор
Итак, всё есть в наличии и примерено. Детали делятся на 3 группы:
Новые:
- Гвоздь программы - коленвал "Поршень" ход 88мм
- Передний подшипник коленвала - SKF 6208/C3
- Поршневые пальцы "Китай безымянный", ø20,995. (да, ни разу не "зелёные". И даже не "красные". А почему - расскажу позже).
- Проставки под цилиндры h=2мм, автор - Кэп
- Ведомый диск сцепления демпферный
- Масляный насос повышенной производительности, автор - Злой Айболит.

Б/у "проверенные временем" (т.е. моей предыдущей эксплуатацией):
- Картер от двигателя 8.128 2000 года выпуска в сборе с корпусом переднего коренного подшипника.
- Распредвал родной от этого двигателя (пробег ~70 тысяч).
- 205 подшипник распредвала SKF (пробег ~60 тысяч)
- Толкатели и штанги родные
- Шестерни ГРМ Herzog (пробег ~60 тысяч)
- Задний подшипник коленвала - SKF 6208/C3 (пробег ~9 тысяч)
- Маховик родной
- Комплект ведущих дисков сцепления (Пробег ~20 тысяч)
- Головы с клапанами AE и направляющими TRW (Впуск) и Metelli (Выпуск) (пробег ~20 тысяч)
- Карбюраторы К68У с ГТЖ 225 (гусары, молчать! :-) пробег ~32 тысячи)
- КилоВась-1 (пробег ~60 тысяч)
- Уктус-2 (пробег неизвестен, более 60 тысяч)

И самая страшная категория. Б/у непроверенные.
- Поршни АТ "Вояж" ø82,4 с кольцами (заявленный пробег - 2 тысячи)
- Цилиндры от 750сс, расточенные под них с зазором 0,1 (заявленный пробег - 2 тысячи)
- Корпус заднего коренного подшипника. Пробег неизвестен (да и не особо важен)

Лирическо-пальческое отступление
Пальцы, пальцы, пальцы. Сколько копий сломано по этому поводу... Если с посадкой в ВГШ всё более-менее ясно - должен быть обеспечен зазор в 7...12 мкм, то по поводу посадки в поршень есть противоположные мнения.
Кто-то считает, что "кованые" поршни (а "Автотехнология" использует именно изотермичесчкую штамповку, т.е. "ковку") должны иметь "скользящую" посадку пальца (околонулевой зазор), кто-то - что палец должен садиться с натягом.
Почему такой разброд и шатание?

Подозреваю, что у проблемы есть две причины.
Первая - "принцип подобия".
Кто-то думает так: "Если в "Жигулях", для которых АТ изначально делали эти поршни по той же технологии, посадка пальца в поршень скользящая, то и в двигателях ИМЗ должно быть так же".

Право на жизнь, конечно, это мнение имеет, безусловно. И своя правда тут есть.
Но если вспомнить, что в двигателе ВАЗ 2101 палец запрессовывается в шатун с натягом (фиксация от осевого перемещения за счёт натяга в ВГШ), а в ВГШ двигателя ИМЗ - гарантированный зазор, то всё становится "не так однозначно"©.
И если в двигателе водяного охлаждения скользящая посадка допустима, то в воздушнике - под большим вопросом.

А вторая причина - безалаберность при составлении технических рекомендаций, перекочевавшая в своё время на сайт ИМЗ и в некоторые книги-справочники безо всякого осмысливания. Вот яркий пример:

Данные приведены для т.н. "ковки" ИМЗ. Обращаем внимание на, например "белую" группу:
Палец: ø21,0000...20,9975
Бобышка: ø20,9930...20,9905
То есть, соблюдение цветовой группы обеспечит в сопряжении натяг 4,5...9,5 мкм.
А в таблице - зазор 4...9 мкм!

Но и это ещё не всё. Корни проблемы - они чуть глубже.
На чертеже поршня ИМЗ 8.126-01237 (ø82мм с вытеснителем) таблица с размерами групп не соответствует вилкам допуска отверстия под палец!
По чертежу размер отверстия ø21^+0,0065_-0,0035, а по таблице с этого же чертежа - ø21^-0,007_-0,017!

И если разделить на группы отверстие по "вилкам допуска" с шагом 2,5 мкм, то получится как раз... Зазор 4...9 мкм!

Группа	Бобышка таблица	Бобышка допуски	Палец	Натяг (таблица)	Зазор (допуски)
Белая	20,9930...20,9905	21,0065...21,0040	21,0000...20,9975	0,0045...0,0095	0,0040...0,0090
Чёрная	20,9905...20,9880	21,0040...21,0015	20,9975...20,9950	0,0045...0,0095	0,0040...0,0090
Красная	20,9880...20,9855	21,0015...20,9990	20,9950...20,9925	0,0045...0,0095	0,0040...0,0090
Зелёная	20,9855...20,9830	20,9990...20,9965	20,9925...20,9900	0,0045...0,0095	0,0040...0,0090

В общем, я решил верить таблице, и буду собирать с натягом.
На холодном двигателе палец будет вращаться в бронзовой втулке, а на разогретом, с достаточным количеством масла в сопряжении, начнёт ещё и в поршне.

А точно начнёт?
ТКЛР сплава 12ХН3А (палец) в диапазоне 100...200° равен 13*10^-6/град.
"кованые" поршни изготавливаются из сплавов АК4, АК12Д, АК18Д. Их ТКЛР, соответственно, 22*10^-6/град, 21,1*10^-6/град, 19,5*10^-6/град.
Предположим, у нас поршень изготовлен из сплава с минимальным ТКЛР, и в сопряжении с номинальным диаметром 21 мм обеспечен максимально допустимый натяг 9,5 мкм.
При нагреве до 150° (Δ_t=130°) палец ø21 примет диаметр
21 + (21 * 13 * 10^-6 * 130) = 21,0355

А отверстие в поршне ø20,9905 - соответственно:
20,9905 + (20,9905 * 19,5 * 10^-6 * 130) = 21,0437
Таким образом, натяг 9,5 мкм после прогрева превращается в зазор 8,2 мкм. Следовательно, начнёт!

Составители этой книжки, правда, внесли в свою таблицу ещё несколько ошибок, уже самостоятельно, без помощи ИМЗ.
Кто первый найдёт 3 ошибки в приведённой таблице из книги и укажет на них - с меня футболка.
Но книжка в целом неплохая, если один раз перепроверить все цифры и внести коррективы.

Теперь про подбор пальцев.
В ВГШ необходимо обеспечить зазор 7...12 мкм, а в бобышках поршней - натяг 4,5...9,5 мкм.
Результат измерения ВГШ показывает ø21,002 (низ красной / верх зелёной группы).
Результат измерения бобышек поршней ø20,990 (верх чёрной группы)
Можно ли собрать их вместе и выполнить рекомендации по зазорам-натягам?
Да!

А как? Для удобства и понимания нарисуем вот такую табличку.

Деталь	Диаметр отверстия	Допуск пальца	Допустимый диаметр пальца
ВГШ	21,002	21,002-0,007-0,012	20,9900...20,9950
Бобышки поршня	20,990	20,990+0,0095+0,0045	20,9945...20,9995

И отсюда следует, что необходимо найти пальцы ø20,9945...20,9950, это верх красной / низ чёрной группы.
С такими пальцами будет обеспечен минимально допустимый натяг в бобышках поршня и минимально допустимый зазор во втулке ВГШ.

Именно поэтому не стоит крыть матами сборщика, если при разборке двигателя на ВГШ обнаруживаются зелёные метки, на поршнях - чёрные, а на пальцах - красные. Допуски вполне могут быть соблюдены и в разных цветовых группах. Сами же группы довольно-таки условны и нужны лишь для того, чтобы обеспечить гарантированные параметры посадок в условиях отсутствия точных измерительных инструментов. Ну и не тратить время на подбор при массовой сборке - оценить цветовые метки трёх деталей - несколько секунд, а вчитаться в цифры и подобрать сопрягаемые детали по размерам и допускам - несколько минут.
Мне же предстоит затратить на поиск часы...

Пальцев у меня в достатке, и после массовой инвентаризации находится пара, совпадающая по размеру (20,9950), имеющая нулевую овальность и конусность и примерно одинаковая по массе. Они оказываются безымянными "китайскими"... Ну и пусть. Китайские пальцы действительно оказались самыми ровными из всех! Даже KIA/HYUNDAI имеют некоторую овальность и конусность.

Думаю, у многих, дочитавших до этого места, возник резонный вопрос: "А на фига было городить этот огород, если можно доразвернуть втулку ВГШ до чёрной группы?"

А я отвечу.
Мне любопытно. Потому что хочу понимать, насколько долго может ходить ВГШ после обработки втулки на заводе "Поршень", а не после моей развёртки.
Если ВГШ отработает долго и счастливо весь запланированный ресурс, это точно будет не заслугой моей доработки, а результатом, достижимым на "Поршне".
Если же ВГШ скукожится раньше срока, то причиной тому тоже точно будет не моё вмешательство в её обработку (хотя каюсь, технологически предусмотренный заусенец я всё же снял :-)).

Пальцестрадания закончены, собираем мотор
Так как с этим картером уже производилась куча примерок, и все детали подобраны, двигатель собирается довольно легко и практически без запинок.
Практически...
Маслонасос от Айболита пришлось дорабатывать - стачивать стенку, иначе он не вставал в картер.
Маховик пришлось ещё раз протачивать и повторно балансировать, т.к. выборка под болты заднего корпуса подшипника оказалась слишком низкой, и после окончательной затяжки маховика я не смог его провернуть - он упёрся в головки болтов.
При протачивании вскрылась посадка пружин - был полностью сточен упорный бурт. Ну и фиг с ним, у меня всё равно диафрагменное сцепление...

А ведущая шестерня ГРМ как-то слишком легко влетела на своё место. Она, конечно, была предварительно погрета до 120...130°, но я ожидал хоть какого-то натяга.
Подозрительно...
Однако после остывания какой-либо люфт отсутствует, от руки шестерню не снять.
Оставим так. Поглядим...

Собранный без цилиндров двигатель крутится легко и свободно. И только в одном положении слышится лёгкое шоркание - это задний маслоуловитель немного затирает корпус заднего коренного подшипника. Решил с этим ничего не делать пока.

Поршни подогнаны по массе с точностью до 0,4 г, установлены, цилиндры с проставками накинуты.
Штанги, коромысла, протяжка... Всё обыденно и скучно, т.к. повторялось уже десятки раз. Разве что при регулировке начальных зазоров пришлось повыкручивать болты, т.к. штанги остались прежние, а цилиндры отъехали на 2 мм.
В остальном всё без эксцессов.

И вот получившийся Франк Эйнштейн с рабочим объёмом 930 см³ и степенью сжатия 9,8 установлен в основной ездовой и дальнобойный "Вояж".
Впереди запуск, обкатка и до-о-о-олгая (очень на это надеюсь) эксплуатация.

Продолжение тут.