Montage der Kolben und Kolbenringe des Dieselmotors 740 KamAZ

Auf den Kolben werden zwei Kompressionsringe und ein Ölabstreifring montiert.

Die Kompressionsringe dienen dazu, den Durchtritt von Gasen in das Kurbelgehäuse bei deren Verdichtung und Ausdehnung zu verhindern.

Außerdem dienen sie der Wärmeübertragung vom Kolben auf den Zylinder.

Der Ölabstreifring dient dazu, überschüssiges Öl von der Arbeitsfläche des Zylinders zu entfernen und sein Eindringen in den Brennraum zu verhindern.

Abschrauben der Befestigungsschrauben der Zylinderköpfe
Abb. 1. Abschrauben der Befestigungsschrauben der Zylinderköpfe

Wir schrauben die vier Befestigungsschrauben der Zylinderköpfe ab (Abb. 1) und nehmen die Zylinderköpfe ab.

Abnehmen der Ölwanne
Abb. 2. Abnehmen der Ölwanne

Mit einer 13er-Nuss schrauben wir die Muttern der Ölwanne ab, nehmen die Motorölwanne und die Ölwannendichtung ab. Bei „festgefressener“ Ölwanne muss man über eine Holzunterlage klopfen.

Abnehmen der Ölpumpe
Abb. 3. Abnehmen der Ölpumpe

Mit Schlüsseln 13 und 17 nehmen wir die Ölpumpe ab.

Abschrauben der Muttern der Pleuelschrauben
Abb. 4. Abschrauben der Muttern der Pleuelschrauben
  1. Die Muttern der Pleuelschrauben abschrauben und die Pleueldeckel abnehmen (Abb. 4). Da der Deckel fest sitzt, ihn mit leichten Hammerschlägen lösen.
  2. Aus dem Deckel die Pleuellagerschale entnehmen.
Durchdrücken des Kolbens
Abb. 5. Durchdrücken des Kolbens: 1 — Dorn; 2 — Pleuel
  1. Wir drücken den Kolben so in den Zylinder, dass er aus dem Zylinder austritt, und entnehmen ihn dann zusammen mit dem Pleuel.
  2. Wir entnehmen aus dem Pleuel die Pleuellagerschale.

Achtung! Der Kolben mit Pleuel ist vorsichtig aus dem Zylinder zu entnehmen, um die Zylinderlauffläche nicht zu beschädigen.

Prüfung der Markierungen am Pleuel
Abb. 6. Prüfung der Markierungen am Pleuel
  1. Die Markierungen am Pleuel und am Pleueldeckel prüfen. Sind die Markierungen nicht sichtbar, Pleuel und Deckel mit der Zylindernummer markieren.
Entnahme der Kolben
Abb. 7. Entnahme der Kolben mit Pleueln
  1. Auf dieselbe Weise entnehmen wir die übrigen Kolben mit Pleueln.
Abnehmen der Kolbenringe
Abb. 8. Abnehmen der Kolbenringe
  1. Mit einem Kolbenringspreizer nehmen wir die Kolbenringe ab.
Abnehmen der Sicherungsringe
Abb. 9. Abnehmen der Sicherungsringe
  1. Wir nehmen die Sicherungsringe von beiden Seiten des Kolbens ab.
  2. Wir erwärmen den Kolben im Ölbad und entnehmen den Kolbenbolzen aus dem Pleuel, nachdem wir zuvor die Lage des Pleuels zum Kolben notiert haben.
Entnahme des Kolbenbolzens
Abb. 10. Entnahme des Kolbenbolzens
  1. Auf dieselbe Weise die übrigen Kolben von den Pleueln abnehmen.
  2. Nach der Zerlegung alle Teile in Benzin waschen.
  3. Die Kolben von Verkokung reinigen.
  4. Die Kolbenringnuten mit einem alten Kolbenring oder einem Ringbruchstück reinigen.
Reinigung der Kolbenringnuten
Abb. 11. Reinigung der Kolbenringnuten

Zur Verringerung des Spiels über dem Kolben wird bei der Motor montage durch Auswahl der Ausführungsvariante des Kolbens sein Überstand über der Dichtungsstirnfläche der Laufbuchse von 0,5–0,7 mm sichergestellt. Der Index der Kolbenvariante (10, 20, 30, 40) ist auf seinem Boden sowie auf der nicht arbeitenden Stirnfläche des Bundes der Laufbuchsen angebracht.

Der Durchmesser des Kolbenrings im freien Zustand ist größer als der Zylinderdurchmesser, daher wird er bei der Montage fest an die Zylinderwände gedrückt. In der Kolbennut bildet der Ring eine Labyrinthdichtung mit kleinem Spalt. Die Gase, die aus dem Raum über dem Kolben in dieses Labyrinth gelangen, verringern ihren Druck und ihre Geschwindigkeit und drücken den Ring an die Zylinderwand. Der Schnitt im Ring wird als Schloss bezeichnet. Im Betriebszustand muss am Schloss stets ein Spalt vorhanden sein, damit der Ring beim Erwärmen nicht klemmt. Der Spaltwert bei der Montage des Kolbens im Zylinder liegt bei 0,4–0,8 mm für Kompressionsringe und bei 0,3–0,7 mm für den Ölabstreifring. Damit die Ringe frei federn können, werden sie in den Nuten am Kolben auch in der Höhe mit einem kleinen Spalt montiert. Der Stirnspalt des oberen Kompressionsrings ist etwas größer als der des unteren.

Die Kompressionsringe haben einen trapezförmigen Querschnitt. Die Arbeitsfläche des oberen Kompressionsrings ist verchromt und hat eine spiegelnde Oberfläche; die des unteren ist mit Molybdän beschichtet und matt.

Während der Bewegung des Kolbens werden die Ringe bald an die oberen, bald an die unteren Flächen der Nuten gedrückt und schaffen dadurch die erforderliche Dichtung, die den Durchtritt von Gasen in das Kurbelgehäuse über die Nuten verhindert. Dabei können die Kompressionsringe das von ihnen von den Zylinderwänden abgestreifte Öl in den Brennraum pumpen: Wenn sich der Kolben nach unten bewegt, sammelt sich das Öl im Spalt zwischen Ring und unterer Nutfläche; wenn er sich nach oben bewegt, wird das Öl in den Spalt zwischen Ring und oberer Nutfläche gedrückt. Der Unterdruck im Zylinder während des Ansaugtakts begünstigt dies ebenfalls. Mit zunehmendem Stirnspalt in der Paarung Ring — Kolbennut steigt aufgrund der Pumpwirkung der Ringe die in den Brennraum geförderte Ölmenge, wodurch sein Verbrauch stark ansteigt. Daher muss der Stirnspalt nach der Montage der Ringe auf dem Kolben geprüft werden.

Der Ölabstreifring ist mehrteilig; er besteht aus einem gusseisernen Ring mit kastenförmigem Querschnitt und verchromter Arbeitsfläche sowie einem gewendelten Federspreizer. Die Verchromung der Ringe erhöht ihre Verschleißfestigkeit. Die untere Nut im Kolben für den Ölabstreifring hat über den gesamten Umfang Bohrungen zur Ableitung des vom Ring von der Zylinderfläche abgestreiften Öls.

Der Kolben ist mit dem Pleuel durch einen hohlen Bolzen schwimmender Bauart verbunden, dessen Axialverschiebung im Kolben durch zwei Federsicherungsringe begrenzt wird. Die Pleuel sind aus Stahl, mit Doppel-T-Querschnitt. Das untere Pleuelauge ist geteilt. Für den genauen Sitz der Lagerschalen wird das untere Pleuelauge endgültig im Zusammenbau mit dem Deckel bearbeitet, wodurch die Pleueldeckel nicht austauschbar sind. Am Deckel und am Pleuel sind Paarungsmarkierungen in Form dreistelliger Ordnungsnummern angebracht. Außerdem ist auf dem Pleueldeckel die Ordnungsnummer des Zylinders eingeschlagen.

Als Gleitlager im oberen Pleuelauge dienen zweimetallische ungeteilte Buchsen mit einer arbeitenden Bronzeschicht; im unteren Pleuelauge — abnehmbare austauschbare Lagerschalen. Der Deckel des unteren Pleuelauges wird mit Muttern auf zwei Schrauben befestigt, die in die seitlichen Vorsprünge des unteren Pleuelauges eingepresst sind.

Eine besondere Sicherung der Pleuelschrauben und -muttern gegen Selbstlockern ist nicht vorgesehen. Dies erklärt sich dadurch, dass die Pleuelschrauben bei strikter Einhaltung der Anforderungen an das Anziehen der Pleuelmuttern durch die Reibung im Gewinde automatisch gegen Selbstlockern geschützt sind. Die Pleuelschrauben können durch unzureichendes oder übermäßiges Anziehen reißen. Die Schrauben müssen bis zu einer Dehnung von 0,25–0,27 mm angezogen werden.

Montage der Ringe, Kolben und Laufbuchsen im Dieselmotor 740 KamAZ

Montage der Kolben-Pleuel-Gruppe
Abb. 12. Montage der Kolben-Pleuel-Gruppe: 1 — Ölabstreifring; 2, 3 — Kompressionsringe; 4 — Kolben; 5 — Sicherungsring; 6 — Kolbenbolzen; 7 — Buchse des oberen Pleuelauges; 8 — Befestigungsschraube des Pleueldeckels; 9 — Pleuel; 10 — Mutter; 11 — Pleueldeckel; 12 — Pleuellagerschalen

Montage der Zylinderlaufbuchsen im Block

Vor der Montage der Laufbuchsen im Block wird auf die Fasen das Schmiermittel ЦИАТИМ aufgetragen. Die Zylinderlaufbuchsen werden mit Handkraft vorsichtig eingeführt, wobei ein Abscheren der aus den Nuten hervorstehenden Dichtungsringe nicht zulässig ist.

Zusammenbau des Pleuels mit dem Kolben

Der Kolben mit Bolzen und Pleuel wird nach Erwärmen des Kolbens auf eine Temperatur von 80÷100 °C zusammengebaut. Die Bohrungen im Pleuel für den Bolzen und der Bolzen selbst werden vorab mit Dieselöl geschmiert. Der Bolzen wird mit der Kraft des Daumens eingesetzt. Das Einpressen des Bolzens mit einem Werkzeug ist nicht zulässig.

Zusammenbau des Pleuels mit dem Kolben
Abb. 13. Zusammenbau des Pleuels mit dem Kolben: 1 — Aussparung für die Ventile; 2 — Aussparung für den Eingriff der Lagerschalen-Nase

Die Ausdrehungen am Kolben und die Nuten für die Lagerschalen-Nasen am Pleuel müssen auf einer Seite liegen (Abb. 13). Die Kolbenbolzen werden durch Sicherungsringe fixiert.

Überstand des Kolbenbodens über den Auflagebund der Laufbuchse
Abb. 14. Überstand des Kolbenbodens über den Auflagebund der Zylinderlaufbuchse und Montage der Dichtungen von Laufbuchse und Zylinderkopf im Block: a — Größe des Überstands des Kolbenbodens über den Auflagebund der Laufbuchse; b — Dichtungen von Laufbuchse und Zylinderkopf im Block: 1 — Kolben; 2 — Auflagebund der Laufbuchse; 3 — Dichtungsring des Zylinderkopfs; 4 — Dichtungsring der Laufbuchse; 5 — Zylinderkopf; 6 — Zylinderkopfdichtung; 7 — Zylinderblock; 8 — Dichtungsring des Auflagebunds der Laufbuchse; 9 — Zylinderlaufbuchse

Die Auswahl des Kolbens erfolgt nach dem Abstand von der Mantellinie des Pleuelzapfens der Kurbelwelle in dessen oberer Stellung bis zum Auflagebund der Laufbuchse so, dass der Überstand des Kolbenbodens über den Auflagebund der Zylinderlaufbuchse im Bereich von 0,6÷0,7 mm liegt (Abb. 14).

Auswahl des Kolbens nach dem Abstand zum Pleuelzapfen der Kurbelwelle
Abb. 15. Auswahl des Kolbens für seine Montage im Zylinder nach dem Abstand vom Pleuelzapfen der Kurbelwelle bis zur Oberkante der Zylinderlaufbuchse: A — Abstand vom Pleuelzapfen bis zur Oberkante der Laufbuchse; B — Abstand von der Bolzenachse bis zur Ebene des Austritts des Kolbens aus dem Zylinder; 1 — Pleuelzapfen der Kurbelwelle; 2 — Zylinderlaufbuchse; 3 — Kolben

Das Messverfahren für den Abstand von der Mantellinie des Pleuelzapfens der Kurbelwelle in dessen oberer Stellung bis zum Dichtungsbund der Zylinderlaufbuchse ist in Abbildung 15 dargestellt.

Tabelle 1. Daten zur Auswahl des Kolbens nach der Laufbuchse

Kolbenindex Abstand von der Mantellinie des Pleuelzapfens bis zum Auflagebund der Zylinderlaufbuchse, mm Abstand von der Trennebene bis zur Ringmitte, mm
10260,12–260,2475,67–75,71
20260,24–260,3575,78–75,82
30260,35–260,4675,89–75,93
40260,46–260,5776,00–76,04

Nach der Auswahl der Kolben im Werk werden die Indizes der Kolbenvarianten 10, 20, 30, 40 auf dem Kolbenboden und auf dem nicht arbeitenden Vorsprung der Laufbuchsenstirnfläche angebracht. Bei der Montage sind Kolben und Zylinder mit gleichem Index auszuwählen.

Bei der Montage des Kolbens in die Laufbuchse müssen die Ventilaussparungen am Kolben näher zur Kurbelwellenachse ausgerichtet sein. Der Gesamtspalt zwischen den Stirnflächen der unteren Pleuelaugen und den Pleuelzapfen der Kurbelwelle (Axialspiel) muss mindestens 0,15 mm betragen.

Die Kolbenringe müssen vor der Montage auf dem Kolben Wärmespiele aufweisen. Das Spiel der Kolbenringe wird in einem Kaliber mit einem Durchmesser von 120+0,03 mm gemessen.

Prüfung des Spiels der Kolbenringe
Abb. 16. Prüfung des Spiels der Kolbenringe

Tabelle 2. Maße der Spiele der Kolbenringe

Parameter Spiel nach der Wiederherstellung, mm Zulässiges Spiel, mm
Schloss in den Kompressionsringen0,4–0,60,8
Schloss in den Ölabstreifringen0,30–0,450,7
Stirnspalt des oberen Kompressionsrings0,12–0,170,22
Stirnspalt des unteren Kompressionsrings0,09–0,140,19
Stirnspalt des Ölabstreifrings0,07–0,110,2
Spiel in der Paarung Kolben-Laufbuchse (gemessen in 0,119–1,162 mm Abstand vom Kolbenboden)0,12–0,160,22

Montage der Kolbenringe

  1. Wir montieren die Kolbenringe mit einem Kolbenringspreizer (falls vorhanden).
  2. Der Ölabstreifring wird in die Kolbennut eingelegt und der Ring so aufgezogen, dass die Stoßstelle des Spreizers in einem Winkel von 180° zum Schloss des Rings liegt.
  3. Danach montieren wir die Kompressionsringe. Zuerst setzen wir den mit Molybdän beschichteten Ring ein, danach den verchromten Ring.
  4. Die Schlösser benachbarter Ringe werden in verschiedene Richtungen versetzt.