Ремонт двигателя М20 (поршня: как я это делал.)

autovaler

Когда я разобрал родной двигатель М20 от своего газика, то первым было большое удивление, а потом, если хотите и гордость, что “это все” еще и работало.
Ранее, совсем недорого, на рынке был куплен совсем новый, в некоторых местах сильно ржавый, но в заводской консервации блок с гильзами стандартного размера. В “Агро-Союзе” - поршня от ГАЗ-52 еще есть, даже выбор по размерам! Принято решение поршня немного модернизировать. Ставилась задача изменить вес и уменьшить потери на трение поршня в гильзе. Для этого первым делом смело был заварен разрез юбки, а потом и обрезана нижняя часть поршня под палец. Вместо родных колец подобраны по размеру современные (“Prima” для “москвичевских” двигателей). На фото видно четыре канавки для колец. В нижнюю канавку маслосьемное кольцо стало без доработки. Вторая канавка немного разширена. Канавка для верхнего компресионного прорезана заново на токарном станке. При сборке поршня в цилиндр канавка между вторым и верхним кольцами не использовалась. Поверхность гильз блока немного доработана на станке по специальной технологии плоско-вершинного хонингования. На фото видно разницу между обработанной и необработанной гильзами.

autovaler

Еще несколько фото

Воха

ну и зря. Думаю больше 10 тыс км. до следующего кап ремонта мотор не выходит.

autovaler

А в чем Ваше "зря"? Поршня или кольца?. Не буду интриговать: катаюсь на этом двигателе уже год. Первые короткие робкие выезды, ожидание поломок. Только после определенного положительного опыта решился выложить идею в интернет.

Mykola STARyy

Воха писал(а):

ну и зря. Думаю больше 10 тыс км. до следующего кап ремонта мотор не выходит.

Кілька разів поривався написати, стримувала тільки лінь, бо треба "многабукаф"

.
В мене викликають сумніви такі моменти:
1.Заварені пази відповідали за змащування пальців і охолодження "юбки".
2.Геометрія поршня (конус, еліпс, центр ваги):pardon: ліричний відступ в теплотехніку, вирахоується виходячи з температурного режиму, і зазор циліндр-поршень туди ж.
3. Коли Ви зрізали "юбку", Ви змінили кілька параметрів:
-центр маси поршня, ми про це вже говорили,
-зазор циліндр -поршень, оскільки максимальний ф поршня зменшився.(якщо Ви розрахували новий зазор, виходячи з коефіцієнта теплового розширення, можу помилитися в точній назві терміну, :hi:

)
-кут повороту поршня відносно пальця.А це дуже важливо, ви ж замічали, що циліндр зношується тільки в районі ВМТ, за рахунок ударних нагрузок і вібрацій, а Ви їм збільшили амплітуду.
-так звану "приведену масу", параметр, який впливає на баланс колінвала, і відповідно на зношування корінних вкладишів.

autovaler

Mykola STARyy писал(а):

Воха писал(а):

ну и зря. Думаю больше 10 тыс км. до следующего кап ремонта мотор не выходит.

Кілька разів поривався написати, стримувала тільки лінь, бо треба "многабукаф"

.
В мене викликають сумніви такі моменти:
1.Заварені пази відповідали за змащування пальців і охолодження "юбки".
2.Геометрія поршня (конус, еліпс, центр ваги):pardon: ліричний відступ в теплотехніку, вирахоується виходячи з температурного режиму, і зазор циліндр-поршень туди ж.
3. Коли Ви зрізали "юбку", Ви змінили кілька параметрів:
-центр маси поршня, ми про це вже говорили,
-зазор циліндр -поршень, оскільки максимальний ф поршня зменшився.(якщо Ви розрахували новий зазор, виходячи з коефіцієнта теплового розширення, можу помилитися в точній назві терміну, :hi:

)
-кут повороту поршня відносно пальця.А це дуже важливо, ви ж замічали, що циліндр зношується тільки в районі ВМТ, за рахунок ударних нагрузок і вібрацій, а Ви їм збільшили амплітуду.
-так звану "приведену масу", параметр, який впливає на баланс колінвала, і відповідно на зношування корінних вкладишів.

Если внимательно посмотреть на поршень ВАЗ 21083 диаметр 82, сравнивая с поршнем стандартным М20 и доработанным, то можно получить ответы на Ваши вопросы.

Mykola STARyy

Поршень 2108 не деформований зваркою, не заглушена система змащування пальця, і далі по тексту.
Обєм і якість робіт викликає повагу.

autovaler писал(а):

Если внимательно посмотреть на поршень ВАЗ 21083 диаметр 82, сравнивая с поршнем стандартным М20 и доработанным, то можно получить ответы на Ваши вопросы.

А в мене нема питань

Mykola STARyy писал(а):

...
В мене викликають сумніви такі моменти:...
.

autovaler

Дякую за увагу до теми і правильні запитання. Попробую розвіяти Ваші сумніви . Думаю, погодитесь із заводським описом системи змащування двигуна М20 в частині, де йде мова про те, що вона комбінована. Підшипники (вкладиші) колінвалу і розпредвалу змащуються під тиском, а розбризгуванням стінки циліндрів, поршневі пальці, кулачки розпредвалу ... і т.д. - маслом, яке витісняється під тиском з країв підшипників колінвалу, розпредвалу і спеціального отвору в нижній головці шатуна. В інструкції дається пояснення наявному П-образному розрізу на юбці поршня тільки як для надання пружинячих властивостей. Там ще можна прочитати про те, що коли поршень нагрівається , то він стає круглим і т.д. Взагалі, Ви правильно звернули увагу на проблему змащування пальця. Хто займався ремонтом двигуна М20, то бачив наскільки сильно зношена верхня втулка шатуна і сам палець. Причина проста - висока гільза, довгий хід і недосконала система змащування. Змащування самого зьєднання палець- шатун –поршень я вирішив прорізаною дадатковою канавкою у верхному вкладиші нижньої головки шатуна для збільшення в часі та в кількості масла, що розбризкується вже під достатнім тиском через отвір в нижній головці шатуна. А загальну проблему недосконалої системи змащування М20 і для компенсації втрат через додаткову канавку у вкладіші -встановленням модернізованого масляного насосу від ГАЗ 53. Тепер щодо охолодження поршня в циліндрі . Ви правильно і тут поставили проблему. Але це, в якійсь мірі, вірно для конструкції стандартного поршня М20 з часу випуску якого розуміння конструкції і завдання поршня в двигуні значно змінилося. Я би звернув увагу на те, що сучасний поршень ( навіть ВАЗ 21083, що на фото вище) далеко не циліндр і палець не по центру мас.Тобто він не всією поверхнею контактує із гільзою . Нижче на фото добре видно пьятно контакту поршня з гільзою. Як приклад, можна ще навести поршня Т- образної конструкції і т.д.. А як же з відводом тепла в такому разі, поршень просто повинен розплавитися?. Відповідь проста- поршневі кільця. Основне тепловідведення від поршня на гільзу іде через поршневі кільця. По правильному зазору поршень-циліндр я відповім так, виходячи із завдання , яке стоїть перед поршнем під час роботи: поршень не повинен на холодну стукати, на гарячу- не підклинювати і правильно тримати поршневі кільця

Mykola STARyy

Я знав!,я знав, що ми влізем в теорію, і я буду довго одним пальцем цюпати по кляпатурках! :wall:

1. Я не казав, що палець має бути по центру мас. Я сказав, що Ви цей самий центр мас змістили, а це може вплинути на вібрацію поршня в ВМТ(основний фактор, який впливає на зношування ЦПГ-азбука)
2.

Цитата:

Відповідь проста- поршневі кільця.

Ахінея! Теплопередача залежить від площі контакту(приклад - радіатор). Порівняйте площу кільця з поверхнею контакту юбки, навіть Т-подібного поршня. В сучасних двигунах, замітьте, кільця роблять вужчими саме для зменшення їх нагріву від тертя.
3.

Цитата:

В інструкції дається пояснення наявному П-образному розрізу на юбці поршня тільки як для надання пружинячих властивостей.

І я читав. Але не вірю. А в іншій літературі читав, що для змазки пальця. Для чого поршню пружні властивості? Для резонансу? І для чого цей розріз робиться саме там, де знімається масло?
4.

Цитата:

поршня М20 з часу випуску якого розуміння конструкції і завдання поршня в двигуні значно змінилося

В моїх двигунах завдання поршня не змінилося

5.

Цитата:

виходячи із завдання , яке стоїть перед поршнем під час роботи: поршень не повинен на холодну стукати, на гарячу- не підклинювати і правильно тримати поршневі кільця

Підбирати цей зазор напомацки, ну не вірю і все. А як це "правильно тримати поршневі кільця"?
6. Про приведені маси Ви промовчали. Це маса поршя і шатуна, яка враховується при балансуванні КВ(хто знає, не ображайтесь, просто випереджую питання).

autovaler

Треба зупинитись. Тема не проста і кількома фразами не розкрити. По одному зазору поршень - гільза можу цілу лекцію прочитати. Мені це все близьке і зрозуміле тому, що в своїй майстерні надаю послуги по ремонту автомобільних блоків. Та і тема ця скоріше для іншого форуму. Лише хочу сказати , що це був просто експеримент. І ні в якому разі мова не йде про керівництво до дії. Вдячний за виявлений інтерес.

Mykola STARyy

autovaler писал(а):

Треба зупинитись. Тема не проста і кількома фразами не розкрити. ...

ОК.

texnojnik

autovaler, Хороший отчёт, поддерживаю Вас в этом творчестве, видно руки специалиста. У меня только вопрос, почему нарезали отдельно канавку под третье компресионное кольцо, ведь лучше было проточить верхнюю канавку и совместить в ней два компресионных кольца.

autovaler

texnojnik писал(а):

autovaler, У меня только вопрос, почему нарезали отдельно канавку под третье компресионное кольцо, ведь лучше было проточить верхнюю канавку и совместить в ней два компресионных кольца.

Можна нарезать и так как Вы говорите, но решили, что для нарезки еще одной отдельной канавки места достаточно. Интересно, что я помогал ремонтировать двигатель М20 на "ПОБЕДУ" своему другу. Так я не решился подговорить его на переделку поршней. Только были адаптрованы современные кольца. Есть предложение вернутся к этой теме через еще один год эксплуатации этого двигателя. Спасибо.

bobikus

autovaler писал(а):

texnojnik писал(а):

autovaler, Есть предложение вернутся к этой теме через еще один год эксплуатации этого двигателя. Спасибо.

А як щодо 2х

років? Відпишетесь?

motorist

bobikus писал(а):

autovaler писал(а):

texnojnik писал(а):

autovaler, Есть предложение вернутся к этой теме через еще один год эксплуатации этого двигателя. Спасибо.

А як щодо 2х

років? Відпишетесь?

Да, да!!! Время оценки пришло! :wink:

Уж как то анализировать уже можно. Машет поршнями этот двигун, иль нет? :roll:

autovaler

Может с год, доработанные поршни с кольцами от “москвича” честно отработали на автомобиле. Претензий к работе двигателя не было, но вызывал интерес постоянный какой то, вроде от не отрегулированных клапанов звук. Вроде как шарики в ладонях легко перекатывать и трясти. Слушали и заглядывали со всех сторон. Может быть так и ездил бы дальше, но возникла необходимость поменять толкатели клапанов. Головка, поддон снят. Причиной стука оказался немного завышенный тепловой зазор в сопряжении поршень-гильза. Поршни ставил в новый уже расточенный блок. Т.е. у меня не было возможности расточкой подрегулировать нужный зазор. Вот такая история. Сейчас стоят поршни стандартные ”тамбовские” от ГАЗ 52. Особой разницы в работе двигателя не отметил. Единственное, что может быть с доработанными поршнями двигатель немного как бы легче крутил обороты, но это просто на уровне ощущений. Можно сделать итог, так делать не нужно, но можно. Еще, есть “Победа” друга с кольцами от “москвича” на стандартных поршнях. Ходит хорошо. Еще, были сомнения по доработанному масляному насосу от ГАЗ- 53 и установленному на двигатель М-20 моего ГАЗика. Прижился, вопросов нет. И еще, при сборке своего двигателя выложил некую сумму денег на балансировку коленвала. Тогда, помню, тоже были сомнения в правильности принятого решения. Сейчас понимаю, что сделал нужную операцию, двигатель радует в работе да и на холостых “стоит”. Даже, если и не делать балансировку коленвала, то нужно всегда помнить, что старые двигатели всегда балансировались в сборе с “навесным”, т.е маховик, корзина передний шкивок и т.д.
Всем спасибо за внимание к моим темам. Удачи!

vik

Тема очень нужная и правильная. Выскажу своё мнение поэтому поводу. Изменение конструкции двигателя 30х годов, спорная задача и дорогостоящее мероприятие. Проще установить современный двигатель с характеристиками(крутящий момент, мощность) на любой вкус, предложений уйма. Но встречаются люди, привязные чувствами и ощущениями именно к М20, коим я являюсь. Помимо этого обсуждения, доработок двигателя, есть параллельная темаhttp://gaz-69.com/forum/viewtopic.php?f=61&t=3658 более глубокой модернизации. Я делал аналогичные модернизации, не всё и кое-что не так.
1) ровнял (пропеллер) блок расточка, шлифовка РВ, КВ, повесовка поршней, шатунов кстати вес гулял 40грамм.
2) система смазки, главная проблема не герметичность качающегося маслоприемника на входе в насос, а также отсутствие обратного клапана на выходе с насоса. Насос штатный привел в порядок. И тут начались танцы, ведро масла на асфальт, три манометра 10атм., три фильтра в хлам. Пол дня. притирка редукционного клапана.
3) поднял степень сжатия до 8.5, больше для М20 не надо, ну и качество 92-95 бензина на уровне 90
4) зажигание электронное, карб. СОЛЕКС однокамерный от 2.0л.опеля.
В таком варианте "спустил на воду". Двигатель крутит больше 4000 об/мин., дальше виснут клапана(одинарная пружина), а больше и не надо(трехопорный вал).
Машинка едет "в родне" 80-т. в 1/3 педали, 13л/100км. расход.
Надо делать облегченную поршневую, увеличится крут.момент но самое главное уменьшится нагрузка на КВ и как результат увеличится ресурс двигателя. Простым обрезанием не обойтись, получается очень тяжелая голова, а отсюда и негативные последствия в лучшем случае "не работает".
Можно взять кованые поршня с 1-2компрессионными кольцами толщ.1.5-2мм. у них маленький коэф.линейного расширения, на М20 работать будут "вечно". Но меня смущает шатун, он и так очень длинный, а надо удлинить еще на 20мм. как бы углы кривошипа не стали критичны. Шатуны надо изготавливать...
Если это сработает, то ресурс двигателя вырастет в разы. :auto:

ДЖАНК

Autovaler - Как вы обрабатывали поршни после заваривания прорези

autovaler

Токарный станок, ручной напильник...

vidas-willys

Очень интересный опыт, спосибо autovaler за отчет :friends:

,,Можно взять кованые поршня с 1-2компрессионными кольцами толщ.1.5-2мм. у них маленький коэф.линейного расширения, на М20 работать будут "вечно". Но меня смущает шатун, он и так очень длинный, а надо удлинить еще на 20мм. как бы углы кривошипа не стали критичны. Шатуны надо изготавливать...''

A мы попробуем поставить на М-412 кованные шатуны ( америка помогает, но дорого) по проекту (20-ти клапанная голова на Москвич) и посмотрим что получим.Наверно, если порытся можно и найти кованые шатуны для M-20 :pardon:

Ремонт двигателя М20 (поршня: как я это делал.)

Кто сейчас на конференции