Ремонт блока двс


Ремонт блока цилиндров двигателя: что нужно знать

Как известно, блок цилиндров двигателя является основой любого ДВС. Фактически, блок представляет собой объемную деталь, внутри которой размещаются различные узлы и механизмы (поршни и кольца, а также гильзы ЦПГ, коленчатый вал, шатуны КШМ и т.д.).

Также на блок цилиндров через прокладку устанавливается головка блока цилиндров, которая является «продолжением» блока. В ГБЦ находится ГРМ. При этом как узлы внутри блока, так и в ГБЦ подвергаются значительным механическим и температурным нагрузкам во время работы двигателя.

Не удивительно, что повреждения блока цилиндров не только нарушат работоспособность, но и выведут из строя силовой агрегат. По этой причине восстановление блока и его ремонт должен быть выполнен качественно и своевременно.

Основные дефекты и неисправности блока цилиндров двигателя

Начнем с того, что существует два вида блоков цилиндров:

  • чугунные БЦ;
  • блоки из алюминиевых сплавов;

Как правило, блоки из чугуна  дополнительно упрочнены при помощи графита, а облегченные изделия из алюминия делают гильзованными (в блок вставляется гильза из чугуна). Также существуют алюминиевые блоки цилиндров без гильз. В состав сплава включен кремний, который значительно упрочняет блок.

Что касается гильзованных блоков, гильзы бывают «мокрыми» и «сухими». В первом случае охлаждающая жидкость напрямую контактирует с гильзой, тогда как во втором гильза плотно запрессована в тело блока  во время изготовления.

Так или иначе, каждое решение имеет свои плюсы и минусы, а также в процессе эксплуатации возникают различные повреждения и дефекты блока цилиндров или дефекты гильз блока (в зависимости от типа БЦ).

Ремонт блока цилиндров необходимо начинать с установления причины неисправностей и дефектовки. Зачастую основной проблемой на моторах с большим пробегом является износ поверхности цилиндра или гильзы. На поверхности (зеркале) цилиндра появляются задиры, могут образоваться трещины, раковины и т.д.

Также нередко возникает износ цилиндров по направлению оси коленвала. Как правило, к повреждениям цилиндров на «свежем» моторе приводит перегрев двигателя или гидроудар, а также снижение уровня или значительная потеря свойств моторного масла.

Реже причиной дефектов блока становится неожиданное разрушение поршневых колец и другие непредвиденные поломки. Еще добавим, что в БЦ часто происходит деформация постели подшипников коленвала и т.п.

  • Что касается износа поверхностей цилиндров,  в этом случае такой износ зачастую является «естественным», то есть становится результатом эксплуатации двигателя в нормальных рабочих режимах. Сам ремонт цилиндров в этом случае зачастую предполагает расточку и хонингование цилиндра (нанесение хона). Это позволяет убрать эллипсность цилиндра, удалить царапины и задиры на зеркале.
  • Более сложным случаем можно считать обрыв шатуна, так как повреждения обычно более серьезные. Также причиной возникновения дефектов блока является и обрыв клапана, разрушение седла клапана и т.д. Результат — задиры на поверхности цилиндра и другие повреждения. Также в списке частых неисправностей следует выделить трещины блока или гильзы.
  • Еще добавим, что существуют так называемые «скрытые» проблемы, то есть определить дефекты визуально в рамках поверхностного осмотра может быть затруднительно. При этом неквалифицированный ремонт, который ограничен банальной  заменой изношенных частей, все равно приведет к тому, что двигатель потребуется разбирать повторно через несколько сотен или тыс. километров  пробега.
К указанным «скрытым» дефектам, прежде всего, следует отнести деформацию блока цилиндров. Зачастую такая деформация является следствием нарушения технологии в процессе изготовления блока. Простыми словами, если в блоке не снять внутреннее напряжение, возникнет деформация.

Кстати, данная проблема больше присуща блокам из чугуна. Также к деформации блока (как чугунного, так и алюминиевого) может привести перегрев двигателя или его неравномерный нагрев во время эксплуатации.

Восстановление цилиндров двигателя

Итак, ремонт блока цилиндров и восстановление самих цилиндров предполагает:

Для многих двигателей растачивание цилиндров является обязательной процедурой в рамках капитального ремонта мотора. Для  выполнения процедуры используется специальный станок для расточки цилиндров двигателей. Под самой расточкой блока  следует понимать обработку внутренней поверхности.

Такая обработка фактически представляет собой снятие слоя металла для выравнивания неровностей, удаления задиров, сглаживания раковин и т.д. Главная задача обработки заключается в том, чтобы придать цилиндрам нормальную форму (цилиндрическую).

Следующим шагом после расточки является хонингование. Нанесение хона на внутренние поверхности цилиндров выполняется абразивным мелкозернистым материалом (хонинговальный брус на хонинговальной головке). Сама хонинговальная головка крепится в шпинделе хонинговального станка. Такой станок позволяет реализовать вращательные и возвратно-поступательные движения.

Еще ремонт блока цилиндров может предполагать гильзовку или перегильзовку. В первом случае следует понимать установку гильз, хотя заводская конструкция изначально этого не предполагает. Во втором изношенную гильзу извлекают из блока, после чего устанавливают ремонтную новую.

Как правило, гильзовка  блока может быть выполнена двумя способами, когда гильзу охлаждают жидким азотом или же осуществляется нагрев ответной детали. В первом случае  охлажденная гильза уменьшается в размере и с легкостью ставится  (запрессовывается) на посадочное место. Второй способ предполагает нагрев. Оба метода запрессовки гильз позволяет добиться нужного натяга.

Напоследок отметим, что также в рамках восстановления блока может потребоваться выполнить ремонт постели подшипников коленчатого вала. Также в некоторых случаях возникает необходимость устранить деформацию блока. Для этого используется метод искусственного старения, когда блок нагревают до определенной температуры, после чего производится обработка различных участков.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое гильзовка блока цилиндров. Из этой статьи вы узнаете о том, для чего выполняется данная процедура, а также когда возникает необходимость загильзовать двигатель, который изначально не рассчитан на установку гильз в блоке цилиндров.

Что в итоге

Как видно, существует достаточно много неисправностей самого блока цилиндров. Некоторые можно считать мелкими (например, если болт обломался в блоке и т.п.), тогда как другие являются достаточно серьезными (например, износ стенок цилиндра, трещины и т.д.)

При этом важно понимать, что в каждом случае технология ремонта блока цилиндров может отличаться. Также сложность ремонта блока двигателя напрямую будет зависеть от самой проблемы, от общего состояние поврежденной детали, от особенностей конструкции и т.д.

На практике это означает, что в одних случаях можно выполнить восстановление блока цилиндров своими руками даже в условиях гаража, тогда как в других потребуется обязательное наличие спецоборудования (станки для расточки блока, хонингования, шлифовки). Также очень важным аспектом является опыт и квалификация самого мастера.

С учетом вышесказанного становится понятно, что доверять выполнение подобных работ следует только опытным специалистам, а сам двигатель оптимально ремонтировать на таких СТО, где реализована возможность производить все необходимые операции прямо на месте. Прежде всего, это позволит сократить сроки ремонта, а также зачастую может служить гарантией качества.

Ремонт блока цилиндров двигателя

В процессе работы в блоке цилиндров появляются следующие дефекты:

  1. износ, задиры и риски на зеркале цилиндров;
  2. трещины цилиндров, водяной рубашки и головки цилиндров;
  3. износ, трещины и раковины клапанных седел;
  4. поломка шпилек и болтов крепления головки цилиндров;
  5. накипь в водяной рубашке;
  6. нагар в головке цилиндров.

Под действием коррозии, повышенной температуры, трения поршней и поршневых колец стенки цилиндров приобретают овальную форму (эллипсность) в плоскости качания шатуна и конусность по длине цилиндра.

Такой износ происходит по следующим причинам:

  1. При сгорании топлива в цилиндре газы прорываются в канавки поршневых колец и с силой отжимают их к стенкам цилиндра; при этом сила давления колец по мере движения поршня вниз уменьшается, вследствие чего износ цилиндра в верхней части больше, чем в нижней (конусность); кроме того, условия смазки верхней части цилиндра из-за более высоких температур хуже.
  2. Сила Р давления газов, действующая на поршень при рабочем ходе, разлагается на две составляющие: А (рис. а), направленную вдоль шатуна, и Б, направленную перпендикулярно оси цилиндра и прижимающую поршень к левой стороне стенки цилиндра (если смотреть со стороны радиатора). При сжатии передаваемая от коленчатого вала шатуну сила также разлагается на две составляющие, из которых одна действует вдоль шатуна и сжимает рабочую смесь, а другая прижимает поршень к правой стенке цилиндра (рис. б). Боковые силы действуют также при тактах впуска и выпуска, но в меньшей мере. В результате действия боковых сил цилиндр изнашивается больше в плоскости качания шатуна и приобретает эллипсность. Более интенсивен износ левой стенки цилиндра вследствие того, что боковая сила при рабочем ходе наибольшая.

Рис. Схема действия сил: а — при рабочем ходе; б — при сжатии.

Кроме эллипсности, боковые силы вызывают и конусность, так как по мере движения поршня вниз они уменьшаются.

Риски и задиры на зеркале цилиндра образуются вследствие перегрева двигателя, недостатка смазки и ее загрязненности, недостаточного зазора между поршнем и стенкой цилиндра, плохого крепления поршневого пальца и поломки поршневых колец.

Величину износов цилиндра (эллипсность и конусность) определяют индикатором.

Эллипсность цилиндра измеряют в поясе, расположенном на расстоянии 40—50 мм от верхней кромки цилиндра. Измерение производится в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, имеющих износы: наименьший — по оси коленчатого вала и наибольший — в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала. Разность размеров, показанных индикатором, есть величина эллипсности.

Для определения конусности индикатор перемещают вдоль цилиндра в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала. Разность размеров в верхней и нижней частях цилиндра, показанных индикатором, есть величина конусности.

При измерениях индикатор нужно опускать строго по вертикали, не допуская его отклонений в стороны.

Если эллипсность превышает 0,04 мм, а конусность 0,06 мм и имеются риски и задиры, цилиндры необходимо ремонтировать.

Рис. Установка индикатора в цилиндр.

При ремонте цилиндра увеличивают его диаметр до соответствующего ремонтного размера, затем устанавливают увеличенный поршень.

В зависимости от износа цилиндра применяют следующие способы ремонта:

  1. шлифование;
  2. растачивание с последующей доводкой;
  3. установку гильз (если износ цилиндра. превышает последний ремонтный размер).

Шлифование цилиндров двигателя производят на специальных внутришлифовальных станках. На этих станках шлифовальный камень устанавливают значительно меньшего диаметра, чем цилиндр. Шлифовальный камень имеет три движения: вокруг своей оси, со скоростью 2000—3000 об/мин, по окружности шлифуемого отверстия цилиндра со скоростью 200—300 об/мин и вдоль оси цилиндра.

Процесс шлифования цилиндров — сложный и длительный, особенно при необходимости снятия большого слоя металла. Поверхность цилиндра получается слегка волнистой и забивается наждачной пылью, которая проникает в поры чугуна, что в дальнейшем вызывает ускоренный износ поршневых колец и поршней. Шлифование цилиндров в настоящее время применяется редко.

Растачивание цилиндров производится на расточных станках стационарного или переносного типа. Вертикально-расточной станок переносного тийа прикрепляют при растачивании непосредственно к блоку цилиндров. При этом для растачивания первого и третьего цилиндров блока четырехцилиндрового двигателя станок укрепляют сверху блока болтами, пропущенными через второй цилиндр, а для растачивания второго и четвертого цилиндров — через третий. Перед окончательным закреплением станка на блоке его шпиндель центрируют четырьмя кулачками, раздвигаемыми конусом 12. Резец 10 шпинделя устанавливают на нужный размер по микрометру.

Рис. Вертикально-расточной переносной станок: 1 — шлифовальный камень для заточки резца; 2 и 3 — цилиндрические шестерни; 4 — вертикальные валы; 5 и 9 — шарикоподшипники шпинделя; 6 — шпиндель; 7 — гильза подачи; 8 — рукоятка подъема гильзы подачи; 10 — резец; 11 — кулачки для центрования шпинделя; 12 — центрирующий конус; 13 — червячная передача на вертикальный вал; 14 — электродвигатель.

Вращение от электродвигателя 14 через червячную передачу 13 и вал передается на цилиндрические шестерни 2 и 3 и далее через второй вертикальный вал 4 на шпиндель, соединенный с валом посредством шпонки. После пуска электродвигателя включают автоматическую подачу гильзы 7 и производят растачивание цилиндра. По окончании растачивания гильза возвращается вверх при помощи рукоятки 8. Этот станок позволяет растачивать цилиндры диаметром от 85 до 120 мм при длине растачивания 300 мм.

Недостатком указанного вида растачивания является необходимость доводки, так как на расточенной поверхности остаются следы резца.

Доводка цилиндров производится на специальных или вертикально-сверлильных станках, а также электродрелями при помощи доводочной головки, в которой устанавливают абразивные камни в виде брусков.

Рис. Доводочная головка: 1 — абразивные камни; 2 — стяжная пружина державок камней; 3 — сферический шарнир; 4 — полый валик; 5 — установочный диск с делениями.

Для разводки брусков внутри полого валика помещен стержень, соединенный шарнирно с винтом установочных конусов головки. На верхнем конце стержня имеется установочный диск. Поворот диска на одно деление изменяет диаметр на 0,005 мм. Доводочная головка свободно вставляется в цилиндр, а при ее вращении шлифовальные бруски под действием центробежной силы расходятся и прижимаются плотно к стенкам цилиндра. Наибольшая разводка камнедержателей не превышает 1,5 мм; поэтому камнедержатели надо подбирать в соответствии с диаметром цилиндра. Скорость вращения головки 200—300 об/мин. Возврагно-поступательное движение вверх и вниз равно от 60 до 80 двойных ходов в минуту.

В процессе доводки головку и стенки цилиндра следует обильно поливать керосином, который смывает частицы металла и камня, а также охлаждает полируемую поверхность цилиндра.

По окончании обработки конусность и эллипсность цилиндра не должны превышать 0,02 мм.

Тонкое растачивание (алмазное) производится резцами из твердых сплавов при больших скоростях резания (150—200 м/мин) и малых подачах резца (0,01—0,02 мм) на один оборот шпинделя. Для растачивания используют специальные вертикально-расточные станки стационарного и переносною типов. После тонкого растачивания доводки не требуется.

Установка гильзы применяется при износе цилиндра, превышающем последний ремонтный размер, или при наличии на его стенках глубоких рисок и задиров. При этом необходимо выполнить следующие операции:

  1. Расточить цилиндр до диаметра, обеспечивающего установку гильзы, толщина стенок которой должна равняться 2—3 мм после ее растачивания под номинальный размер. В верхней части цилиндра делают кольцевую выточку под буртик гильзы.
  2. Изготовить гильзу из материала, по возможности близкого к материалу цилиндра. По наружному диаметру гильза должна иметь припуск 0,05—0,15 мм на запрессовку.
  3. Смазать гильзу и стенки цилиндра маслом и запрессовать гильзу при помощи гидравлического пресса под давлением 20—40 г; в процессе запрессовки наблюдать за показаниями манометра пресса и при резком повышении давления прессование прекратить, так как это указывает на перекос гильзы и может вызвать трещины в блоке.

При отсутствии пресса гильзы можно запрессовывать ручным приспособлением.

Рис. Приспособление для запрессовки гильзы ручным способом: 1 — винт; 2 — натяжная гайка; 3 и 6 — опорные шайбы; 4 — гильза цилиндра; 5 — блок цилиндров.

Затем следует расточить и прошлифовать гильзу под номинальный или уменьшенный размер цилиндра. Растачиванием под размер меньше номинального предусматривается возможность использования прошлифованных старых поршней.

Устранение трещин цилиндров и водяной рубашки

Трещины на стенках цилиндров и водяной рубашки являются следствием замерзания воды в блоке, заливки холодной воды в перегретый двигатель, неосторожного обращения с блоком при ремонте, запрессовки гильз с большим натягом.

Наличие трещин на стенке цилиндра сопровождается попаданием в него воды, что влечет за собой перебои в работе двигателя и падение мощности. При наличии трещин на стенке водяной рубашки получается подтекание воды по наружной поверхности двигателя. Трещины можно обнаружить путем испытания цилиндров и рубашки подкрашенной водой под давлением в течение 1—2 час. Цилиндры испытывают под давлением 20—25 ат, а водяную рубашку — под давлением 2—3 ат.

Место и размер трещины определяются отложением красящего вещества.

Иногда удается установить наличие трещины и более простым способом. Для этого предполагаемое место трещины смачивают керосином, а затем насухо вытирают и посыпают сухим порошком мела. Через 1—2 часа керосин, проникший в трещину, выйдет на поверхность и даст отчетливую желтую полоску, по которай легко определить наличие и границы трещины.

Трещины цилиндра устраняют установкой гильз или газовой заваркой со стороны водяной рубашки (для этого специально вырезают кусок стенки водяной рубашки против трещины цилиндра); при этом подогревают весь блок цилиндров на древесном угле.

Операция заварки — сложная и ответственная и поэтому применяется редко.

Трещины водяной рубашки заделывают штифтовкой, наложением заплат, металлизацией, замазкой и реже сваркой.

Штифтовка производится в следующем порядке:

  1. Засверливают концы трещины сверлом 4,8 мм и просверливают отверстия по всей длине трещины на расстоянии 8 мм.
  2. Нарезают резьбу в отверстиях метчиком 6 мм, затем завертывают в отверстия стержни из красной меди и обрезают их ножовкой так, чтобы они выступали на 1,5—2 мм.
  3. Просверливают отверстия посредине между стержнями и нарезают в них резьбу, затем завертывают стержни, которые должны захватывать ввернутые раньше.
  4. наложить заплату на место трещины, легкими ударами пригнать ее по месту, пользуясь заплатой как шаблоном, накернить, просверлить отверстия в блоке сверлом 4,8 мм и нарезать в них резьбу метчиком 6 мм;
  5. смазать заплату суриком, наложить на место и привернуть ее стальными винтами; при наложении заплаты на головку блока под заплату нужно установить свинцовую прокладку;
  6. расчеканить края заплаты и опробовать блок водой под давлением 2—3 ат.

Металлизацией заделывают небольшие трещины, которые предварительно разделывают крейцмейселем, обезжиривают, после чего металлизируют посредством металлизатора.

Замазкой заделывают только небольшие трещины, причем замазку соответствующего состава наносят на подготовленную трещину и в течение 1—2 час. просушивают. Подготовка трещины заключается в зачистке ее и в обезжиривании.

Мелкие волосяные трещины можно заливать соляной кислотой в смеси с нашатырем; при этом трещина затягивается отлагающейся ржавчиной.

Заварку трещины производят в следующем порядке:

  1. расфасовывают трещину для получения скоса стенок под углом 45°;
  2. медленно нагревают блок до температуры 650—700° в термической печи;
  3. прогретый блок закрывают листовым асбестом, оставляя открытыми только места сварки;
  4. заваривают трещины чугунными электродами;
  5. помещают блок в печь и медленно его охлаждают (6—8 час);
  6. производят механическую обработку шва, затем испытывают блок водой.

Ремонт клапанных седел

Рис. Последовательность фрезерования клапанного седла.

Небольшой износ клапанного седла устраняют притиркой к нему клапана. При значительном износе клапанное седло фрезеруют конусными фрезами, вначале черновой фрезой с углом 45° (седло выпускного клапана двигателя ЗИС-120 фрезеруют фрезой с углом 30°), затем фрезой с углом 75° (снимают нижнюю фаску) и, наконец, фрезой с углом 15° (снимают верхнюю фаску). После этого седло окончательно обрабатывают чистовой фрезой с углом 45°.

Рис. Шлифование клапанного седла.

Фрезерование можно производить только в том случае, если направляющие втулки клапанов мало изношены или они новые и обеспечивают плотную посадку стержня фрезы. При фрезеровании не следует снимать излишний слой металла, чтобы не уменьшить срок службы седла.

Рис. Растачивание седла клапана торцевой фрезой.

После фрезерования седло шлифуют конусным камнем при помощи электродрели и притирают клапан. При большом износе седла или после неоднократного фрезерования, когда верхняя кромка головки клапана опускается ниже кромки седла на 0,5 мм, гнездо растачивают на сверлильном станке торцевой фрезой и впрессовывают в него чугунное кольцо с натягом 0,12—0,2 мм, которое затем обрабатывают коническими фрезами в последовательности, указанной выше. Если же в блоке предусмотрена установка сменных седел, то изношенное седло заменяют новым ремонтного размера.

Рис. Съемник для выпрессовки вставного седла клапана: 1 — корпус съемника; 2 — натяжная гайка; 3 — опорная шайба; 4 — винт с разжимным конусом; 5 — гайка, на осях которой расположено три рычажка; 6 — пружина рычажков; 7 — разжимной конус рычажков; 8 — рычажок съемника.

Для замены седла клапана необходимо:

  1. Выпрессовать изношенное седло из блока, пользуясь специальным съемником; съемник установить в седло так, чтобы его рычажки были ниже кольцевого пояска седла; затем подвернуть винт разжимного конуса и натяжной гайкой выпрессовать седло.
  2. Расточить гнездо в блоке торцевой фрезой, учитывая посадку седла с натягом 0,12—0,2 мм.
  3. Запрессовать новое седло и расчеканить его края оправкой.
  4. Прошлифовать седло и притереть к нему клапан.

Рис. Оправка для расчеканки вставного седла клапана.

Заводы выпускают седла ремонтных размеров с наружным диаметром, увеличенным на 0,05 и 0,25 мм для двигателей ГАЗ-51 и М-20 «Победа» и на 0,5 мм — для двигателя автомобиля «Москвич».

Ремонт направляющих втулок клапанов

Изношенные направляющие втулки клапанов восстанавливают путем развертывания их удлиненной разверткой под увеличенный ремонтный размер стержня клапана. При значительном износе втулок их удаляют под прессом или выколоткой и заменяют новыми. Новую втулку запрессовывают в блок с натягом 0,03 мм, а затем развертывают внутренний ее диаметр под номинальный размер или под уменьшенный, так чтобы использовать старые клапаны с перешлифованными стержнями.

Рис. Удаление втулки клапана выколоткой.

Ремонт направляющих толкателей

Направляющие толкателей, выполненные непосредственно в блоке и в отдельных секциях, ремонтируют развертыванием под увеличенные ремонтные размеры стержней толкателей или развертыванием с последующей запрессовкой втулок.

Втулки изготовляют из серого чугуна и запрессовывают в предварительно развернутые отверстия с натягом 0,02—0,03 мм. Внутренние отверстия втулок развертывают под уменьшенные (перешлифованные) толкатели или под толкатели номинального размера с соблюдением необходимых зазоров.

Удаление накипи

Накипь в водяной рубашке ухудшает охлаждение двигателя, вызывает его перегрев и потерю мощности. Для удаления накипи все круглые отверстия водяной рубашки закрывают деревянными пробками, а к фасонным отверстиям привертывают пластины с резиновыми прокладками. Затем в рубашку заливают раствор следующего состава:

  • Каустическая сода: 50 г.
  • Керосин: 10 г.
  • Вода: 1 л.

Через 6—8 час. раствор выпускают и рубашку промывают водой.

Блоки с алюминиевыми головками (автомобилей М-20 «Победа», ГАЗ-51) промывают 3%-ннм раствором соляной кислоты, который заливают на 30—40 мин.; после этого раствор выпускают и рубашку цилиндров промывают чистой водой.

Удаление нагара

Нагар на стенках камеры сгорания, на днищах поршней и клапанах образуется вследствие неполного сгорания топлива, попадания масла и твердых частиц с воздухом.

Нагар удаляют скребками или металлическими щетками при помощи электродрели. Для облегчения этой операции детали предварительно помещают в керосин на 1—2 часа.

Ремонт блока цилиндров: разбираемся в деталях

Высокотехнологичная и дорогостоящая деталь автодвигателя – блок цилиндров. Собственно, на нем крепится все то, что мы привыкли называть словом «двигатель»: коробка передач, поршневая группа, головка блока, кривошипно-шатунный механизм и прочее. Каждый из этих агрегатов и механизмов подвержен большой нагрузке.

Блоки цилиндра производят:

  • из чугуна с включением пластинчатого графита, придающего изделиям стойкость во время эксплуатации и уменьшающего износ;
  • из алюминия, в который вставлены чугунные гильзы. Они бывают двух типов – «сухие» (гильзы заливаются в блок во время его изготовления) и «мокрые» (снаружи гильзы омывает охлаждающая жидкость);
  • цельноалюминиевыми, с 18-20%-ным содержанием кремния в сплаве. Это наиболее дорогостоящие и современные блоки цилиндров.

Своевременный ремонт этой довольно недешевой детали двигателя сэкономит вам массу средств, времени и нервов, ведь, согласитесь, не слишком приятно надолго остаться «без колес» и выложить кругленькую сумму за новый блок цилиндров.

Самые распространенные проблемы блока цилиндров и причины их возникновения

Прежде чем начинать ремонт, стоит разобраться, где именно возникла проблема и почему. Среди традиционных неисправностей блока цилиндров, которые проявляются явно, встречаются:

  1. Износ поверхности. Этот дефект может возникать из-за того, что в упорном подшипнике коленчатого вала слишком велик осевой зазор. Но чаще всего этот износ – естественное следствие нормальной долговременной эксплуатации двигателя. Исправляется дефект обычной расточкой и хотингованием цилиндра. Это дает возможность удалить царапины и задиры поверхностей, а также эллипсность, возникшую в результате поршневой работы.
  2. Обрыв клапана либо разрушение его седла. Этот дефект повреждает верхнюю часть цилиндра, оставляя на его поверхности забои и задиры.
  3. Обрыв шатуна. В результате плохого смазывания подшипника происходит его перегрев с последующим обрывом. Пробоины и сколы на нижней части цилиндра – явный признак проблем с шатуном.
  4. Трещина в гильзе. Не слишком частый дефект, появляющийся в результате слишком сильного либо неправильного затягивания болтов головки блока цилиндров (ГБЦ). Попадание воды либо охлаждающей жидкости в цилиндр также может вызвать появление трещины (так называемый гидроудар).
  5. Перегрев двигателя – часто именно это приводит к появлению задиров на поверхности.

Помимо явных дефектов, присутствуют и скрытые проблемы, которые могут привести к выходу двигателя из строя:

  1. Деформирование блока. Происходит по различным причинам, одна из них – во время эксплуатации происходит неравномерный нагрев. Второй причиной является нарушенная технология производства, при которой внутренние напряжения не были сняты (в большей степени относится к деталям из чугуна). Для исправления дефекта применяют технологию состаривания (нагрев до определенных температур и дальнейшая мехобработка).
  2. Деформирование постели подшипников коленчатого вала. Она происходит как по естественным причинам, так и вследствие недостаточности смазывания коренных подшипников или их перегрева.

Как видите, перечень неисправностей довольно длинный. В зависимости от дефекта потребуется разный тип ремонта, который зачастую трудно сделать в собственном гараже. Тут на помощь придут профессиональные СТО, обладающие всем необходимым оборудованием. Выбрать наиболее подходящие станции легко в нашем каталоге.

Приступаем к ремонту блока цилиндров двигателя

Прежде всего необходимо снять навесное оборудование и выполнить технологическую мойку. Это позволит устранить масляные отложения и продукты горения, препятствующие обнаружению дефектов. Затем выполняется опрессовка ГБЦ – проверяется на герметичность рубашка охлаждения. При обнаружении микротрещин в большинстве случаев необходима полная замена детали. Если трещины не выявлены, то цилиндры осматриваются для выявления царапин, задир, раковин. Промываются и вычищаются все каналы коленвала.

Непосредственный ремонт включает в себя расточку, хонингование и гильзование. Рассмотрим их подробнее.

Растачивание блока цилиндров

Растачивание (расточка) представляет собой обрабатывание внутренней поверхности блока цилиндров. При этом они приобретают идеальную цилиндрическую форму. Таким образом исправляются дефекты, возникшие вследствие эксплуатации двигателя. При этом путем удаления слоя металла сглаживаются все раковины, задиры и неровности, а также расширяются более узкие диаметры.

Хонингование блока

Это процесс точной отделочной обработки поверхностей цилиндров (honing, hone (англ.) – точить, обтачивать). Такая отделка производится мелкозернистым абразивом-брусом, находящимся на хоне – хонинговальной головке. Она в свою очередь закрепляется в шпинделе станка для хонингования и выполняет обратно-поступательные и вращательные движения.

Гильзовка

Это процесс установки ремонтных гильз в блоки цилиндров. Выполняется двумя способами:

  1. При помощи нагрева обратной детали, в отверстие которой затем наносится герметик и запрессовывается предварительно охлажденная жидким азотом деталь.
  2. С использованием жидкого азота (при этом уменьшается посадочный размер, что позволяет без проблем установить гильзу в отверстие и достигнуть необходимого натяга соединения).

От того, насколько качественно выполнен ремонт, напрямую будет зависеть работа двигателя, поэтому прежде чем браться за дело самому, важно объективно оценить свои силы и знания. В случае малейших сомнений – обратитесь в хорошо зарекомендовавший себя автосервис.  

Какие могут ли возникнуть проблемы после расточки блока цилиндров?

Случается, что после ремонта (через эдак тысяч 50 км пробега), расход масла заметно увеличивается, а двигатель начинает непривычно «шуметь». Виной тому могут быть ошибки, допущенные во время расточки. Во время этого процесса важно учитывать взаимное расположение поверхностей, так называемую «базу», относительно которой производится растачивание. Не стоит спешить и пренебрегать расточкой, заменяя ее быстрым хонингованием. Хоть это и потребует намного больше времени, но зато гарантирует параллельность цилиндров и перпендикулярность их «базе». Качественный ремонт не может быть быстрым – обратите внимание на этот факт.

Доверив ремонт сомнительному мастеру из ближайшего гаража, можно полностью испортить геометрию блока цилиндров, что приведет к его дальнейшей замене и потере финансов. Поэтому можем порекомендовать тщательный и внимательный выбор мастерской, которой вы доверите свой автомобиль.

Восстановление блока цилиндров двигателя

Блоки цилиндров ДВС отечественного производства изготавливаются из серого чугуна марок СЧ 18-36, СЧ 15-32, СЧ 24-44, а также алюминиевого сплава АЛ4.

Основной технологической базой при изготовлении и восстановлении блоков цилиндров является плоскость прилегания поддона и два отверстия.

Проверка наличия трещин в рубашке охлаждения проводится путем гидроиспытания блока под давлением 0,4 МПа. Устранение трещин производится с помощью:

1. Сварки.

2. Сварки с последующим нанесением полимерного материала для обеспечения герметичности.

3. Полимерных композиций как самостоятельного технологического способа.

Применение сварочных операций может вызвать появление значительных остаточных напряжений и, как следствие, деформации детали. Применение полимерных материалов является более предпочтительным. Современные полимерные композиции обеспечивают высокую прочность и сцепляемость с основным материалом детали.

При восстановлении блока не допускается раскомплектовывание крышек коренных подшипников.

Перед проведением операций обработки и контроля коренных опор болты крепления крышек должны быть затянуты с усилием, указанным в нормативной документации. Эта информация для отечественных двигателей приведена в Руководстве по ремонту, для двигателей иностранного производства усилия затяжки коренных опор приведены в справочниках Autodata и AM Data, руководствах по ремонту.

СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

№ п/п

Содержание операции. Базирование детали

Оборудование

1

Обработка базовой плоскости и двух базовых отверстий. Базирование – по поверхностям опор коренных подшипников

Вертикально-фрезерный станок

2

Выпрессовка изношенных втулок распределительного вала, запрессовка новых

Пресс специальный или специальная технологическая оснастка

3

Восстановление отверстий с поврежденной резьбой

Сверлильный станок, набор инструмента для установки спиральных вставок

4

Выпрессовка базирующих штифтов

Специальная оснастка

5

Фрезерование плоскостей под головки цилиндров. Базирование по плоскости и двум отверстиям

Вертикально-фрезерный станок

6

Растачивание посадочных поясков под гильзы цилиндров и выточек под упорные фланцы гильз цилиндров (для блоков с мокрыми гильзами). Базирование по плоскостям и двум отверстиям

Вертикально-расточной станок

7

Растачивание цилиндров под ремонтный размер (для моноблоков). Базирование по плоскости и двум отверстиям

Вертикально-расточной станок

8

Растачивание гнезд вкладышей коренных подшипников перед нанесением покрытия. Базирование по плоскости и двум отверстиям

Горизонтально-расточной станок специальный

9

Нанесение покрытия на поверхности гнезд вкладышей коренных подшипников (возможно газо-термическое напыление, гальванопокрытие, полимерное покрытие и др.)

Специальное технологическое оборудование и оснастка для нанесения покрытия

10

Растачивание гнезд вкладышей коренных подшипников. Базирование по плоскости и двум отверстиям

Горизонтально-расточной станок специальный

11

Хонингование поверхностей гнезд вкладышей коренных подшипников. Базирование по торцевой поверхности

Хонинговальный станок

12

Хонингование цилиндров (двукратное, предварительное и чистовое). Базирование по плоскости и двум отверстиям

Хонинговальный станок

13

Общая мойка блока цилиндров и промывка масляных каналов

Установка для стурйной мойки деталей. Аппарат высокого давления

Восстановление цилиндров возможно путем их обработки под ремонтный размер с использованием поршней и колец ремонтного размера или методом дополнительной ремонтной детали (ДРД) с обработкой под размер завода-изготовителя. Более подробно восстановление цилиндров изложено в разделе восстановления гильз цилиндров.

РЕЖИМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

В данном разделе приводится справочная информация о способах устранения дефектов блоков цилиндров и режимах технологических операций.

Обломы

Газовая сварка и наплавка производится с подогревом детали (для чугунных блоков цилиндров). Нагрев ведется в два этапа:

1. Нагрев до t= 200 – 250ºCи выдержка в печиT= 20 – 25 мин.

2. Нагрев до t= 600 – 650ºCи выдержка в печиT= 15 – 20 мин.

Наплавка ведется кислородно-ацетиленовым пламенем горелкой с наконечниками №3.

Присадочный материал ­– чугунные прутки диаметром 6 мм с содержанием кремния не менее 2.5%.

После наплавки деталь вновь нагревается до t= 600 – 650ºCи охлаждается медленно вместе с печью.

Трещины

Электродуговая сварка производится без предварительного нагрева детали.

Присадочный материал – медно-железные электроды марки 034-1 диаметром 4 мм с обмазкой УОНИ 13/55, содержащей 18–20% железного порошка от массы меди.

Сварка ведется постоянным током. Сила тока I= 150 – 160 А прерывистыми участками длиной 15 – 20 мм.

Для устранения трещин могут быть использованы полимерные композиции на основе эпоксидных смол. Состав композиции:

эпоксидная смола ЭД-40 – 100 весовых частей (в.ч.);

пластификатор – дибутилфталат 20 в.ч.;

отвердитель ­ полиэтиленполиамин 10 в.ч.;

наполнитель 60 в.ч.

Состав наполнителя: чугунный порошок, алюминиевая пудра, только в равных долях.

Время затвердевания полимерной композиции при комнатной температуре T= 24 час.

При t= 60ºCT= 240 мин. Приt= 100ºCT= 60 мин. Расход композиции – около 20 г. на 1 блок цилиндров.

Повреждение резьбовых соединений, обломы болтов

Для удаления обломков болтов рекомендуется применение специальных экстракторов.

1. В теле обломка болта сверлится осевое отверстие.

2. В отверстие вводится экстрактор со специальной левой спиральной нарезкой.

3. При вращении экстрактора против часовой стрелки он входит в отверстие, его острые кромки врезаются в металл болта и при дальнейшем вращении обломок удаляется из отверстия.

Восстановление резьбы в отверстиях производится одним из следующих методов:

Нарезание резьбы ремонтного размера

1. Рассверливание отверстия под новую стандартную резьбу большего размера.

2. Обработка фаски.

3.Нарезание ремонтной резьбы.

Обеспечивается качественная резьба с минимальными затратами. Однако не всегда есть возможность использовать резьбу большего размера и при этом нарушается взаимозаменяемость.

Заварка отверстия с последующим нарезанием резьбы

1. Заварка отверстия.

2. Обработка торца.

3. Сверление отверстия.

4. Обработка фаски.

5. Нарезание резьбы размера по рабочему чертежу.

Применение сварочной операции может привести к деформации детали.

Постановка резьбового ввертыша (дополнительная ремонтная деталь)

1. Рассверливание отверстия.

2. Нарезание резьбы большего диаметра.

3. Изготовление ввертыша с наружной и внутренней резьбой.

4. Установка резьбового ввертыша в отверстии.

5. Фиксация ввертыша от отворачивания (кернение, приварка).

Этот метод требует достаточного места вокруг поврежденного отверстия и может быть использован при наличии достаточно толстых стенок детали.

Постановка резьбовой пружинной вставки (дополнительная ремонтная деталь)

1. Рассверливание отверстия.

2. Нарезание резьбы.

3. Установка резьбовой пружинной вставки.

4. Фиксация от отворачивания.

Способ обеспечивает качественное восстановление резьбы с малыми затратами. Сохраняется взаимозаменяемость, т.к. размер восстановленной резьбы не изменяется. Не требуется наличие толстых стенок блока цилиндров вокруг поврежденного отверстия.

Восстановление гнезд вкладышей коренных подшипников

Одним из наиболее ответственных элементов блока цилиндров являются посадочные гнезда под подшипники скольжения. К точности их размеров, формы и взаимного расположения предъявляются высокие требования. При восстановлении необходимо обеспечить: диаметр отверстий, их форму, соосность, параллельность осей опор коленчатого и распределительного валов, их межцентровое расстояние, перпендикулярность к осям цилиндрам, шероховатость поверхностей.

При восстановлении перед нанесением большинства видов покрытий поврежденные отверстия растачиваются для обеспечения правильной геометрической формы, правильного положения осей (это обеспечит равномерную толщину покрытия после окончательной механической обработки), создания необходимой шероховатости поверхности (для обеспечения хорошей сцепляемости покрытия).

После нанесения покрытия поверхности гнезд вкладышей коренных подшипников обрабатываются одновременно с одной установки.

Часто повреждено и требует восстановления только одно посадочное отверстие. Но в этих случаях необходимо восстанавливать и другие отверстия, которые должны быть соосны с поврежденным отверстием, т.к. только их совместная обработка позволяет обеспечить выполнение требований по их взаимному расположению. Это увеличивает себестоимость восстановления, но позволяет обеспечить качество.

При обработке посадочных отверстий и должны использоваться технологические базы, применяемые на этой операции при производстве детали - плоскость и два отверстия.

Варианты технологических методов восстановления гнезд вкладышей коренных подшипников

Гнезда вкладышей коренных подшипников могут быть восстановлены различными способами. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Выбор наиболее рационального способа в каждом случае индивидуален и зависит от возможностей и технологической оснащенности предприятия. Ниже рассмотрены некоторые возможные способы восстановления этих поверхностей.

Механическая обработка

1. Крышки коренных подшипников снимаются, маркируются и их торцы фрезеруются на величину 0,7 мм.

2. Крышки устанавливают в блок цилиндров в соответствии с маркировкой и болты их крепления затягивают с нормативным усилием.

3. Отверстие гнезд вкладышей коренных подшипников растачивают «в линию». При этом ось отверстиий подшипника поднимается на 0,2­–0,3 мм.

Достоинства:

1) простота способа;

2) низкая себестоимость;

Недостатки:

1) уменьшение межосевого расстояния между коленчатым и распределительным валами, что нарушает нормальную работу распределительных шестерен. Этот недостаток в меньшей степени сказывается у ДВС с приводом распределительного вала с помощью цепи или зубчатого ремня;

2) технологическая «чернота» у стыков, т.е. у стыков остается необработанный участок поверхности, что нарушает прилегания тыльной стороны вкладыша к гнезду и может вызвать снижение срока службы подшипника;

Газотермическое напыление

1. Болты крышек коренных подшипников затягиваются с нормативным усилием.

2. Отверстия вкладышей коренных подшипников растачиваются «в линию» под увеличенный размер для получения толщины покрытия 0,7 – 1,0 мм.

3. Крышки подшипников снимаются и маркируются.

4. Поверхности гнезд обезжириваются, отверстия масляных каналов закрываются асбестовыми пробками, защищаются плоскости прилегания крышек и блока цилиндров.

5. Поверхности гнезд в блоке и крышках подвергаются дробеструйной обработке.

6. На подготовленные поверхности наносится покрытие с помощью газотермического напыления.

7. Удаляются наплывы металла на торцевых поверхностях, фрезеруются пазы для фиксации вкладышей.

8. Крышки устанавливаются в блок цилиндров в соответствии с маркировкой, болты затягиваются с нормативным усилием.

9. Гнезда коренных подшипников растачиваются под размер рабочего чертежа.

Из всех видов газотермического напыления наилучшие результаты получаются при применении плазменного напыления. Для нанесения покрытия используется стальной порошок марки ПЖ-5М с присадкой в качестве легирующих добавок порошки алюминия и никеля 1–2%. В качестве плазмообращующего газа используется азот, аргон, их смесь.

Режимы напыления:

расход плазмообразующего газа Q= 20­–25 л/мин;

сила тока I= 325–350 А;

дистанция напыления L= 145–155 мм.

Растачивание гнезд после нанесения покрытия производится резцами Т 15К6. Режим растачивания:

частота вращения борштанги n= 200–250 об/мин;

подача s= 0.05 мм/об;

глубина резания – 1 до 0,5 мм.

Достоинства:

1) обеспечиваются правильные геометрические размеры, форма и взаимное расположение восстанавливаемых поверхностей, правильное прилегание вкладыша к поверхности гнезда;

2) отсутствие термического воздействия на деталь, а, следовательно, отсутствует её деформация.

Недостаток – пористое покрытие, получаемое при газотермическом напылении, снижает теплопроводность и может привести к повышению температуры вкладышей.

Полимерное покрытие

Гнезда вкладышей растачиваются как и в предыдущем случае при применении газо-термического напыления.

После растачивания гнезд их поверхности обезжириваются и на них наносится полимерная композиция.

Для формирования необходимых размеров и формы восстанавливаемых поверхностей используется калибрующая оправка, которая имеет форму гладкого вала диаметром, равным диаметру коренных опор. Эта оправка укладывается в коренные опоры блока, устанавливаются крышки и болты их крепления затягиваются с нормативным усилием. Перед установкой калибрующая оправка смазывается индустриальным маслом.

После затвердевания полимерной композиции удаляются её подтеки.

Растачивание коренных опор с нанесенным полимерным покрытием не требуется, так как оправка сформировала соосные поверхности нужного размера, формы и обеспечила необходимую шероховатость поверхностей.

Крышки опор снимаются и удаляются подтеки полимерного материала.

В состав полимерной композиции входит эпоксидная смола, пластификатор, наполнитель и отвердитель. В качестве наполнителя используется смесь железного порошка и цемента в пропорции 2:1.

Отвердение композиции проводится в горячем состоянии при режимах:

1. t= 50ºC, выдержкаT= 5 час.;

2. t= 100ºC, выдержкаT= 1 час..

Достоинства:

1. Отсутствие необходимости проведения механической обработки поверхностей после нанесения покрытия.

2. Отсутствие термического воздействия на деталь.

Недостаток – снижение теплопроводности и возможно повышение температуры вкладышей.

Гальваническое покрытие

На поверхности предварительно расточенных и обезжиренных гнезд наносится гальваническое покрытие, которое затем обрабатывается до размера по рабочему чертежу.

Для нанесения покрытия используются вневанное проточное железнение.

Достоинство: качественное восстановление поверхностей – высокая сцепляемость покрытия с основным материалом детали, твердость покрытия, высокая теплопроводность.

Недостаток: сложность технологического процесса нанесения гальванопокрытия, необходимость использования специального оборудования и технологической оснастки для проточного железнения. Применение этого способа целесообразно на предприятиях, имеющих гальванические участки.

Метод дополнительной ремонтной детали (ДРД)

ДРД в виде полуколец могут быть использованы при восстановлении гнезд вкладышей коренных подшипников блоков цилиндров ДВС. В предварительно расточенные гнезда устанавливаются стальные полукольца, фиксируются в опорах штифтами под углом 120º, растачиваются, фрезеруются торцевые поверхности и пазы.

Достоинства:

1) сравнительная простота;

2) отсутствие термического воздействия на деталь.

Недостатки:

Происходит ослабление крышек коренных подшипников, снижается их жесткость, повышается деформация под действием динамических нагрузок. Это вызывает повышенную деформацию вкладышей, что в свою очередь, нарушает нормальное формирование масляного слоя в подшипнике, а также повышенные знакопеременные напряжения вызывают усталостное выкрашивание антифрикционного слоя вкладыша.

При восстановлении торцевых поверхностей коренной опоры под упорный подшипник применяется пайка-сварка латунными припоями ПМЦ-54 и Л-63. Температура плавления 850–900ºC. Флюсом является бура или смесь буры и борной кислоты в пропорции 1:1. Операция проводится с помощью кислородно-ацетиленовой горелки. После нанесения покрытия торцевые поверхности проходят механическую обработку.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

Головки цилиндров двигателей изготавливаются из алюминиевых сплавов АЛ-4 или из серого чугуна. В тело головки установлены с натягом седла клапанов, изготовленные из легированного износостойкого чугуна, и направляющие втулки клапанов.

Дефекты

Способы устранения

Сквозные пробоины и трещины в камере сгорания

Браковать

Трещины на плоскости сопряжения с блоком цилиндров

Заварка с последующей механической обработкой

Трещины на стенках рубашки охлаждения

Заварка, заделка полимерными материалами

Деформация поверхности сопряжения с блоком

Шлифование или фрезерование

Износ отверстий в направляющих втулках клапанов

Замена втулок

Повреждение отверстий под направляющие втулки клапанов

Обработка под ремонтный размер и установка втулок ремонтного размера по наружному диаметру

Износ фасок седел клапанов

Шлифование или фрезерование

Ослабление посадки седел клапанов в гнездах

Растачивание гнезд под ремонтный размер, установка седел ремонтного размера

Повреждение резьбы в отверстиях

Обработка под ремонтный размер или постановка ДРД

РЕЖИМЫ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

Рассматриваются особенности выполнения технологических операций восстановления головок цилиндров, изготовленных из алюминиевых сплавов.

Трещины

При устранении трещин с помощью сварки возможны различные варианты выполнения операций:

1) перед сваркой у концов трещины, расположенной на плоскости сопряжения с блоком, сверлятся отверстия 0,4 мм на глубину 3 мм;

2) края трещины обрабатываются по всей длине на глубину 3 мм под углом 90–20°;

3) головка нагревается до t = 180–200ºС;

4) поверхность, подлежащая сварке, зачищается металлической щеткой;

5) подготовленная трещина заваривается электросваркой постоянным током обратной полярности электродом марки ОЗА-2 диаметром 5 мм.

Может применяться газовая сварка. В качестве присадочного материала используется проволока марки АЛ-4. Флюсом служит кристаллическая бура. После сварки шов промывается раствором азотной кислоты и горячей воды.

Наиболее прогрессивным способом устранения трещин считается аргонодуговая сварка. В качестве присадочного материала используется проволока Св-АК12 диаметром 4 мм. Зона сварки надежно защищается от кислорода и азота воздухо потом аргона, который подается по каналам горелки. Обеспечивается высокое качество сварочного шва.

После сварки шов зашлифовывается.

Трещины в стенках рубашки охлаждения могут устраняться с помощью полимерных материалов. Перед нанесением полимера трещина подготавливается также как и перед сваркой. Полимерный состав наносится в разделанный шов с перекрытием. В качестве полимера используются композиции на основе эпоксидных смол. Для ускорения процесса застывания композиции головка нагревается до t = 100°С. Время выдержки Т = 1ч.

После устранения трещин головка проверяется на герметичность методом опрессовки.

Деформация поверхности сопряжения с блоком

Дефект устраняется методом фрезерования плоскости торцевой фрезой с пластинами ВК-8 или шлифованием. После фрезерования (шлифования) производится проверка неплоскостности на поверочной плите щупом. В результате этой операции уменьшается объем камер сгорания. Объемы камер сгорания (их глубина) контролируются и корректируются фрезерованием. Техническими условиями устанавливается минимально дпостимая высота головки цилиндров.

Износ отверстий в направляющих втулках клапанов

Изношенные направляющие втулки выпрессовываются на прессе. Контролируются размеры отверстий под втулки. Если их размеры лежат в поле допуска, то вместо изношенных втулок запрессовываются новые, отверстия в которых после этого образовываются разверткой до размера по рабочему чертежу. При этом обязательно обрабатываются фаски седел клапанов для обеспечения их соосности с отверстиями направляющих втулок.

Повреждение отверстий под направляющие втулки клапанов

Отверстия под направляющие втулки, размеры которых превышают допустимые, развертываются под ремонтный размер. При сборке используются втулки ремонтного размера по наружному диаметру. После запрессовки втулок обрабатываются отверстия в них и фаски седел клапанов.

Износ фасок седел клапанов

Изношенные фаски седел клапанов шлифуются. При этом обеспечивается угол фаски в соответствии с рабочим чертежом. Для автомобилей иностранного производства эта информация содержится в справочникахAM-Data. Фаски шлифуются «как чисто» или фрезеруются специально фрезой под определенным углом и контролируются калибром. При обработке фаски необходимо обеспечить ее соосность с отверстием в направляющей втулке. Для этого режущий инструмент базируется по отверстию направляющей втулки.

Ослабление посадки седел клапанов в гнездах

Прогар и другие неустранимые повреждения седел клапанов

Седла клапанов выпрессовываются специальным съемником. Посадочные гнезда растачиваются под ремонтный размер и в них запрессовываются седла ремонтного размера, фаски которых шлифуются или фрезеруются. При запрессовке седел клапанов головка цилиндров нагревается доt= 180ºC, а седла охлаждаются в среде сжиженного азота при t = -196ºС. При этом установка седел происходит легко При выравнивании температур головки цилиндров и седел клапанов обеспечивается необходимый натяг в сопряжении. Попытка запрессовать седло клапана в головку из алюминиевого сплава без нагрева-охлаждения приводит к слабой посадке седла. В этом случае возможно его выпадание во время работы двигателя.

Повреждение резьбы в отверстиях

Поврежденная резьба восстанавливается также как и у блоков цилиндров

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ ДВС

Гильзы цилиндров являются тонкостенными оболочками, т.е. эти детали имеют тонкие стенки, большие диаметры и длину.

Гильзы цилиндров ДВС изготавливаются из чугуна марок СЧ 18-36. СЧ22-44 с твердостью НВ 179-229 (ЗИЛ, ЗМЗ), специальных чугунов твердостью HRCэ 42-50 (ЯМЗ, КамАЗ). В верхней части некоторые гильзы имеют тонкостенную вставку из специального легированного чугуна для повышения износостойкости (ЗИЛ, ЗМЗ).

Заготовки гильз изготавливаются литьем в оболочковые формы или центробежным литьем.

Характерные дефекты: износ рабочей поверхности, деформация детали (рабочей поверхности и посадочных поясов), коррозионные и кавитационные повреждения посадочных поясов, трещины. Трещины и отслоение вставки являются выбраковочными дефектами.

Проверка наличия трещин проводится путем их гидроиспытания под давлением 0,4МПа.

Изношенные рабочие поверхности обрабатываются под ремонтный размер (растачивание и одно- или двукратное хонингование). Заводом-изготовителем устанавливаются от 1 до 3 ремонтных размеров. Ремонтный интервал обычно составляет 0,5 мм. Все гильзы цилиндров на одном двигателе должны быть одного ремонтного размера.

Растачивание гильз цилиндров производится на вертикально-расточных станках борштангами с резцами, имеющих твердосплавные пластины ВКЗ, ВК6. Обработка ведется за один проход. Шероховатость после растачивания R« = 1.25—2,5 мкм. После растачивания должен оставаться припуск на хонингование. Технологическими базами являются посадочные пояски и торец буртика. При этом имитируется посадка гильзы в блоке цилиндров. Закрепление гильзы в 3-х кулачковом патроне недопустимо, т.к. при этом гильза неизбежно деформируется и после растачивания будет иметь значительные отклонения от правильной круглой формы.

Режимы обработки:

подача 0,05—0,15 мм/об.;

скорость резания 84— 175 м/мин.

В результате растачивания при условии правильного базирования и соблюдения режимов технологической операции обеспечивается правильная геометрическая форма рабочей поверхности.

После растачивания проводится 3-кратное или чаще 2-кратное (черновое и чистовое) хонингование.

Припуск:

на черновое хонингование 0,050—0,080 мм.

на окончательное хонингование 0,005—0,030 мм;

Хонингование гильз имеет своей целью получение точных окончательных размеров рабочей поверхности детали, необходимой шероховатости и оптимального микрорельефа поверхности. Операция производится на хонинговальных станках. Используются хоны с брусками

из синтетических алмазов АСР 50/40 (для предварительного хонингования) и АСР 20/14 (для окончательного хонингования).

Режимы предварительного хонингования:

окружная скорость 60—80 м/мин.;

скорость возвратно-поступательного движения 15—25м/мин;

давление брусков 0,5—1,0 МПа.

Режимы чистового (окончательного) хонингования такие же, как и предварительного, но давление брусков ниже

и составляет 0,3—0,5 МПа.

После хонингования допуск на отклонение макрогеометрической формы составляет 0,01—0,02 мм. Шероховатость поверхности R, — 0,08 мкм.

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости используется смесь керосина и индустриального масла. После чистового хонингования гильзы контролируются и сортируются на размерные группы в соответствии с ТУ завода- изготовителя.

Восстановление посадочных поясков производится с помощью нанесения металлопокрытий (гальванических или полученных газо-термическим напылением, наплавкой и др.) с последующим шлифованием. Перед нанесением покрытий посадочные пояски шлифуются на кругло шлифовальных станках на глубину 0,15—0,20 мм. Для предотвращения повышенной деформации гильзы закрепляются в специальных приспособлениях (цанговых оправках или приспособлениях с гидропластмассой). После шлифования производится нанесения ме¬таллопокрытия. Для получения металлопокрытий используется вневанные гальванопроцессы (проточное железнение, электронатирание), газотермическое напыление, контактная приварка ленты, вибродуговая наплавка.

При электроконтактной приварке ленты используется стальная лента толщиной 0,3 мм, изготовленная из стали марок 10, 15, 20.

Режимы:

сила сварочного тока I = 5400 А;

усилие сжатия электродов Р = 1000 Н;

длительность импульса сварочного тока 0,08 с; частота вращения гильзы n= 2 об/мин.

После нанесения покрытия проводится шлифование посадочных поясов и обработка фасок и канавок под уплотнительные кольца.

СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ

Содержание операции. Базирование

Оборудование, приспособление

1

Шлифование посадочных поясков перед нанесением металлопокрытия. Базирование по внутренней поверхности гильзы и торцу

Круглошлифовальный станок. Приспособление с гидропластмассой или цанговое разжимное приспособление

2

Подготовка поверхностей посадочных поясков перед нанесением покрытия

В соответствии с применяемым способом

3

Нанесение металлопокрытия. Возможные способы: проточное железнение, электронатирание, газотермическое напыление с возможным оплавлением покрытия, электроконтактная приварка ленты, вибродуговая наплавка

Установка для вневанного железнения или для газотермического напыления, приварки ленты, вибродуговой наплавки

4

Шлифование посадочных поясков. Базирование по внутренней поверхности гильзы и торцу

Круглошлифовальный станок. Приспособление с гидропластмассой или цанговое разжимное приспособление

5

Растачивание (шлифование) рабочей поверхности гильзы под ремонтный размер. Базирование по посадочным поясам и торцу буртика

Вертикально-расточной станок, специальное приспособление

6

Предварительное хонингование рабочей поверхности. Базирование по посадочным поясам и торцу буртика

Хонинговальный станок. Специальное приспособление

7

Чистовое (окончательное) хонингование рабочей поверхности. Базирование по посадочным поясам и торцу буртика

Хонинговальный станок. Специально приспособление

В некоторых случаях рабочая поверхность гильзы цилиндра восстанавливается до размера по рабочему чертежу. В этом случае применяется метод дополнительной ремонтной детали (ДРД). В качестве ДРД используется стальная лента, которая сворачивается и устанавливается в предварительно расточенное отверстие, а затем шлифуется.

Заготовкой служит холоднокатаная, калиброванная стальная лента. Материал ленты – сталь У8А, У10А, 65Г.

СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ МЕТОДОМ ДРД

Ремонт блока цилиндров двигателя своими руками

Блок цилиндров является основной деталью двигателя. В нем и на нём находится и крепиться именно то, что мы называем двигателем. Традиционно блок цилиндров изготавливался из чугуна, теперь все чаще стали применять алюминий.

Технология ремонта блока цилиндров, в основе своей, требует применения специализированных станков для расточки или хотингования. Хотя, в некоторых случаях, осуществляя ремонт блока цилиндров двигателя своими руками, можно применять и ручную хотинговальную головку для электродрели.

Ремонт головки блока цилиндров, или замену прокладки ГБЦ, частично тоже можно отнести к ремонту блока цилиндров. Но, речь пойдёт конкретно именно о ремонте блока цилиндров.

Как квалифицированные профессионалы, мы прекрасно понимаем, что прежде, чем браться за молоток, нужно разобраться по какой детали стучать будем. То есть речь идет о традиционных неисправностях, при которых ремонт блока цилиндров просто необходим.

Износ поверхностей цилиндров. Это основной, но не единственный дефект. Ремонт цилиндров, как правило, сводится к расточке и хотингованию цилиндра. Таким образом, убирается эллипсность, возникающая от особенностей работы поршней, удаляются царапины и задиры поверхности цилиндров.

Сильный износ цилиндра может происходить из-за большого осевого зазора в упорном подшипнике коленвала. Самым частым считается «естественный» износ поверхности цилиндра. Он происходит в итоге длительной эксплуатации в нормальном режиме. Проявляется в верхней части цилиндра в зоне ВМТ (верхней мертвой точки) в момент прихода в нее поршня.

Обрыв шатуна. Как правило, обрыв шатуна и следующие за ним сколы и пробоины нижней части цилиндра происходят из-за перегрева шатунного подшипника. Это результат недостаточной смазки подшипника.

Обрыв клапана или разрушение седла приводят к тому, что происходит повреждение в верхней части цилиндра. В этом случае на поверхности цилиндра появляются задиры или забои.

Трещины в гильзе. Этот дефект встречается редко, но он имеет место быть. Причиной этой трещины может послужить чрезмерная или неправильная затяжка болтов ГБЦ.

Зачастую задиры поверхности цилиндра являются прямым следствием перегрева двигателя. Во всех перечисленных случаях требуется ремонт цилиндров. Мероприятие не из быстрых, и недешёвых. Перечисленные дефекты и неисправности, требующие проводить ремонт блока цилиндров, относятся к числу явных.

Какие неисправности блока цилиндров не видны сразу

Их не видно, но они есть. Не знать об этих неисправностях, означает, что ремонт блока цилиндров двигателя, может перерости в неприятную эпопею. Когда после ремонта блока цилиндров, через десяток тысяч километров, двигатель опять выходит из строя.

Деформация блока. Это может произойти из-за нарушения технологии изготовления блока, когда не было снято внутреннее напряжение. Особенно это относится к чугунным блокам. Для этого существует такая технология ремонта блока цилиндров, как искусственное старение. Нагрев блока в определенной температуре и затем механическая обработка: фрезеровка плоскостей, расточка цилиндров и постели коленвала.

Ещё одна причина деформации самого блока цилиндров – неравномерность его нагрева во время эксплуатации.

Ремонт постели подшипников коленвала. Он требуется как из-за естественной деформации, так и из-за перегрева или недостатка смазки коренных подшипников.

На фоне перечисленных неисправностей, срыв шпильки или резьбы болта крепления ГБЦ – мелочь для механика. В этом случае растачивается отверстие и нарезается резьба.

Из перечня всех возможных неисправностей блока цилиндров, можно сделать вывод, что технология ремонта блока цилиндров двигателя в каждом случае может быть разной. Ремонт блока цилиндров своими руками в полном объёме вам вряд ли удастся выполнить на 100% в условиях гаража, так как определенные операции требуют специального оборудования.

Удачи вам в проведении ремонта блока цилиндров своими руками.

Ремонт блока двигателя и кривошипно-шатунного механизма

Блоки цилиндров двигателей изготовляют из серого или низколегированного чугуна. Блок цилиндров представляет собой отливку сложной конфигурации со стенками разной толщины.

После длительной эксплуатации возможны следующие дефекты блоков цилиндров: трещины и обломы различного характера; пространственная деформация поверхностей прилегания под головки цилиндров; изнашивание или нарушение соосности гнезд под вкладыши коренных подшипников; изнашивание отверстий под втулки толкателей и распределительного вала; изнашивание или срыв резьбы в отверстиях крепления деталей.

Ремонт блока цилиндров начинают с устранения трещин, обломов, пробоин, так как применяемая для этой цели сварка вызывает коробление детали. Коробление устраняют механической обработкой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Трещины в водяной рубашке и картере в зависимости от их местоположения могут быть заварены электросваркой стальными электродами из проволоки СВ-08 или электродами ЦЧ-4 способом отжигающих валиков с предварительной постановкой штифтов или электродами монелевыми, биметаллическими 034-1 диаметром 4 мм и др. Трещины на ненагруженных поверхностях можно заклеивать составами на основе эпоксидных смол или клеями БФ-2, ВС-ЮТ и № 88 с наложением заплаты из стеклоткани.

Пространственную деформацию поверхностей прилегания под головку цилиндров устраняют шлифованием на плоскошлифовальных или вертикально-сверлильных станках с последующим углублением на такой же размер выточки под бурты гильз цилиндров.

Соосность гнезд восстанавливают путем их расточки под ремонтные размеры с постановкой вкладышей увеличенного наружного размера. Практикуется также восстановление блока напылением смесью железных и медных порошков. Изношенные поверхности под вкладыши восстанавливают, нанося на них эпоксидные составы.

Изношенные отверстия под направляющие втулки толкателей и втулки распределительного вала развертывают под ремонтные размеры.

Резьбовые отверстия с изношенной, сорванной или забитой резьбой восстанавливают нарезанием новой резьбы ремонтного размера, постановкой ввертышей или спиральных вставок.

Перед нарезанием резьбы ремонтного размера отверстие с дефектной резьбой зенкуют и нарезают резьбу требуемого размера на радиально-сверлильных станках с применением револьверных головок и накладных кондукторов. Блок устанавливают на поворотном стенде с базированием на плоскость со стороны нижнего картера и на два установочных отверстия. При постановке ввертыша ввертывают дополнительную деталь с резьбой номинального размера и на его границе сверлят отверстие диаметром 3,3 мм, а также нарезают на ввертыше резьбу М4Х0.5 для его стопорения.

Восстановленные блоки испытывают на герметичность на стендах. При гидравлическом испытании блоков под давлением 0,4…0,5 МПа в течение 3 мин не должно быть запотевания швов.

Цилиндры и гильзы изнашиваются неравномерно. Наибольший износ наблюдается в зоне верхнего компрессионного кольца при положении поршня в верхней мертвой точке. В нижней части цилиндра износ небольшой.

Зеркало гильзы в основном подвергается абразивному, коррозионному и механическому изнашиванию. Наибольшее влияние на износ гильз оказывают абразивные частицы пыли, попадающие в двигатель через впускную магистраль вместе с воздухом, маслом, топливом; через сапуны у дизелей и принудительную систему вентиляции картеров у карбюраторных двигателей; через неплотности в соединениях всасывающего коллектора и картера. Коррозионное изнашиванние верхней части гильзы цилиндра вызывается работой двигателя при низкой температуре. Часть продуктов сгорания топлива конденсируется, происходят сложные превращения, приводящие к образованию кислот, которые вызывают коррозию зеркала гильзы. Для уменьшения износа необходимо поддерживать температуру нагрева двигателя не ниже 70 °С. Износ цилиндров с воздушным охлаждением вдвое меньше, чем у цилиндров с жидкостным охлаждением. Это объясняется более быстрым прогревом цилиндров после запуска.

Механическое изнашивание зеркала цилиндра вызывается движением поршня с кольцами (истирание) и вибрацией цилиндра (кавитационное разрушение) дизельных двигателей.

При кавитационном и коррозионном разрушении наружной поверхности гильз их бракуют.

Изношенные внутренние поверхности гильз и цилиндров шлифуют под ремонтный размер на всю длину на вертикально-расточных станках 278А, 268, 277Б, 2В-697. Можно использовать также переносные станки 2407ГАРО. Гильзы шлифуют и подвергают окончательной обработке хонингованием на хонинговальных станках 3833 или на сверлильных станках с хоиинговальными головками. Станок обеспечивает автоматическое вращательное и возвратно-поступательное движение головки, заданное увеличение ее диаметра за каждый цикл подъема и опускания. Хонингование проводят шлифовальными или алмазными брусками. Зернистость бруска выбирают в зависимости от требуемой шероховатости поверхности, а твердость связки —в соответствии с твердостью обрабатываемого материала. Хонингование ведут с подачей охлаждающей жидкости (керосина или смеси керосина с 15…20% машинного масла). Рекомендуется использовать алмазные бруски АСМ и для окончательного хонингования бруски АСП-40. После хонин-гования овальность и конусность должны быть не более 0,02…0,03 мм.

Изношенные гильзы последнего ремонтного размера восстанавливают постановкой сухой гильзы, изготовленной из титано-меднистого или марганцовистого чугуна. В расточенный блок запрессовывают гильзу, вновь ее растачивают и хонингуют на номинальный размер. Гильзы перед запрессовкой охлаждают, а блок подогревают. После окончательной обработки гильзы распределяют по размерным группам и комплектуют с поршнями одноименной размерной группы.

Для повышения износостойкости рабочей поверхности гильз рекомендуется подвергать их виброобкатыванию шариком или рожком на сверлильных или расточных станках. Это создает поверхностный наклеп и снижает шероховатость поверхности.

Ремонт поршневых пальцев производят перешлифовкой на меньший размер на шлифовальном станке без центров или с помощью конусной оправки. При централизованном восстановлении пальцев на номинальный размер в большинстве случаев применяют холодную раздачу. Поршневые пальцы восстанавливают также осталиванием и хромированием с последующей обработкой под номинальный ремонт или ремонтный размер.

Шатуны, поступающие в ремонт, имеют следующие дефекты: изгиб и скручивание стержня, трещины, изнашивание внутренней поверхности втулки верхней головки шатуна и отверстия под нее, отверстия нижней головки, поверхностей по плоскости разъема шатуна с крышкой, отверстий и опорных поверхностей под гайки и головки шатунных болтов.

Отсутствие установочных баз и изнашивание рабочих поверхностей затрудняет ремонт шатунов. Тем не менее на некоторых ремонтных заводах их успешно ремонтируют по следующей технологии: – выпрессовывают втулку верхней головки шатуна; – шлифуют боковую поверхность нижней головки шатуна для восстановления установочной базы; правят шатун; шлифуют или фрезеруют плоскость разъема крышки; собирают шатун с крышкой и запрессовывают втулку в верхнюю головку; растачивают отверстия нижней и верхней головок шатуна; контролируют шатун.

Рис. 1. Приспособление для проверки и правки шатуна 1 — рукоятка для выбивания скалки; 2, 6 — малая и большая скалки; 3 — направляющие ползуна; 4 ~ индикаторы;. 5 — коромысло; 7 — стойки

Изгиб стержня шатуна устраняют способом правки на винтовых и гидравлических прессах, а скручивание— с помощью рычага или струбцины, захваты которой закрепляют с противоположных сторон поперечного сечения стержня.

Шатун можно править и на приспособлении, показанном на рис. 1. С помощью индикаторов, установленных на этом приспособлении, контролируют изгиб, скручивание и межцентровое расстояние осей отверстий.

После правки шатун рекомендуется подвергать термообработке. Для этого его нагревают до температуры 400…450°С, выдерживают в течение 0,5…1 ч и охлаждают на воздухе.

Шатуны с трещинами любого размера и расположения выбраковывают.

Изношенные втулки верхней головки шатуна выпрессовывают на прессе с пневматическим приводом. Боковые поверхности нижней головки шлифуют на плоскошлифовальных станках кругами зернистостью 40…60, твердостью СМ2, СМ1. Перед шлифованием гайки шатунных болтов затягивают динамометрическим ключом.

Изношенную внутреннюю поверхность верхней головки шатуна растачивают под ремонтный размер, и запрессовывают втулку увеличенного размера или омедненную. Отверстие нижней головки шатуна восстанавливают железнением. Сначала предварительно растачивают головку, а после железнения окончательно растачивают на приспособлении алмазно-расточного станка.

Изношенную поверхность нижней головки шатуна можно восстанавливать газовой наплавкой. Самофлюсующийся порошок ПГ-Х480СГ2 наносят на поверхность через пламя ацетиленокислородной горелки. Перед па-несением порошка шатун собирают с нижней крышкой. Стержень шатуна охлаждают, погружая в воду по головку. После направки отверстие нижней головки шатуна хонингуют до получения номинального размера.

Поверхности отверстий нижней головки шатуна восстанавливают наплавкой в углекислом газе и вибродуговым способом. Затем отверстия растачивают на расточных или токарных станках.

Поврежденные плоскости разъема шатуна с крышкой восстанавливают железнением с последующей механической обработкой.

Изношенные опорные поверхности под гайки и головки шатунных болтов фрезеруют и снимают следы изнашивания. После фрезерования при сборке нижней головки шатуна следят, чтобы отверстие для шплинта шатунного болта не выступало за торцовую поверхность гайки. В противном случае поверхность наплавляют, а затем фрезеруют до номинального размера.

Рис. 2. Подгонка поршневого Рис. 92. Пригонка поршневых кольца колец к цилиндру

Рис. 3. Прибор для определения упругости поршневых колец(а) и пружин (б) 1 — подвижный упор; 2 — стопорный винт; 3 — каретка; 4 — поршневые кольца; 5 —столик; 6 — дополнительный груз; 7 —основной груз; 8 — коромысло

После окончания ремонта шатун контролируют на специальном приспособлении (см. рис. 1).

При ремонте кривоишпно-шату иного механизма особое внимание должно быть обращено на тщательный подбор деталей друг к другу и к цилиндрам двигателя. Масляные и компрессионные кольца подбирают по размеру гильз и высоте канавок на поршне, при необходимости производят подгонку подпиливанием стыков колец (рис. 2) до получения необходимого зазора (0,3… 0,4 мм для карбюраторных и 0,7… 1 мм для дизельных двигателей). Для цилиндров, подвергшихся перешлифовке, подгонку зазора в стыках колец производят по верхней части цилиндра, а к цилиндрам, не подвергшимся перешлифовке, кольца подгоняют в зоне наименьшего диаметра цилиндра (в пределах хода поршневых колец). Кольца проверяют также по высоте канавок поршней и при необходимости шлифуют на абразивном круге или абразивной бумагой. Упругость кольца проверяют на специальном приборе (рис. 3). Кольцо вставляют между площадкой весов и нажимным устройством так, чтобы стык кольца был в горизонтальном положении. Нагружают кольцо нажимным устройством до нормального зазора в стыке, проверяемого шумом. Сила сжатия кольца при этом должна соответствовать установленным нормам упругости.

Поршни с гильзами ремонтного размера комплектуют по зазору между поршнем (по юбке) и гильзой. Эту операцию выполняют на ощупь или контролируют по усилию протягивания ленты-щупа определенной толщины, заложенной между гильзой и поршнем по всей его длине (рис. 4).

Поршневые пальцы к алюминиевым поршням подбирают по размерной группе отверстий в бобышках поршней таким образом, чтобы при комнатной температуре (20 °С) они от усилия руки входили в поршень, а при нагревании поршня в воде до 70 °С входили в него свободно. Этим достигается небольшой зазор в соединениях во время работы двигателя, так как коэффициент линейного расширения алюминия (поршень) и стали (палец) неодинаков. К шатуну поршневой палец подбирают так, чтобы при нормальной комнатной температуре он плавно входил в отверстие под небольшим усилием.

После подбора отдельных деталей друг к другу производят подсборку шатунно-поршневой группы, проверяют правильность взаимного положения образующейся цилиндрической поверхности юбки поршня и отверстия нижней головки шатуна, затем весь комплект на один двигатель подгоняют по массе. Разница в массах собранных комплектов (сверх допустимых пределов) устраняется снятием металла со специальных приливов, имеющихся на поршне.

Рис. 4. Подбор поршней к цилиндрам 1 — ручные пружинные весы; 2 — лента-щуп

Рис. 5. Приспособление для сжатия и направления поршневых колец при ввода их в цилиндр 1 — стальная лента; 2 — ключ; 8 — стяжная лента

Выверенные комплекты устанавливают в цилиндры двигателя. При этом для облегчения операции сжатия колец и предупреждения их повреждений пользуются приспособлением, показанным на рис. 5.

Сборка шатунно-поршневой группы может также производиться на шестипозиционном автомате карусельного типа.

У коленчатого вала возможны следующие основные дефекты: прогиб вала, изнашивание шатунных и коренных шеек, изнашивание и повреждение гнезда под подшипник, повреждение резьбы, фасок, трещины.

Дефекты коленчатых валов, поступающих в ремонт, повторяются в определенных сочетаниях, что позволяет разработать технологию ремонта не по каждому дефекту в отдельности, а по комплексу дефектов каждого сечения, с которым вал поступает в ремонт.

Ремонт коленчатого вала начинают с контрольных операций, выполняемых с помощью магнитного дефектоскопа или магнитного карандаша для выявления трещин на шейках. При обнаружении трещин валы выбраковывают.

Затем определяют прогиб вала, причем во избежание ошибок и неточностей прогиб следует проверять по торцовому биению фланца крепления маховика, которое допускается не более 0,05 мм. При большем биении прогиб вала устраняют шлифованием или правкой в холодком состоянии на прессе. Для снятия внутренних напряжений после правки производят термическую обработку (термофиксацию), состоящую в выдержке вала при температуре 400…500 °С в течение 0,5… 1 ч. Коленчатый вал правят также местным наклепом щек.

Изношенные шатунные и коренные шейки ремонтируют различными способами. Способ механической обработки под ремонтный размер наиболее распространен и эффективен только в случае, когда изменение размера не приводит к ликвидации термически обработанного поверхностного слоя коленчатого вала. Все коренные или шатунные шейки одного вала обрабатывают под один ремонтный размер.

Перед шлифовкой шеек вала устраняют все другие дефекты. Обрабатывают шейки вала на шлифовальных станках типа 3420, 3423, позволяющих ремонтировать как коренные, так и шатунные шейки. Однако для большей точности обработки их настраивают на шлифовку либо коренных, либо шатунных шеек.

После шлифования под ремонтный размер шейки полируют на станке для полирования. Шейки можно также полировать с помощью приспособления к шлифовальному станку, на универсальном приспособлении к токарному станку или обжимками вручную.

Шейки коленчатых валов можно восстанавливать наплавкой, способом электролитического железнения и хромирования, напылением металла.

Перед наплавкой отверстия масляных каналов должны быть закрыты графитовой пастой, пластинками из малоуглеродистой стали или графитовыми стержнями. После наплавки и охлаждения коленчатого вала выполняют предварительное шлифование шеек, затем разделку и очистку масляных отверстий и каналов, окончательное шлифование, полирование всех шеек и очистку вала.

Коленчатые валы, наплавленные под флюсом (с добавкой графита), проходят последующую термическую обработку и закалку шеек на установке ТВЧ. Наплавку шеек ведут от галтелей к середине. После наплавки их протачивают на токарном станке, отпускают вал при температуре 650 °С, выдерживают в течение 2 ч и закаливают нагревом ТВЧ на глубину 3,5 мм, а затем шлифуют до заданного размера. При шлифовании шеек необходимо соблюдать радиус галтелей.

Восстановление валов способом напыления металла имеет большое практическое значение для ремонта двигателей. Высокая температура плазменной струи позволяет применять тугоплавкие металлы и их сплавы, формировать на изношенных деталях поверхностный слой высокой твердости и получать высокую прочность сцепления нанесенного слоя с деталью. Транспортирующие инертные газы снижают окисляемость частиц металла, что в совокупности создает предпосылки для получения высокой износостойкости покрытия.

При повреждении резьбы в деталь устанавливают спиральные вставки или нарезают новую резьбу ремонтного размера.

Изношенные шпоночные канавки фрезеруют под шпонки ремонтного размера.

При увеличении размера отверстия под подшипник вал ремонтируют постановкой дополнительных ремонтных деталей в такой последовательности: обработка под втулку, запрессовка и механическая обработка.

Поверхность фасок вала, как правило, бывает повреждена, поэтому центровые фаски правят путем механической обработки. После шлифования шеек под ремонтные размеры уменьшается глубина фасок на отверстиях масляных каналов. Поэтому фаски обрабатывают и полируют.

Сборку коленчатых валов начинают с запрессовки трубок для направления масла в шатунных шейках, установки сегментных шпонок под шестерни. Затем вал промывают, продувают масляные каналы сжатым воздухом и устанавливают заглушки, резьбовые уплотни-тельные кольца и сальники.

Коленчатый вал подвергают динамической балансировке в сборе с маховиком (иногда и со сцеплением на специальном станке). Коленчатый вал уравновешивают с маховиком в его плоскости путем постановки балансировочных пластин или сверления отверстия в торце маховика. У тракторных двигателей с неразъемным картером маховика коленчатые валы балансируют без маховика.

Коренные и шатунные подшипники коленчатых валов автотракторных двигателей при износе получают овальность с большой осью в плоскости, перпендикулярной разъему подшипников, конусность, а поверхности насыщаются продуктами износа. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, что приводит к появлению давления масла в магистрали.

Последующее использование изношенных подшипников для большого размера вала возможно после удаления поверхностного слоя с накопленными абразивными частицами путем растачивания.

У подшипников наблюдается также выкрошивание антифрикционного слоя, смятие плоскостей в местах разъема и ослабление посадки в постелях шатуна и блока в результате износа их внутренней поверхности. При наличии этих дефектов подшипники выбраковываются.

К дефектам маховика, устраняемым при ремонте, относят износ зубчатого венца, отверстий под болты и плоскости прилегания ведомого диска сцепления. Изношенные венцы спрессовывают и заменяют новыми, а задиры на плоскости прилегания ведомого диска сцепления устраняют шлифовкой. Следует иметь в виду, что маховик вместе с коленчатым валом должен быть обязательно подвергнут динамической балансировке.

При сборке кривошипно-шатунного механизма все резьбовые соединения должны затягиваться предельными ключами, обеспечивающими требуемый момент затяжки, а затяжка болтов крепления головки блока, кроме того,—в определенной последовательности.

Рекламные предложения:
Читать далее: Ремонт головки блока цилиндров и газораспределительного механизма

Категория: - Ремонтирование строительных машин

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Смотрите также