Диагностика и технология ремонта двигателей машин

Перед шлифованием на 3-й ремонтный размер всей шейки коленчатых валов всех марок двигателей должны проверяться на твердость. При недостаточной твердости их рекомендуется закалить ТВЧ.

После использования всех ремонтных размеров изношенные коленчатые валы могут восстанавливаться до номинальных размеров наплавкой под слоем флюса, гальваническим наращиванием или электроконтактным напеканием металлических порошков.

После ремонта или восстановления коленчатые валы должны подвергаться динамической балансировке на специальной машине БМ-У4. Неуравновешенность устраняют высверливанием отверстий в противовесах вала.

Допускается величина дисбаланса для коленчатых валов двигателей СМД-60 — 50 гсм; СМД-14, А-01 — 40 гсм; грузовых автомобилей — 70-120 гсм; легковых автомобилей — 10-50 гсм.

Коренные и шатунные подшипники коленчатых валов автотракторных двигателей при износе получают овальность с большей осью в плоскости, перпендикулярной разъему подшипников, и конусность. В результате увеличиваются зазоры в подшипниках, что приводит к появлению стуков и падению давления масла в магистрали. Величина масляного зазора в подшипниках допускается примерно в 2 раза больше нормального зазора.

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

У подшипников наблюдается также выкрашивание антифрикционного слоя, смятие плоскостей в местах разъема и ослабление посадки в постелях шатуна и блока в результате износа внутренней поверхности последних.

 

 

 

 

 

2.3 Ремонт шатунно-поршневого комплекта

Поршневой палец восстанавливают до нормального размера хромированием, раздачей (пластической деформацией) с последующей термообработкой или гидротермической раздачей с последующей обработкой.

При холодной раздаче пальцы сначала сортируют по внутреннему диаметру на три размерные группы с интервалами в 0,3 мм, после чего отжигают в железных ящиках с песком в термических печах (выдержка при температуре 800-830СС в течение 1,5-2 ч с последующим медленным охлаждением).

Все пальцы прошивают на пневматическом молоте пуансоном, смазанным автолом, в два-три прохода до получения наружного диаметра больше нормального на 0,2-0,5 мм — припуск на последующую механическую обработку. Если после раздачи длина пальца уменьшится на 2 мм относительно нормальной, его выбраковывают.

Для получения нормальной твердости пальцев в пределах 56-62 НКС их калят в масле при температуре 790-810°С и отпускают при 200-220°С. При меньшей твердости пальцы подвергают цементации.

При гидротермической раздаче палец нагревают ТВЧ в индукторе до температуры 790-830°С, затем охлаждают проточной водой, пропуская ее через внутреннюю полость пальца. При этом палец закаливается, увеличиваются его наружный диаметр на 0,08-0,27 мм и длина. У пальцев, увеличенных по длине, шлифуют торцы и снимают фаски с наружной и внутренней поверхностей.

 После раздачи пальцы шлифуют на бесцентрово-шлифовальных станках до номинального размера и полируют, доводя шероховатость поверхности до Ка=0,16...0,32 мкм. На поверхности пальца не должно быть забоин, черновин, волосяных трещин и других повреждений.

 Втулки верхней головки шатуна восстанавливают термодиффузионным цинкованием.

При ослаблении посадки и износе внутренней поверхности втулку можно осаживать в шатуне с помощью приспособления на гидравлическом прессе с усилием 0,5-0,7 МН. После такого осаживания внутренний диаметр втулки должен иметь припуск 0,2 мм на последующую обработку. Осаживание проводят 1 раз, после чего втулка может быть восстановлена термодиффузионным оцинкованием.

При износе внутренней поверхности верхней головки ее расстачивают на один из ремонтных размеров с интервалом 0,5 мм со снятием по торцам фаски шириной 1,5 мм под углом 45°.

Расточку проводят на алмазно-расточном станке с использованием приспособления или на станке УРБ-ВП.

Изношенные внутренние поверхности нижней и верхней головок шатуна на ремонтных заводах восстанавливают железнением с последующей механической обработкой поверхностей до нормальных размеров.

Для определения величин непараллельности (изгиба) и перекоса (скручивания) верхней головки относительно нижней, шатун, скомплектованный с крышкой, устанавливают на специальные приборы. Непараллельность и перекос можно замерять на специальной контрольной плите. Непараллельность осей головок шатунов может быть допущена для двигателей: величины непараллельности и перекоса шатунов допускаются не более 0,05 мм на длине 100 мм. Несимметричность расположения головок для шатунов относительно друг друга не должна превышать 0,5 мм. При больших отклонениях необходимо восстанавливать или выбраковывать шатун. Править шатуны от непараллельности и перекоса можно только после разогрева его стержня с помощью токов высокой частоты или пламенем газовой горелки до температуры450-600°С. При холодной правке шатун во время работы вновь возвращается в первоначальное неправильное положение.

Изношенные поверхности крышки под гайками шатунных болтов зенкуют до выведения следов износа. Если после зенкования этих поверхностей при сборке нижней головки шатуна с крышкой отверстие для шплинта шатунного болта будет выступать за торцевую плоскость гайки, то необходимо наплавить плоскости под гайки на крышке шатуна, а затем прозенковать до нормального размера по высоте.

2.4 Ремонт механизма газораспределения

Головка цилиндров. Перед ремонтом головки цилиндров испытывают на герметичность стенок и уплотнений. Испытания проводят на стенде КИ-4805, КИ-9147 или на других стендах. На отверстия водяных полостей испытуемой головки устанавливают и прижимают специальную обрезиненную плиту. Создают давление воды 0,4 - 0,5МПа. Течь и потение головки в любом месте в течение 5 мин не допускаются. Негерметичные заглушки удаляют. Вместо них ставят новые на сурике, предварительно зачистив посадочные места.

Наиболее частой неисправностью головки цилиндров является износ рабочей фаски клапанных гнезд.

Наиболее распространенным способом ремонта гнезд является фрезерование. Для этого применяют набор специальных фрез из 4 штук. Черновой фрезой с углом 45° снимают слой металла до выведения следов износа.

Для того чтобы уменьшить ширину увеличившейся фаски, нижнюю часть ее подрезают фрезой с углом 75°, а верхнюю — фрезой с углом 15°. Чистовой фрезой с углом 45° зачищают поверхность фаски и доводят окончательно ее ширину до требуемой величины. Например, ширина фасок гнезд впускных клапанов двигателей ЯМЗ-238НБ, А-01М, А-03, А-41 должна быть 2,0-2,5мм, выпускных— 1,5-2,3 мм.

Для обеспечения плотного прилегания клапанов к гнездам после фрезерования их притирают.

Недостатком ремонта гнезд клапанов фрезерованием является то, что снимается значительный слой металла. В результате этого головки сравнительно быстро выбраковывают. Кроме того, седла клапанов плохо поддаются фрезерованию, поэтому их восстанавливают шлифованием на планетарно-шлифовальных приборах различных марок ОПР-1334А, ОР-6686, ЗИЛ Х-7270 и др.

После фрезерования, зенкования или шлифования гнезд клапанов проверяют биение рабочей фаски гнезда относительно оси направляющей втулки клапана, которое не должно превышать для большинства   двигателей 0,05 мм.   Биение   проверяют   приспособлением  70-8720-1311.

У современных двигателей следует проверять углы рабочих фасок гнезд клапанов калибром на краску. На конус калибра наносят тонкий слой краски. После установки и поворота калибра в гнезде отпечаток краски на фаске должен образовывать кольцевой поясок без разрывов шириной не менее 1/3 ширины фаски.

Предельный (выбраковочный) диаметр гнезда клапана устанавливают по величине утопания тарелки нового (номинального размера) клапана или калибра. Утопание обычно измеряют от плоскости головки или блока. Утопание допускается, например, у двигателей ЯМЗ-238НБ, А-01М, А-03, А-41 — 2,5 мм; СМД-60, СМД-62, СМД-64 — 2,0 мм и т. д.

Изношенные клапанные гнезда восстанавливают наплавкой или кольцеванием. При наплавке применяют горячую газовую сварку, используя в качестве присадки чугунные прутки марки А или выбракованные поршневые кольца и флюсы ФСЧ-1 или буру. При восстановлении изношенных клапанных гнезд запрессовкой колец гнёзда растачивают на требуемую глубину с большой точностью (допускается овальность гнезд до 0,05 мм, конусность — 0,02 мм) и запрессовывают в них с натягом 0,14-0,15мм кольца.

Трещину в перемычке между клапанными гнездами, а также между гнездом и отверстием под распылитель форсунки у чугунных головок заваривают горячей газовой сваркой или ликвидируют путем постановки стягивающих фигурных вставок.

Трещины в водяной рубашке, не проходящие через отверстия для шпилек, заваривают электродуговой сваркой стальным электродом способом отжигающих валиков или электродами ПАНЧ-11.

Для устранения трещин в рубашке охлаждения широко применяют пасты на основе эпоксидных смол. При трещине, проходящей через отверстие под шпильку крепления головки к блоку, отверстие рассверливают и развертывают на глубину меньше высоты головки цилиндров на 8-10 мм, после чего в отверстие вставляют втулку на эпоксидном составе.

Трещины и коррозионные повреждения у алюминиевых головок заваривают газовой сваркой ацетиленокислородным, пропан-бутаново-кислородным пламенем или аргонно-дуговой сваркой.

У головок, поступающих в ремонт, а также после сварочных работ поверочной линейкой и щупом проверяют отсутствие коробления поверхности прилегания к блоку.

Для различных марок двигателей неплоскостность допускается до 0,15 мм.

После шлифования, фрезерования, пришабривания или проточки для двигателей с индивидуальными головками для каждого цилиндра нижней поверхности головки допускается ее неплоскостность менее 0,1 мм. После механической обработки проверяют высоту головки цилиндров. Например, для двигателей ЯМЗ-238НБ, А-01М, А-41 она не должна быть менее 131 мм, ЯМЗ-240Б — 131,3 мм, СМД-60, СМД-62, СМД-64 — 130 мм. У ГАЗ-53А допускается уменьшение высоты головки на 1 мм против номинального размера.

Клапаны. Наиболее частыми неисправностями клапанов являются износ и подгорание рабочих фасок тарелок. Кроме того, у клапанов изнашиваются поверхность стержня и его торец.

Изношенные рабочие фаски тарелок клапанов и торцы стержней шлифуют на специальных станках (ОПР-823, Р-108 и др.) до выведения следов износа.

Перед шлифованием проверяют на приспособлении индикатором прямолинейность стержней клапанов. Непрямолинейность стержня допускается до 0,05 мм.

Для шлифования применяют круги зернистостью 40 — 25, твердостью СМ1 и СМ2. Коническая поверхность фаски после шлифования должна быть чистой, без задиров, черновин, рисок и гранености.

Предельно изношенные тарелки клапанов могут быть восстановлены плазменным напылением, электроконтактным напеканием металлических порошков или наплавкой ТВЧ шихтой из жаропрочных материалов (ВКЗ, ЭП-616, сормайт-1).

Обработку напыленных или напеченных поверхностей целесообразно проводить электроабразивным (электрохимическим) шлифованием.

После шлифования проверяют биение конической фаски тарелки клапана относительно его стержня. Биение допускается не более 0,03-0,05 мм.

Высота цилиндрической фаски клапана не должна быть менее 1,1 мм для впускных и 1,3 мм для выпускных клапанов.

Пружины клапанов. По мере работы двигателя пружины клапанов теряют упругость и получают усадку.

Контроль упругости клапанных пружин проводят на универсальном приборе для проверки упругости пружин и поршневых колец, определяют силу сжатия пружины и сравнивают ее с техническими требованиями.

Пружины, упругость которых меньше допустимой, могут быть восстановлены   накаткой роликом или способом термической фиксации. При восстановлении пружины термической фиксацией ее растягивают за концы зажимами приспособления до необходимой длины и пропускают через нее электрический ток. После того, как пружина нагреется до 400-450°С (о чем судят по времени нагрева и интенсивному испарению масла с поверхности), ее освобождают из зажимов и охлаждают на воздухе.

Валики   коромысел  (оси).  При износе наружной поверхности в сопряжении с втулками коромысел валики перешлифовывают на уменьшенный ремонтный размер. Возможен ремонт валиков (осей) хромированием, железнением, вибродуговой наплавкой с последующим шлифованием. Коромысла клапанов с втулками.  Наиболее частыми дефектами коромысел клапанов являются: износ бойков и внутренней поверхности втулок, ослабление посадки втулок в коромыслах и износ резьбы под регулировочный винт.

При незначительном износе бойков по высоте их шлифуют вручную на обдирочно-шлифовальном станке, выдерживая требуемый радиус закругления по шаблону. При износе на глубину 2-З мм боек наплавляют и шлифуют. Во время шлифования должна быть обеспечена параллельность цилиндрической поверхности бойков относительно оси отверстия под втулку, что проверяют шаблоном.

Втулку коромысла с изношенной внутренней поверхностью можно восстанавливать термодиффузионным  цинкованием.

При износе резьбы в коромысле под регулировочный винт конец коромысла осаживают с боков в горячем состоянии, просверливают по кондуктору отверстие и нарезают резьбу нормального размера. Толкатели клапанов и втулки толкателей. У толкателей изнашиваются поверхности стержня и тарелки. Стержни толкателей восстанавливают вибродуговой наплавкой проволокой из высокоуглеродистой стали или напеканием металлических порошков. После наплавки или напекания стержень толкателя шлифуют на круглошлифовальном станке. Возможно также восстановление стержня толкателя электролитическим наращиванием (железнением,   хромированием).