Ремонт блоков и цилиндров

Основные дефекты блоков следующие: износы внутренних поверх­ностей цилиндров или гильз, гнезд под вкладыши коренных подшип­ников и втулки распределительного вала; трещины или пробоины в стенках водяной рубашки, картере и перемычках между цилиндрами; обломы фланцев; срыв резьбы в отверстиях; износ отверстий под тол­катели или втулки толкателей; деформация посадочных мест под бур­ты гильз; кавитационный износ на стенках блока и гильз около уплотнительных колец; коробление поверхности, сопрягаемой с головкой блока. Многие из перечисленных дефектов могут быть устранены. Блок не восстанавливают при наличии выломов на внутренних пере­городках блока, более двух трещин длиной 800 мм, проходящих через резьбовые отверстия на обработанных поверхностях блока.

Накипь и различные отложения (коксы, смолы, лаки) перед ремон­том удаляют вываркой блоков и промывкой в ваннах или машинах.

Цилиндры изнашиваются главным образом в области движения поршневых колец. Рабочая поверхность цилиндра по сечению приоб­ретает форму овала с большей осью в плоскости качания шатуна, а по высоте — форму конуса, обращенного вершиной вниз.

Допустимый без ремонта зазор (80%-ный ресурс), замеряемый меж­ду цилиндром и юбкой поршня при положении его в верхней мертвой точке, устанавливается для двига­телей: Д-37, Д-65Н—0,22 мм; А-01, А-41, ЯМЭ-238НБ, ЯМЗ-240, СМД- 60—0,21; СМД-14—0,25; ГАЭ-53А— 0,024; ЗИЛ-130—0,05 мм при допу­стимой овальности и конусности для гильз всех двигателей 0,03 мм, а для СМД-14 и ГАЭ-53А — 0,02 мм.

При износах цилиндров и увеличении зазора в сопряжении ци­линдр — поршень выше допустимого их растачивают и хонингуют на увеличенный ремонтный размер, после чего комплектуют по размер­ным группам с поршнями и кольцами соответствующего диаметра.

Гильзы блоков тракторных двигателей имеют ремонтный размер, увеличенный на 0,7 мм. Для блоков всех автомобильных двигателей устанавливают в основном три ремонтных размера с интервалом в 0,5 мм. Растачивают цилиндры блоков или гильзы на специальных вертикально-расточных станках типа 278Н (рис. 67), РП-2, 2В-697, 268Л, применяя для закрепления гильз на столе станка специальные приспособления.

Перед растачиванием замеряют диаметры всех цилиндров в облас­ти работы верхнего поршневого кольца и определяют возможный бли­жайший ремонтный размер цилиндра для растачивания.

Блок или приспособление с гильзой устанавливают на стол стан­ка растачиваемым цилиндром против шпинделя. Шпиндель опус­кают в цилиндр так, чтобы шарик центрирующей оправки был на уровне наименьшего износа (поясок в верхней части цилинд­ра — гильзы). Ввертывая винт стержня оправки и вращая одновре­менно шпиндель, блок перемещают по столу станка до тех пор, пока ось цилиндра не совпадет с осью шпинделя. Для более точной уста­новки цилиндра блока или гильзы относительно оси шпинделя приме­няют приспособление с индикатором часового типа. После центрирования блок закрепляют на столе станка прихватами.

Ремонтный размер цилиндра D_ц можно определить из выражения:

D_ц>D_pacч=D_max + 2 a + 2 б,

где D_pacч — расчетный диаметр цилиндра, мм; D_max — наибольший диаметр изно­шенного цилиндра; а — припуск на невыход резца (0,02...0,03 мм); б — припуск на хонингование (0,02…0,03 мм).

Размер для установки резца определяют по формуле:

где — размер раствора микрометра, мм; — диаметр, на который растачивают Цилиндр (ремонтный размер), мм; — диаметр резцовой головки, мм; k — при­пуск на доводку (хонингование), принимаемый равным 0,05...0,07 мм.

Резец устанавливают на рассчитанный размер. Затем выбирают режим резания и подсчитывают частоту вращения шпин­деля станка:

где — принятая скорость резания, м/с.

По паспорту станка выбирают ближайшую частоту вращения шпинделя. Растачивание проводят на всю длину цилиндра за один проход. Остальные цилиндры блока растачивают под тот же ремонт­ный размер. Конусность и овальность цилиндров после растачивания допускаются не более 0,02 мм на всей длине цилиндра, а шерохова­тость поверхности в пределах 2,0... 1,25 мкм.

Расточенные гильзы и цилиндры подвергают окончательной обра­ботке (доводке) хонингованием. Хонингование осуществляют на вер­тикально-доводочных станках типа 3833М абразивными или алмазными брусками, закрепленными в специальной головке (хон). Устройство станка обеспечивает автоматическое вращательное и воз­вратно-поступательное движение хона, заданное увеличением его диа­метра (разжим) за каждый цикл подъема и опускания. Величину дав­ления абразивных или алмазных брусков на стенки цилиндра можно контролировать по величине силы тока по амперметру, на который по­ступает сигнал электроустройства.

Закрепив ограничительные упоры стола против меток, соответствующих марке обрабатываемого блока, последний устанавливают и закрепляют на столе станка так, чтобы оси цилиндров при перемеще­нии стола вправо и влево до огра­ничителей совпали с осью шпинде­ля. Затем устанавливают попутные кулачки на штанге управления в такое положение, чтобы выход бру­сков с обеих сторон цилиндра рав­нялся 13...15 мм. При меньшем или большем выходе брусков не будет выдерживаться правильная геомет­рическая форма цилиндра.

Кольцо охлаждения опускают так, чтобы между ним и плоскостью блока был зазор 2...3 мм. Хон разжимают рукояткой механизма раз­жима на ходу станка до такого положения, пока стрелка амперметра не отклонится вправо на¹/₂...1 деление. Затем рукоятку регулировки разжима ставят на автоматический разжим.

При окончательной доводке рукоятку устанавливают в положе­ние «выхаживание». Хонингование заканчивают, когда стрелка ампер­метра вернется в положение, соответствующее первоначальному поло­жению разжима брусков.

Для получения заданного размера внутреннего диаметра гильзы при хонинговании применяют пневматический прибор активного конт­роля. Измерительное устройство прибора выполнено в виде двух со­пел, расположенных в хоне, через которые подается сжатый воздух. При изменении диаметра гильзы в результате хонингования расход воздуха через сопла изменяется. При достижении заданного внутрен­него диаметра гильзы устанавливается определенный расход воздуха, который фиксируется особым устройством и обработка прекращается.

После хонингования шероховатость внутренней поверхности долж­на быть не более R_a=0,3 мкм, а овальность и конусность — в преде­лах 0,012...0,020 мм.

Для контроля твердости внутренней поверхности как новых, так и расточенных гильз применяется специальный твердомер модели 2018ТР. Твердость внутренней поверхности гильз у двигателей марки ЯМЗ-238НБ, ЯМЭ-236, А-01, ЯМЗ-240 и А-41 должна быть в преде­лах 42...50HRC, у двигателя марки Д-240—207НВ и у гильз осталь­ных марок двигателей — не менее 40 HRC.

На ремонтных предприятиях для контроля отремонтированных и новых гильз используют пневматическое приспособление КИ-5475, позволяющее одновременно измерять внутренний диаметр, овальность и конусность поверхности, биение посадочных поясков и торцевых по­верхностей бурта относительно внутренней поверхности гильзы. Бие­ние посадочных поясков у гильзы допускается для различных марок двигателей в пределах 0,05...0,08 мм, исключая СМД-14, для гильз которого допускается биение до 0,1 мм.

Изношенные цилиндры блоков последнего ремонтного размера вос­станавливают постановкой сухой гильзы, изготовленной из титано-меднистого или марганцовистого чугуна. В расточенный блок запрес­совывают гильзу с натягом 0,08...0,12 мм, вновь ее растачивают и хонингуют на нормальный размер. Гильзы перед запрессовкой реко­мендуется охлаждать, а блок подогревать. Гильзу снаружи не следует смазывать маслом.

Во время работы двигателя при наличии износа гнезд или деформа­ции блока коленчатый вал испытывает дополнительную упругую деформацию, которая может привести к заклиниванию его в подшипни­ках или к поломке. Поэтому необходимо у всех блоков проверять из­нос гнезд и их соосное расположение. При износе или нарушении соос­ности гнезд на величину более 0,03 мм (тракторные двигатели) или 0,02 мм (автомобильные) блоки подвергаются восстановлению.

Соосность гнезд под вкладыши коренных подшипников в блоке проверяют различными приспособлениями и установками. Простейшее из них — вал с лыской, укладываемой на гнезда блока. При этом щупом за­меряют зазор между ребрами скалки и по­верхностью гнезда. Для проверки смеще­ния гнезд применяют также скалку, закре­пляемую в крайних гнездах блока с помощью ступенчатых или конических опор-втулок. На скалке против каждого гнезда пооче­редно закрепляется измеритель, имеющий индикатор часового типа, и рычаг, прижи­маемый пружиной к контролируемой поверх­ности. Поворачивая скалку вместе с изме­рителем, определяют смещение промежуточ­ных гнезд относительно крайних. Для кон­троля соосности гнезд под вкладыши и с вкладышами в блоках дви­гателей марок СМД-14, Д-50, А-41 иД-37М применяют пневматическое приспособление КИ-4862, а для контроля соосности гнезд под вкла­дыши в блоках двигателей марок Д-50, СМД-14, СМД-60, ЯМЗ-240Б и А-01 — оптико-механическую установку КИ-5506.

Изношенные поверхности гнезд и их соосность восстанавливают: расточкой на увеличенные ремонтные размеры (через 0,25 мм) с после­дующей постановкой вкладышей увеличенного наружного диаметра (двигатели СМД-14 и ЯМЗ-238НБ); нанесением на изношенные поверх­ности состава на основе эпоксидных смол (блоки автомобильных дви­гателей), используя в качестве наполнителя порошки, хорошо проводя­щие тепло (стальные, алюминиевые), с последующей расточкой после отверждения на нормальный размер; расточкой с последующей электро­контактной приваркой ленты и вновь расточкой на нормальный раз­мер; наплавкой поверхностей гнезд малоуглеродистыми или на нике­левой основе электродами с последующей расточкой на нормальный размер и др.

После восстановления гнезд следует обязательно проверить правильность положения деталей, которые крепятся на задней и перед­ней плоскостях блока (задняя балка, кожух маховика, картер сцепле­ния, кожух шестерен распределения) относительно новой оси гнезд, и при необходимости провести центрирование этих деталей на блоке с помощью приспособлений. Установочные штифты перед центриро­ванием необходимо удалить. Детали закрепляют на блоке на шпильках или болтами и после центрирования сверлят новые отверстия или раз­вертывают старые на увеличенный размер для постановки новых уста­новочных штифтов, соблюдая при этом посадки в блоке и сопрягаемых деталях.

Контролируют также перпендикулярность расположения оси посадочных поясков под гильзы цилиндров относительно оси гнезд корен­ных подшипников. Такой контроль у блоков двигателей СМД-14 про­изводят приспособлением КИ-4638. Допускается неперпендикуляр­ность до 0,05 мм на 100 мм длины.

Трещины в водяной рубашке и картере в зависимости от их местоположения могут быть заварены электродуговой сваркой стальными электродами из проволоки Св-08 или электродами ЦЧ-4 способом отжигающих валиков с предварительной постановкой штифтов или электродами ПАНЧ-11, монелевыми, биметаллическими ОЗЧ-1 диаметром 4 мм и др.

Трещины на ненагруженных поверхностях можно заклеивать составами на основе эпоксидных смол или клеями БФ-2, ВС-ЮТ с наложением заплаты из стеклоткани.

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 потения швов.

Пробоины на стенках водяной рубашки или боковой стенке картера, не проходящие через обработанные плоскости, заделывают постанов­кой заплаты толщиной 3 мм на болтах Мб с картонной прокладкой, смазанной суриком или белилами, или приваркой заплаты из листовой стали толщиной 2,6...3 мм с отбортовкой ее по краям на 4...5 мм.

Для обеспечения герметичности заплату намазывают эпоксидным компаундом.

При изломе фланцев их сваривают, предварительно закрепляя отломанную часть с сопрягаемой деталью на пластине болтами или струбциной.

Трещины в перемычках между отверстиями под гильзы устраняют постановкой упрочняющей фигурной вставки или приваркой наклад­ки на перемычку. В последнем случае перемычку предварительно обра­батывают, закрепляют накладку, заваривают трещину на ребрах жест­кости с установкой упрочняющих скоб, приваривают накладку и об­рабатывают.

При износе и срыве резьбы в отверстиях этот дефект устраняют постановкой резьбовых переходных втулок, резьбовых спиральных вста­вок или ступенчатых шпилек с резьбой увеличенного размера.

Шпильки, поставленные в блок, должны быть ввернуты до отказа и не иметь ослабления, располагаться перпендикулярно плоскости и выступать на нормальную величину.

Неперпендикулярность шпилек крепления головки блока должна быть не более 0,5 мм (на длине шпильки).

Выступание поверхности блока около шпилек (вытягивание резь­бы) или коробление поверхности, сопрягаемой с головкой блока, про­веряют линейкой со щупом как в продольном, так и в поперечном на­правлениях. Коробление поверхности блока допускается не более 0,15 мм. При большем короблении шпильки вывертывают и поверх­ность блока шабрят или проводят ее механическую обработку (фрезе­рование или плоскостное шлифование). После шабрения или обработ­ки блока величина выступания гильз над его поверхностью должна быть для всех марок двигателей равна 0,04...0,20 мм при разности меж­ду ними для одного блока не более 0,05 мм. При меньшем выступании возможны прогорания прокладок и просачивание воды. В случае вы­ступания гильзы менее 0,04 мм под ее поясок подкладывают кольцо из листовой латуни.

Опорная поверхность пояска в блоке под гильзу с течением времени становится непараллельной плоскости разъема блока и гильза при установке перекашивается. Определяют эту непараллельность заме­ром высоты выточки в блоке приспособлением с индикатором в несколь­ких точках по диаметру или используют приспособление с индикато­ром 70-8732-1029 для блоков двигателей СМД-14, определяя биение торца выточки относительно оси посадочных поясков под гильзу. Если эта непараллельность более 0,05 мм, то протачивают поверхность торца выточки на расточных или сверлильных станках, применяя много­резцовую оправку или просто резец. Увеличение высоты выточки ком­пенсируют при сборке постановкой под гильзу кольца, изготовленно­го штамповкой из медной проволоки.

Изношенные в условиях кавитации поверхности канавок под ре­зиновые уплотнительные кольца растачивают на алмазно-расточном станке и запрессовывают в них с эпоксидным составом металлические кольца или заливают составом на основе смол ЭД-5 или ЭД-6. В послед­нем случае после тщательной очистки поверхности канавки ацетоном ее заполняют составом, вставляют резиновое кольцо и устанавливают гильзу, у которой смазывают наружную поверхность против поясков уплотнения консистентной смазкой. После отверждения состава гиль­зу и резиновое кольцо убирают, а поверхность в канавке зачищают резцами с помощью специального приспособления, закрепляемого на блоке. Применяют также проточку второй канавки в блоке для боль­шей надежности уплотнения гильзы.

У автомобильных двигателей могут изнашиваться отверстия под толкатель в блоке. При износах более 0,07 мм отверстия развертывают на увеличенный размер и ставят толкатели соответствующего размера.

Контрольные вопросы

1. Какие неисправности встречаются у блоков двигателей н чем объяснить их появление? 2. Какое применяют оборудование и как растачивают гильзы или ци­линдры в блоках автомобильных двигателей? 3. Какое применяют оборудование и как доводят рабочую поверхность цилиндров и гильз после расточки? 4. Как про­водят операцию гильзования блоков? 5. В чем причины появления несоосности гнезд для вкладышей коренных подшипников и способы ее определения? 6. Какие техно­логические процессы используют для восстановления гнезд под вкладыши коренных подшипников в блоке? 7. Как устраняют трещины в блоках? 8. Как определить у блока отклонение от плоскостности поверхности, сопрягаемой с головкой, какое это имеет значение для работы двигателя и как устранить неплоскостность? 9. Как устранить неисправность на поверхностях блока, подвергнутых кавитациоиному изнашиванию у канавок под резиновые уплотнительные кольца?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: