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...0,5 МПа. 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.

Во время фрезерования стержень оправкн фрезы должен плотно (с за­зором не более 0,05 мм) входить в отверстие отремонтированной направ­ляющей втулки клапана.

В последнее время вместо фрез применяют зенкеры с твердосплавны­ми пластинками. Гнезда впускных клапанов двигателей ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-03 и А-41 обрабатывают под углами 30, 60 и 15°, а рабочие фаски седел впускных клапанов двигателя автомобиля ЗИЛ-130 – под углом 60°.

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, например ОПР-1334А, ОР-6686, ЗИЛ Х-7270 и др. Вращение от электродвигателя через шестерни передается гильзе, на кото­рой укреплен шлифовальный круг. Одновременно через две червяч­ные пары вращение передается и на шпиндель. Благодаря эксцент­ричному расположению отверстия в шпинделе прибора одновременно с вращением круга вокруг собственной оси происходит его обкатыва­ние по шлифуемой фаске. Частота вращения шлифовального круга прибора ОПР-1334А 7200 об/мин, частота обкатывания шлифоваль­ного круга по гнезду 13,4 об/мин.

На шлифованной поверхности фасок гнезд клапанов не допуска­ются раковины и риски. Шероховатость обработанной поверхности должна быть не более R_a =0,8 мкм.

Угол шлифования клапанных гнезд и клапанов принимают различ­ный. Например, клапан обрабатывают под углом 44°, а его гнездо — под углом 45°30'. Рассогласование угла посадочных поверхностей приводит к образованию первоначальной контактной линии сопрягае­мых поверхностей. По окончании обкатки двигателя образуется кон­тактная полоска. При строгом соблюдении технологии ремонта этот способ обеспечивает герметичность сопряжения, исключает притирку клапанов и повышает долговечность сопряжения.

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. Оправку приспособления вставляют в направляющую втулку клапана и центрируют с помощью конусной части оправки и гайки. Корпус и держатель с индикатором надевают на оправку и крепят держатель. При вращении корпуса стрелка индикатора по­кажет биение седла клапана.

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 7₃ 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-2Э8НБ, 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. Кольца вытачивают из специального чугуна. Овальность н ко­нусность колец допускается не более 0,02 мм. Для облегчения установки колец и увеличения прочности посадки перед запрес­совкой головку блока (блок) рекомендуется нагревать до 380...420°С, а кольца охлаждать в сухом льду или головку на­гревать до 90°С, а кольца охлаж­дать в жидком азоте.

После запрессовки на коль­цах изготовляют фаски под кла­паны. Изношенные вставные гнезда клапанов (гнезда выпуск­ных клапанов двигателей А-01М, А-41, ЯМЗ-2Э8НБ, ЯМЗ-240Б, СМД-60, СМД-62, СМД-64, Д-37М, Д-37Е, Д-21; впускных и выпускных клапанов ГАЭ-53А и ЗИЛ-130) заменяют на кольца ремонтного размера.

Для выпрессовки выбракованных гнезд применяют съемники раз­личных конструкций.

Цангу вставляют в извлекаемое гнездо клапана и завинчивают гайку. При этом конус разжимает твердосплавные вставки цанги. Вращая гайку, извлекают гнездо.

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 ацетилено-кислородным, 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 ЯМЭ-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 ГАЭ-53А допускается уменьшение высоты голов­ки на 1 мм против номинального размера.

После ремонта головку цилиндров вторично подвергают гидравли­ческому испытанию.

При износе резьбы в отверстиях головки цилиндров резьбу шпилек перед их завертыванием смазывают клеем на основе эпоксидной смолы. При срыве резьбы в отверстиях головок отверстия рассверливают, уста­навливают спиральные вставки или нарезают увеличенную (ремонт­ную) резьбу и ставят ступенчатые шпильки. Изношенные резьбы под свечи ремонтируют постановкой переходных втулок.

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.

Шлифуемый клапан закрепляют в патроне, установ­ленном в корпусе, который закреплен на столе. Стол перемещают в продольном направлении рукояткой. Корпус может быть установ­лен относительно стола на требуемый угол шлифования фаски — под 45°, а для впускных клапанов двигателей А-01М, А-41, ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б, СМД-60, СМД-62, СМД-64 и ЗИЛ-130 — под 60°.

Подвод шлифовального круга к фаске клапана осуществляют вращением штурвала (при этом перемещается шлифовальная бабка вместе с электродвигателем). Качанием рукоятки осуществляют возвратно-поступательное движение стола вместе с клапаном. Часто­та вращения шлифовального круга равна 6500 об/мин, а зажимного патрона — 160 об/мин.

Для шлифования применяют круги зернистостью 40 — 25, твер­достью СМ1 иСМ2. 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.

Изношенный торец стержня клапана шлифуют на специальной под­ставке (призме), прилагаемой к станку ОПР-823. После шлифования угольником проверяют перпендикулярность торца стерж­ня по отношению к цилиндрической поверхности. Допускается про­свет на торце до 0,05 мм.

Изношенные стержни клапанов можно шлифовать на уменьшен­ный размер, восстанавливать железнением или хромированием. Оваль­ность и конусность стержня клапана после шлифования не должны быть более 0,02 мм. Из выбракованных клапанов путем проточки и шли­фования можно изготовить клапаны меньшего размера для использо­вания в других двигателях. Втулки, изношенные внутри, можно вос­станавливать развертыванием под увеличенный стержень клапана.

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.

Сборка головки цилиндров и притирка клапанов. Собирают головки на специальном стенде (столе). В головку (блок) запрессовывают на­правляющие втулки и развертывают их. Стержень клапана должен свободно, без заеданий, проворачиваться во втулке иперемещаться в осевом направлении. У большинства двигателей нормальный зазор между стержнем впускного клапана и отверстием втулки равен 0,03... 0,07 мм, а выпускного — 0,7...0,11 мм.

После установки клапанов проверяют утопание их тарелок отно­сительно плоскости разъема головки и при его несоответствии техни­ческим требованиям подбирают и притирают другие клапаны.

При притирке фаску клапана и гнезда смазывают тонким слоем пас­ты ГОИ или пасты, состоящей из абразивного порошка зернистостью М24..М28 и дизельного масла.

Притирку проводят на специальном станке ОПР-1841А. Стержни клапанов смазывают дизельным маслом, надевают на них технологические пружины и устанавливают клапаны в направляющие втулки. Головку (блок) устанавливают на угольники подъемной пло­щадки.

Вращением маховика или при помощи механизированного подъе­ма поднимают головку на такую высоту, чтобы между муфтами шпин­делей и клапанами можно было вставить переходники. При верхнем положении блока шпинделей зазор между тарелкой клапана и гнез­дом должен быть 8... 10 мм.

На фаски клапана или гнезда наносят пасту и включают станок. При работе станка шпиндели поворачивают клапан по часовой стрел­ке на V₃ оборота, а против часовой стрелки на V₄ оборота. Кроме этого, клапаны совершают возвратно-поступательное движение в осевом на­правлении.

Притирку ведут до образования на конической поверхности тарел­ки клапана и гнезда ровной без разрывов матовой кольцевой полоски. Ширина притертой полоски должна быть у двигателей ЯМЭ-238НБ и ЯМЗ-240Б у впускных клапанов—1,5...2 мм, выпускных—1,0... 1,8 мм; А-01М, А-41, СМД-60, СМД-62, СМД-64 у впускных — не ме­нее 2,0 мм, выпускных не менее 1,9 мм, СМД-14 и его модификаций — не менее 1,5 мм; Д-240, Д-50 — 1,5...2,0 мм и т. д.

Верхняя кромка матовой полоски должна отстоять от края конус­ной поверхности тарелки клапана не менее чем на 1,5 мм, а у двигате­лей ЯМЭ-238НБ и ЯМЗ-240Б поясок должен начинаться у основания большого конуса седла.

После притирки клапаны размечают в соответствии с номерами гнезд. Головку и клапаны тщательно промывают в 1%-ном водном растворе тринатрийфосфата для удаления остатков пасты и собирают клапанный механизм. Разборку и сборку головок блоков тракторных двигателей рекомендуется проводить на стендах ОПР-107 или ОПР-2953М. Стержни клапанов смазывают дизельным маслом или графитируют.

Клапаны устанавливают в гнезда согласно разметке. При помощи приспособления сжимают пружины и устанавливают тарелки клапан­ных пружин с сухариками.

Сухарики должны плотно сидеть в тарелке пружины и выступать над плоскостью тарелки не более 0,5 мм. Между сухариками по стыку должен быть зазор не менее 0,5 мм. Окончательный контроль качества притирки ведут либо при помощи пневматического прибора, либо по просачиванию керосина. Прибор состоит из корпуса, манометра и пульверизационной груши.

Для проверки герметичности на тарелку клапана сверху кисточкой наносят керосин. Прибор прижимают к впускному или выпускному отверстию головки, грушей нагнетают под клапан воздух до давления 30 кПа и наблюдают за появлением пузырьков. Если пузырьки от­сутствуют, то клапан притерт удовлетворительно.

При проверке качества притирки керосином головку устанавливают впускными или выпускными каналами вверх и наливают в них керосин: он не должен просачиваться между клапанами и гнездами в течение 3 мин.

Для увеличения срока службы сопряжения клапанов с гнездами применяют накатывание роликами рабочих фасок гнезда и тарелки клапана. Накатывание фаски тарелки клапана проводят после ее шли­фования, а фаски гнезда — после обработки фрезами. Обе операции выполняют на сверлильном станке за 6... 10 оборотов шпинделя при давлении 2,5...3,0 МПа. Накатка позволяет исключить операцию притирки клапанов. Применяют так­же электромеханическое упрочне­ние фасок клапанов.

Валики коромысел (оси). При износе наружной поверхности в сопряжении со 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…3 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).

При незначительном износе рабочей поверхности тарелки тол­кателя (до 0,3 мм) ее шлифуют до выведения следов износа. При боль­ших износах тарелку наплавляют электродуговой сваркой электро­дом Т-590 или чугуном газовым пламенем. Чтобы не произошел отпуск стержня, толкатель при наплавке тарелки погружают в ванну с про­точной водой таким образом, чтобы тарелка была над жидкостью. Наплавленные тарелки шлифуют до определенной высоты.

У толкателей качающегося типа изнашиваются втулки по внутреннему диаметру, оси роликов и сами ролики, упорные пяты.

При ремонте все детали таких толкателей заменяют. Чтобы извлечь пяту, необходимо со стороны оси ролика просверлить отверстие и выбить ее при помощи бородка и молотка. После постановки новой пяты отверстие заглушают. Ось ролика выпрессовывают из толкателя. После постановки новой оси ее раскернивают по концам в двух местах. На один толкатель ставят 26 игл, разность их диаметров не должна превышать 0,005 мм.

Распределительные валы. У этих валов изнашиваются опорные шейки и кулачки. Возможен также изгиб вала. Для определения из­гиба вал укладывают крайними шейками на призмы и индикатором определяют биение средней шейки. Если биение превышает 0,1 мм, вал правят под прессом.

Опорные шейки распределительного вала при износе до овальности иконусности более 0,1 мм шлифуют до следующего ремонтного раз­мера. Изношенные шейки последнего ремонтного размера восста­навливают вибродуговой наплавкой высокоуглеродистой сталью, после чего шлифуют до номинального диаметра. Возможно также восста­новление шеек хромированием, твердым железнением или напеканием металлических порошков.

Втулки для опорных шеек шлифованных валов ставят в блок с уменьшенным внутренним диаметром.

Отверстия для подвода смазки в блоке и втулках после запрессовки должны совпадать. После запрессовки втулок проводят их соосную расточку на станках типа ОПР-4812, ОПР-4811.

Кулачки распределительного вала изнашиваются неравномерно. Цилиндрическая часть поверхности кулачка изнашивается незначи­тельно, и почти весь износ приходится на долю профильной, набега­ющей части кулачка. Вследствие этого изменяется высота подъема клапана, смещаются в сторону запаздывания моменты начала и максимального открытия клапана и уменьшается общее время от­крытия его. Износ кулачков распределительного вала определяют замером высоты кулачка. По высоте износ кулачков допускается до определенного предела. Например, наименьшая допустимая высота кулачков распреде­лительного вала равна: для двигателей ЯМЗ- 240Б и ЯМЭ-238НБ — 42 мм; Д-50 — 40,1 мм; СМД-14 — 41,25 мм; А-01М и А-41 —44,05мм.

Кулачки, изношенные до размера по вы­соте меньше допустимого, шлифуют на шлифовально-копировальном станке на ремонт­ные размеры. 11ри износе кулачков последнего ремонтного размера они могут быть восстановлены до номинального размера электроду­говой наплавкой электродом Т-590 с последующим шлифованием или напеканием металлических порошков.

Контрольные вопросы

1. Как устраняют трещины в перемычках клапанных гнезд? 2. Какие бывают неисправности клапанных гнезд н как их устраняют? 3. Какие бывают неисправности клапанов н как их устраняет? 4. Как притирают клапаны к гнезду и контролируют качество притирки? 5. Как проверяют и восстанавливают клапанные пружины? 6. Как заделывают трещины в рубашках охлаждения головок блока? 7. Назовите основные технические требования, предъявляемые при сборке клапанного механизма.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: