Ремонт коробления головки блока цилиндров

Ремонт коробления головки блока цилиндров

Трещины или сколы заваривают газовой сваркой аце-тиленокислородным, пропанбутаново-кислородным пламенем или аргонодуговой сваркой.

При изнашивании или срыве резьбы в резьбовых отверстиях головки цилиндров ставят ввертыши, спиральные вставки или нарезают резьбу ремонтного размера.

Коробление поверхности прилегания к блоку цилиндров устраняют шлифованием и фрезерованием. Неплоскостность поверхности прилегания после шлифования не должна превышать 0,05 мм по всей длине головки.

Наиболее распространенным дефектом головки цилиндров является износ рабочей фаски клапанных гнезд.

При небольших износах клапанов и гнезд герметичность сопряжения может быть восстановлена притиркой клапанов к гнездам. При больших износах клапанных гнезд их ремонтируют, восстанавливая геометрическую форму, ширину фаски и ее расположение.

Наиболее распространенным способом ремонта гнезд является фрезерование. Для этого применяют набор специальных фрез (зенковок) в количестве четырех штук. Черновой фрезой с углом 45° снимают слой металла до выведения следов износа. При этом ширина фаски увеличивается. Для того чтобы уменьшить ширину 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. Ширина фасок гнезд впускных и выпускных клапанов различна.

Во время фрезерования стержень оправки фрезы должен плотно (с зазором не более 0,05 мм) входить в отверстие отремонтированной направляющей втулки клапана. В последнее время вместо фрез применяют зенковки с твердосплавными пластинками.

После фрезерования гнезд для обеспечения плотного прилегания к ним клапанов при сборке головки требуется притирка фаски клапана к гнезду. На передовых ремонтных заводах в направляющие втулки вставляются цанговые стержни, и фрезы вращаются на этих неподвижных стержнях, при этом исключается износ направляющих втулок при фрезеровании. Угол заточки чистовых фаз несколько увеличен (на 1°) по сравнению с углом заточки клапана. Это обеспечивает плотное прилегание клапана к гнезду без последующей притирки.

Недостатком ремонта гнезд клапанов фрезерованием является то, что снимается значительный слой металла. В результате этого головки сравнительно быстро выбраковываются.

Вставные стальные гнезда клапанов, плохо поддающиеся фрезерованию, восстанавливают шлифованием. Шлифование фасок клапанных гнезд производят планетарно-шлйфовальными приборами различных марок, наиболее распространены ОПР-1334А, 2447, ЗИЛ X—7270. Частота вращения шлифовального круга 7200 об/мин. На шлифованной поверхности фасок гнезд клапанов не допускаются раковины и риски.

Изношенные клапанные гнезда восстанавливают также наплавкой или установкой колец. При восстановлении клапанных гнёзд наплавкой применяют горячую газовую сварку, используя в качестве присадки чугунные прутки марки А или выбракованные поршневые кольца и флюсы ФСЧ:1, АНП-1, АНП-2. При восстановлении изношенных клапанных гнезд запрессовкой новых колец гнезда растачивают на требуемую глубину с большой точностью. Кольца изготовляют из специального чугуна или стали 45. Для облегчения установки колец и увеличения прочности посадки перед запрессовкой головку блока (блок) рекомендуется нагреть до 380…420°С, а кольца охладить в сухом льде. После запрессовки на кольцах изготавливают фаски под клапаны. Изношенные вставные седла клапанов заменяют ремонтными, изготовленными из специального чугуна. Для выпрессовки колец применяют съемники различных конструкций.

В клапанах изнашиваются фаски, тарелки и стержни по диаметру и торцу. Эти дефекты устраняют шлифованием на специальных станках ОПР-823 (СШК-3) или Р-108. Сначала шлифуют торец стержня, а затем стержень, после чего обрабатывают фаску тарелки до выведения следов износа. Перед шлифованием клапанов проверяют прямолинейность стержней. Проверка проводится индикатором, непрямолинейность стержня допускается до 0,05 мм.

Изношенные стержни клапанов можно шлифовать на уменьшенный размер, восстанавливать осталиванием или хромированием. Овальность и конусность стержня клапана после шлифования не должны превышать 0,02 мм. Из выбракованных клапанов путем проточки и шлифования можно изготовить клапаны меньшего размера для использования в других двигателях.

Изношенные тарелки клапанов можно восстанавливать напеканием металлических порошков. Втулки, изношенные внутри, могут восстанавливаться развертыванием под увеличенный стержень клапана.

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 (см. рис. 93, а). Коромысло прибора выполнено по типу коромысла десятичных весов и имеет две шкалы: килограммовую и граммовую, по которым можно перемещать основной и дополнительный грузы. Выверив прибор установкой грузов на нулевые деления и закрепив каретку по высоте пружины или кольца, их сжимают до определенной длины. Пользуясь весовым коромыслом с гирями, определяют силу упругости сжатой пружины и сравнивают ее с техническими условиями.

Пружины с недостаточной упругостью могут быть восстановлены накаткой роликом или способом термической фиксации. Накатка пружин проводится с помощью приспособления, устанавливаемого в резцедержатель токарного станка. Пружину надевают на валик, установленный в центры станка, и одним концом закрепляют на нем. Накатку пружин клапанов проводят при давлении 2…4 кН, шаг 14…16 мм, частота вращения шпинделя 80… …100 об/мин. Число проходов 2…3.

При восстановлении пружины способом термической фиксации ее растягивают за концы зажимами приспособления до необходимой длины и через нее пропускают электрический ток. После того как пружина нагрелась до 400…450°С (о чем судят по времени нагрева и интенсивному испарению масла на поверхности), ее освобождают из зажимов и охлдждают на воздухе.

Существует способ восстановления упругости пружин термической обработкой. Вначале пружину отжигают при температуре 920 °С, затем надевают на оправку-шаблон, который придает пружине необходимый шаг в длину. Под закалку пружину нагревают вместе с оправкой до температуры 810 °С. Закаляют пружину в масле и отпускают при температуре 310°С. Аналогичной термообработке подвергают новые пружины, изготовляемые навивкой в тисках. Для навивки пружин вручную необходимо иметь металлическую оправку (с отверстием на конце) диаметром на 2…3 мм менее внутреннего диаметра витков требующейся пружины, так как после навивки пружина распускается и увеличивается в диаметре. Свободный конец проволоки вставляется в отверстие оправки, после чего она зажимается в тисках между двумя обрезками дерева твердой породы. Вращая оправку, навивают пружину требуемой длины. Дефектные пружины с трещинами или сломанные заменяют новыми.

Плотность посадки клапанов в их гнездах достигают притиркой. При притирке фаску клапана и гнезда смазывают тонким слоем пасты ГОИ или пасты, состоящей из одной части микропорошка М20…М28 и двух частей масла. Перед притиркой под тарелку устанавливается слабая пружина, которая поднимает клапан на 10…15 мм над плоскостью головки. Притирку выполняют вручную с помощью коловоротов (рис. 2), дрелей, специальных пневматических машин или на притирочном станке М-3. Притирка заключается в попеременном поворачивании клапана в одну сторону на XU оборота и на 73 оборота в другую сторону. При изменении направления вращения и одновременном поднятии коловорота (или дрели) клапан приподнимается подложенной пружиной, при этом вместе с возвратно-вращательным движением его следует постепенно поворачивать в каком-либо одном направлении, Притирку продолжают до тех пор, пока на конических поверхностях тарелки и седла не образуется ровная матовая кольцевая полоска.

Рис. 2. Ручная притирка клапана двигателя коловоротом

Рис. 3. Прибор для проверки качества пртирки клапанов (а) к его использование (б)

Разрывы этой полоски, а также заметное ее углубление на поверхности тарелки не допускаются. Ширина матовой полоски для двигателей различных марок составляет 1…2 мм. Верхняя ее кромка должна отстоять от края цилиндрического пояска не менее чем на 1,5 мм.

Притирка клапанов —трудоемкая и длительная операция. Поэтому на ремонтных предприятиях ее выполняют на притирочных станках в течение 2…3 мин. На станке М-3 можно одновременно притирать до 12 клапанов. Станок имеет 12 шпинделей, которые приводятся в движение от электродвигателя через ряд передаточных механизмов, при этом каждому шпинделю сообщаются возвратно-вращательное и возвратно-поступательное движения, а также угловое смещение, подобно тому, как это делается при ручной притирке.

Качество притирки контролируют с помощью краски или карандаша путем испытания на просачивание керосина или воздуха. В первом случае на фаску клапана и гнезда наносят карандашом метки через 90°. Клапан вставляют в гнездо и, прижимая, повертывают на 1/4 оборота. При удовлетворительной притирке метки должны стереться. Для проверки фасок на краску последнюю наносят на конусную часть калибра и вставляют в седло. Краска должна ложиться на фаску седла непрерывным кольцевым слоем шириной не менее Уз ширины фаски.

Для испытания на просачивание керосина клапан собирают и в окна под клапаны заливают керосин. Притирка считается удовлетворительной, если в течение 3…5 мин керосин не просачивается между притертыми поверхностями.

Плотность прилегания клапанов к гнездам испытывают на просачивание воздуха с помощью прибора, показанного на рис. 3. Если под металлическим стаканом в течение 7г ч давление 0,07 МПа, нагнетаемое грушей, удерживается, то клапан притерт удовлетворительно.

У валика коромысла изнашивается наружная поверхность в сопряжении с втулками. Изношенные валики восстанавливают вибродуговой наплавкой с последующим шлифованием на нормальный диаметр. Валики коромысел могут быть восстановлены и осталиванием с последующим шлифованием или напеканием металлических порошков.

Наиболее частыми дефектами коромысел клапанов являются износ бойков, внутренних поверхностей втулок, ослабление посадки втулок в коромыслах и износ резьбы под регулировочный винт. При незначительном износе бойкоз по высоте их шлифуют вручную на обдирочно-шлифовальном станке, выдерживая требуемый радиус закругления. 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. 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. Втулку коромысла с изношенной внутренней поверхностью заменяют.

У толкателей изнашиваются поверхности стержня и тарелки. Стержни толкателей восстанавливают вибродуговой наплавкой, применяя проволоку из высокоуглеродистой стали, или напеканием металлических порошков. После наплавки или напекания стержень толкателя шлифуют на шлифовальном станке. Восстанавливать стержни толкателей хромированием не рекомендуется, так как это приводит к быстрому износу направляющих в блоке. Тарелки толкателей современных двигателей наплавлены тонким слоем отбеленного чугуна, поэтому при их шлифовании снимают очень тонкий слой (до 0,3 мм), необходимый только для выведения следов износа.

При больших износах тарелку наплавляют электродуговой сваркой электродом Т-590 или чугуном с помощью газового пламени. Для того чтобы не произошел отпуск стержня, толкатель при наплавке тарелки погружают в ванну с проточной водой таким образом, чтобы тарелка была над водой. Наплавленные тарелки шлифуют до определенной высоты.

У распределительных 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 и конусности более 0,1 мм шлифуют до выведения следов износа. При этом в блок устанавливают втулки опорных шеек с уменьшенным внутренним диаметром. Шлифование шеек распределительного вала допускается до определенного диаметра, обусловленного толщиной цементированного или закаленного слоя. Изношенные до предела шейки восстанавливают вибродуговой наплавкой высокоуглеродистой сталью, после чего шлифуют до нормального диаметра. Возможно также восстановление шеек хромированием, твердым осталиванием или напеканием металлических порошков.

Кулачки распределительного вала, изнашиваясь, вызывают недопустимое уменьшение подъема клапанов и смещение в сторону запаздывания момента начала и момента максимального открытия клапана. Кулачки, изношенные до выбраковочного размера, шлифуют на копировально-шлифовальном станке. При этом восстанавливают профиль кулачка, но с уменьшенными размерами. Кулачки могут быть восстановлены до нормального размера электродуговой наплавкой электродом Т-590 с последующим шлифованием. Изношенные втулки распределительного вала заменяют.

При сборке распределительного механизма должны быть строго выдержаны боковые зазоры в зацеплении распределительных шестерен. Обычно допустимое отклонение бокового зазора в зацеплении этих шестерен не должно превышать удвоенной величины этого зазора, имеющегося между новыми шестернями. Если при комплектовании старых шестерен с новыми требуемый зазор не обеспечивается, то старые шестерни бракуют.

Распределительный вал должен быть установлен в блок двигателя так, чтобы метки на его шестерне и на шестерне коленчатого вала совпадали между собой. В собранном механизме необходимо отрегулировать зазор между клапанами и толкателями (при нижнем расположении клапанов) и между клапанами и коромыслами (при верхнем расположении клапанов).

Источник

Ремонт головки цилиндров

Проверить износ всех деталей головки цилиндров. Разъемные поверхности головки цилиндров тщательно очистить от остатков прокладок. При проверке и контроле использовать следующие указания.

Пружины клапанов должны проверяться на специальном стенде. При отсутствии стенда можно проверить пружину путем сравнения с новой пружиной. Для этого пружины нужно расположить рядом и между ними поставить стяжную шпильку с двумя опорными поверхностями, если при сжатии пружины будут деформироваться одинаково, то старая пружина пригодна к дальнейшей эксплуатации. Если старая пружина короче новой, то это признак ее усталости, и она должна быть заменена.

Расположить пружины в ряд на ровной поверхности, сверху положить металлический угольник, максимальный зазор между верхними торцами пружин и поверхностью угольника не должен превышать 2 мм.

На двигатели установлены различные пружины. Внутренние и внешние пружины клапанов отличаются размерами и характеристиками.

Размеры пружин приведены в соответствующих таблицах. Недопустима установка пружин других размеров. При изменении рабочей длины пружины ( например при обработке седла клапана) возможно ее восстановление путем установки новых тарелок пружин.

Направляющие втулки клапанов

• Очистить направляющие втулки бензином. Выступающие части направляющих втулок очистить с помощью проволочной щетки, зажатой в патрон эпектродрели.
• Проверить износ направляющих втулок клапанов при помощи калибра, как это показано на рисунке. Если непроходная сторона капибра входит в отверстие направляющей втулки, направляющую втулки клапана нужно заменить.

Рис. Проверка направляющей втулки клапана при помощи контрольного калибра

Направляющая втулка клапана выпрессовывается при помощи оправки, установленной со стороны камеры сгорания. Возможна установка направпяющей втупки клапана номинального размера 1, которая при помощи оправки запрессовывается в головку цилиндров до упора установочного кольца в торцевую поверхность головки. Возможна установка направляющей втулки клапана ремонтного размера (помечена красным цветом), отверстие затем обрабатывается ручной разверткой. Перед установкой новую направляющую втулку рекомендуется охладить в сухом льду, а если его нет, то нагреть головку цилиндров в горячей воде до 80°С и вставить направляющую втулку клапана. Прежде чем заменять направляющую втулку клапана проверьте общее состояние головки цилиндров. После запрессовки направляющей втулки клапана отверстие должно быть развернуто до размера 9.000…9.015 мм.

При замене направляющей втулки клапана необходима установка нового клапана.

Внимание: После замены направляющей втулки клапана необходимо зенкование седла клапана. Если обработка седла клапана больше невозможна, направляющую втулку клапана не меняют.

Седла клапанов

• Проверить износ или повреждение рабочих поверхностей седел клапанов. Незначительный износ устраняется зенкованием под углом 45°. Если такой ремонт уже не возможен, седло клапана нужно заменить.
• Седла клапанов запрессованы в головку цилиндров и их размеры различны для разных типов двигателей. Для снятия старых колец их высверливают и после разрушения вынимают из гнезда в головке цилиндров. Затем проверяют размер отверстия «Д1» и, при необходимости. обрабатывают до следующего ремонтного размера. Седло клапана ремонтного размера должно обеспечивать натяг 0.074…0.1 мм. Посадочные диаметры седел клапанов для различных типов двигателей различны.

Рис. Размеры впускного и выпускного седел клапанов

• Головку цилиндров нагреть в водяной ванне до 90°С, а седло клапана охладить сухим льдом, затем при помощи оправки запрессовать седло клапана в головку цилиндров. При отсутствии необходимых условий нужно обратиться в ремонтную мастерскую.
• После обработки измерить ширину рабочей фаски седла клапана. Она должна составить 1.3…2.0 мм для впускного клапана и 1.5…2.0 мм для выпускного. При необходимости, ширина рабочей фаски доводится до вышеуказанных размеров зенкованием сверху зенковкой под углом 15° и снизу зенковкой под углом 60°. Затем необходимо притереть рабочие фаски седла клапана и клапана с использованием притирочной пасты. Пасту нанести на рабочую фаску седла клапана и установить клапан, с помощью присоски вращать клапан в двух направлениях, прижимая к поверхности седла. После притирки очистить детали от грязи и остатков притирочной пасты и проверить рабочие фаски седла клапана и клапана. На обеих деталях должно хорошо просматриваться непрерывное матовое кольцо, соответствующее ширине рабочей фаски седла клапана.
• Свинцовым стержнем нанести на рабочую фаску клапана полосу, затем осторожно вставить клапан в направляющую втулку и, прижав к седлу клапана, повернуть клапан на 90°.
• Вынуть клапан из направляющей втулки и проверить рабочую фаску седла клапана, если следы от свинцового стержня равномерно располагаются по всей поверхности рабочей фаски, то это значит, что притирка выполнена правильно и головка цилиндров пригодна к дальнейшей эксплуатации. При наличии разрывов притирку повторить или использовать подменную головку цилиндров.

Клапана

Мелкие повреждения рабочей фаски клапана устраняются притиркой с седлом клапана, как описано выше. Провести обмер клапанов на соответствие размерам, приведенным в таблицах. При несоответствии размеров клапана необходимо заменить, обратив внимание на спедующее:

• Стержень выпускного клапана заполнен натрием. Поэтому при утилизации необходимо соблюдать определенные правила безопасности. Из-за опасности взрыва нельзя отправлять заполненные натрием клапана в переплавку или обрабатывать инструментом (например, пробойником) до удаления натрия. При удалении натрия из клапана нужно учитывать, что натрий очень активно реагирует с водой и водосодержащими растворами с выделением водорода, что может привести к возникновению пожара. Нейтрализовать натрий можно в растворе из 2 л спирта и 1 л воды в емкости, находящей на открытой площадке.
• При заказе нужно указывать, для какой именно марки и модели автомобиля необходимы клапаны. Номер серии нанесен на конце стержня клапана.

Головка цилиндров

Привалочные плоскости головки цилиндров и блока цилиндров тщательно очистить и проверить отсутствие коробления разъемной поверхности головки цилиндров. Для этого на плоскость поставить измерительную параллель и щупом измерить высоту щели между параллелью и плоскостью головки, измерение провести в продольном, поперечном направлениях и по диагонали. Если неплоскостность не превышает 0.08 мм. то головку можно притереть на разметочной плите. Если щель в нескольких местах больше, то головку цилиндров нужно заменить.

Разъемная поверхность головки цилиндров может быть прошлифована, однако, должен быть выдержан определенный размер между разъемной поверхностью и верхней поверхностью головки, поэтому эту работу желательно выполнить на сервисной станции Мерседес. После шлифовки разъемной поверхности нужно глубже посадить седла клапанов. Для проверки клапана вставляют в седла и измеряют расстояние между концами стержней клапанов и разъемной поверхностью головки цилиндров. Необходимый размер достигается зенкованием рабочей фаски седла клапана.

Распределительный вал

Распределительный вал крайними опорами располагают на измерительной призме или закрепляют в измерительных центрах и с помощью индикатора часового типа проверяют биение средних опорных шеек, медленно вращая распредепительный вал. Если биение превышает 0.03 мм, то вал бракуется и его нужно заменить. Опорные шейки можно дважды шлифовать. Информацию об этой работе можно получить на сервисной станции.

Источник