Восстановление блоков цилиндров двигателей
Возможные дефекты блоков цилиндров Камаз
Деталь № 140 1002001
Материал блока цилиндров — чугун серый СЧ 21-40; крышек подшипников — чугун ковкий КЧ 35-10
Твердость: блока цилиндров — НВ 187 — 241; крышек подшипников — НВ 121-163
11. Технические условия на контроль, сортировку и восстановление блока цилиндров двигателя — КамАЗ
Номер позиции на рисунке
Способ установления дефекта и средства контроля
Рекомендации по устранению дефектов
по рабочему чертежу
допустимый без ремонта
Трещины масляной магистрали
Испытание на герметичность воздухом при давлении 0,28 МПа
Утечка воздуха не более 33 см3/мин
Браковать при утечке воздуха более 33 см3/мин
Срыв резьбы под болты крышек коренных подшипников
Трещины на стенках водяной ашки, перемычек между цилиндрами, посадочных мест под гильзы
Испытание на герметичность воздухом 0,21 МПа
Утечка воздуха не более 21 см3/мин
Деформация или износ посадочных отверстий под гильзу
Нутромер НИ 100-160
Более 133,98; менее 134,06
Задиры или деформация на торцовых поверхностях задней опоры под полукольца упорного подшипника
Приспособление для проверки
Износ установочных гнезд под крышки коренных подшипников
Коробление поверхности сопряжения с головками цилиндров
Линейка поверочная ЛП-2, щуп 0,07
Шлифовать поверхность до устранения коробления
Деформация, износ или несоосность гнезд вкладышей коренных подшипников
Нутромер НИ 100-160, приспособление для контроля соосности
Расточить гнезда вкладышей под ремонтный размер
Блоки цилиндров относятся к классу корпусных деталей. У двигателей КамАЗ-740 блок цилиндров отливается V-образной монолитной конструкцией из серого чугуна СЧ 21-40, а крышки подшипников — из ковкого чугуна КЧ 35-10. Места посадки гильз цилиндров подшипников коленчатого вала и втулок распределительного вала точно обработаны.
При изготовлении блок цилиндров растачивается вместе с крышками коренных опор, поэтому крышки невзаимозаменяемые, их необходимо устанавливать на те места, с которых они были сняты. Картерная часть блока соединяется с крышками коренных опор поперечными болтами.
Блоки цилиндров после мойки подвергаются дефектации. Дефектации блоков производится на основании Технических условий на контроль, сортировку и восстановление деталей (табл. 11).
Возможными дефектами блока цилиндров могут быть:
- коробление поверхности сопряжения с головками цилиндров;
- деформация или износ гнезд под вкладыши коренных подшипников коленчатого вала и втулок распределительного вала;
- деформация или износ верхнего посадочного пояса под гильзу;
- износ резьбовых отверстий;
- пробоины стенок блока, трещины масляной магистрали и трещины перемычек и посадочных мест под гильзы.
Восстановление внутренних цилиндрических поверхностей в блоке цилиндров двигателя — КамАЗ
Изношенные посадочные пояски в блоке под гильзы цилиндров растачиваются под ремонтный размер. Размеры посадочных поясков представлены в табл. 17.
17. Ремонтные размеры посадочных поясков в блоке под гильзы цилиндров
Посадочное отверстие, мм
Допустимый (без ремонта)
Изношенные внутренние поверхности отверстий под толкатели восстанавливаются развертыванием под ремонтный размер на радиально-сверлильном станке.
Поврежденные резьбы в блоке цилиндров восстанавливаются постановкой резьбовых ввертышей.
Блоки цилиндров, имеющие коробление поверхности сопряжения с головками цилиндров более 0,08 мм, восстанавливаются после установки блока цилиндров в приспособление шлифованием плоскости на горизонтальном плоскошлифовальном ставке до устранения коробления плоскости разъема.
Неплоскостность поверхностей головок цилиндров контролируется на поверочной плите щупом. Щуп, вставленный между головкой и поверочной плитой, по толщине должен быть не более 0,07 мм.
После восстановления блок цилиндров должен отвечать следующим техническим требованиям:
- при испытании на герметичность водой под давлением не менее 0,4 МПа подтекание воды не допускается;
- крышки коренных подшипников не должны быть разукомплектованы с блоком цилиндров.
Расстояние между осями коленчатого вала и промежуточной шестерни 157,5±0,03 мм, а распределительного вала промежуточной шестерни — 112,5±0,03 мм (замеряется индикаторным приспособлением).
Заварка трещин в блоках цилиндров
Трещины на стенках блока цилиндров завариваются или заделываются эпоксидными композициями.
Заварку трещин можно вести с подогревом или без подогрева. Перед заваркой концы трещин засверливаются сверлом диаметром 5 мм и только после этого разделываются по всей длине под углом 90—120 ° на 4/5 толщины стенки с помощью шлифовальной машинки.
Заварка трещин чугунного блока имеет отличительные особенности, заключающиеся в том, что она может производиться с подогревом блока или без подогрева. Подогрев блока производится до температуры 600…650 °С ацетиленокислородным пламенем горелки. В качестве присадочного материала используются прутки диаметром 5 мм. От окисления шов предохраняется бурой. Запрещается производить заварку трещин при температуре ниже 600 °С. В интервале температур 60…600 °С во время заварки при быстром нагреве происходит отбел чугуна в результате соединения углерода с железом и образования карбида железа Fe2C (белого чугуна), так как в этом случае после охлаждения образовываются дополнительные трещины. Их швы после заварки должны выступать над поверхностью стенки блока не более чем на 1,5 мм.
Шлаковые включения и раковины не допускаются.
Заварка трещин без подогрева производится электродуговой сваркой постоянным током обратной полярности полуавтоматом А-547 электродной проволокой марки МНЖКТ диаметром 1,2 мм в среде аргона. В процессе заварки не допускается нагрев детали выше 60°С.
Режим заварки трещин: сила сварочного тока — 125—150 А; напряжение — 27—30 В; давление аргона у сварочной дуги — 0,3—0,5 МПа.
Для заварки трещин без применения защитного газа применяются электроды следующих марок: ПАНЧ-11, МНЧ-1, ОЗЧ-1, АНЧ-1, ЦЧ-3 и ЦЧ-4.
Режим сварки: сила сварочного тока — 130 А; напряжение — 36 В; твердость наплавленного слоя — НВ 170.
Заделка трещин в блоках цилиндров эпоксидной композицией
Заделка трещин эпоксидной композицией производится следующим образом:
- трещина разделывается шлифовальным кругом под углом 60— 90° на глубину 3/4 толщины стенки; концы трещин засверливаются сверлом диаметром 3—4 мм; отверстия забиваются медными или алюминиевыми заглушками; при длине трещины до 30—50 мм фаску можно не снимать;
- в зоне вокруг трещин шириной 30 мм создается шероховатость поверхности насечкой или дробеструйной обработкой; после этого производятся очистка и обезжиривание разделанной поверхности ацетоном;
- на сухую поверхность шпателем наносится первый слой эпоксидной композиции толщиной 1 мм; затем наносится второй слой эпоксидной композиции толщиной не менее 2 мм; общая толщина слоя должна быть 3—4 мм;
- после этого производится отверждение нанесенного слоя эпоксидной композиции; отверждение эпоксидной композиции может производиться с подогревом или без подогрева; отверждение с подогревом производится в сушильном шкафу при температуре 80…90 °С продолжительностью около 1 ч.
Рис. 40. Последовательность выполнения операций заделки трещин поврежденной детали:
а — сверление концов трещины; б — зачистка поверхности детали вокруг трещины, разделка трещины и обезжиривание на удалении до 300 мм от трещины; в — заполнение разделанной трещины клеевой композицией; г — укрепление клеевой композиции слоем стеклоткани; д — наложение верхнего слоя клеевой композиции; L — длина трещины; 1 — деталь; 2 — трещина в детали; 3, 5 — засверленные концы трещины; 4 — зачищенная поверхность; 6 — слой клеевой композиции; 7 — заготовка стеклоткани; 8 — укрепление слоя клеевой композиции стеклотканью; 9 — верхний слой клеевой композиции
Пробоины на стенке блока заделываются наложением заплат из стеклоткани толщиной 0,3 мм на первый слой эпоксидной композиции. Заплаты должны перекрывать пробоину на 15—20 мм. Сверху заплаты наносится второй слой эпоксидной композиции. После этого производится отверждение эпоксидной композиции.
Операционная карта заделки трещин клеевой композицией представлена в табл. 12, а последовательность выполнения операции показана на рис. 40.
12. Операционная карта заделки трещин на наружной стенке блока цилиндров клеевой композицией
Время операции, мин
Инструменты и приспособления
Сверление по концам трещины 2 отверстий диаметром 2—3 мм, установка пробок в отверстия
Электродрель, сверло диаметром 2—3 мм, шлифовальная машина
Медные или алюминиевые заглушки, изготовленные из проволоки
Снятие на трещине фаски под углом 60—90° на глубину 2—3 мм вдоль трещины по всей ее длине
Шлифовальная машинка с гибким валом
Шлифовальный круг зернистостью 46—60, твердостью СМ1, СМ2
Зачистка поверхности блока цилиндров на расстоянии 20—30 мм по обе стороны трещины до металлического блеска
Шлифовальная машинка с гибким валом и круглым диском-щеткой
Диск с металлической щеткой
Обезжиривание и просушка очищенного участка и трещины при температуре 20 °С
Ацетон, бензин, ветошь
Приготовление эпоксидной композиции
Шпатель, полиэтиленовый стаканчик
Эпоксидная смола, наполнитель — чугунный порошок, пластификатор ДБФ и отвердитель ПЭПА
Нанесение клеевой композиции на подготовленную поверхность
Наложение заплаты на нанесенный слой клеевой композиции
Заплата из стеклоткани
Нанесение на заплату окончательного слоя эпоксидной композиции
Выдержка блока цилиндров с нанесенной композицией на трещину до полного отвердения при температуре 18…20°С
Источник
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.).
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).
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.
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:
- тщательную очистку поверхностей БЦ;
- затем производится проверка на герметичность каналов системы охлаждения в блоке (рубашка охлаждения);
- также промываются и очищаются, а затем проверяются масляные каналы;
- далее проводится осмотр цилиндров в целях выявления различных дефектов;
- затем производится расточка/гильзовка блока, шлифовка поверхностей и т.д.
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).
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.
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.
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.)
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.
Для чего в блок цилиндров устанвливается гильза. Преимущества и недостатки гильзованных моторов, блоки из алюминиевых сплавов, особенности, ремонт.
Для чего и когда головку блока цилиндров необходимо шлифовать. Как проверить привалочную плоскость головки блока своими руками. Фрезеровка и шлифовка ГБЦ.
Что такое дефектовка двигателя и в каких случаях необходимо выполнять дефектовку мотора. Особенности проведения дефектовки силового агрегата, рекомендации.
Ремонт чугунного или алюминиевого блока цилиндров двигателя при помощи гильзовки. Виды гильз и как гильзы вставляются в блок. Советы и рекомендации.
Как определить, когда двигателю нужно делать капитальный ремонт: ресурс мотора, основные признаки скорого капремонта. Как выполняется ремонт ДВС, советы
Что значит капремонт двигателя автомобиля, какие работы выполняются. От чего зависит ресурс двигателя до капремонта и как его увеличить. Полезные советы.
Источник