Ремонт втулки цилиндров дизеля д49

Ремонт втулки цилиндров дизеля. Дизель Д49.

Цилиндровые втулки подвесного типа в отличие от втулок, опирающихся на блок, позволяют получить ряд преимуществ: силы давления газа не отрывают крышку от втулки; повышается приспособляемость поршня к втулке в процессе совместной работы и деформации; сборка втулки производится вне дизеля, что обеспечивает ее высокое качество. Цилиндровая втулка имеет рубашку из стали, что позволяет производить опрессовку крышки вместе с втулкой вне блока. Втулка изготовляется из хромомолибденового чугуна, обладающего высокой износостойкостью и необходимыми антифрикционными свойствами. Резиновые уплотнения не соприкасаются с поверхностями втулки, что не вызывает их повышенного нагрева.
К крышке втулка крепится шпильками. Стык между ними уплотнен стальной прокладкой, покрытой гальваническим путем слоем меди толщиной 0,03÷0,04 мм, которая при затяжке врезается в выступы на сопрягаемых поверхностях. В дизеле применен газовый стык замкнутого типа, что позволило увеличить сопротивление сдвигу в радиальном направлении в 3 раза по сравнению со старой конструкцией. С внешней стороны втулки покрыты теплоизолирующим слоем, а их бурты уплотнены снизу паронитовыми прокладками, а сверху – резиновыми кольцами.

Неисправности: износ зеркала втулки.Зеркала втулки по высоте и окружности изнашиваются неравномерно. По высоте наибольшему износу подвержена зона камеры сгорания. Причинами этого являются плохие
условия работы первого компрессионного кольца, при которых увеличивается давление на стенку газов, попадающих между кольцом и ручьем поршня. Согласно проведенным исследованиям на первое кольцо действует 75 % давления газов, на второе – 17 % и на третье – 8 %. Преждевременный износ зеркала втулки происходит из-за неудовлетворительной фильтрации воздуха, плохого качества масла, смывания масла несгоревшим топливом, быстрого нагружения непрогретого дизеля.

Неравномерный износ по окружности происходит по причине действия нормальной силы от поршня на стенку втулки. В связи с этим наибольший износ происходит в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала. Неравномерный износ втулки по длине и окружности вызывает конусность и овальность ее зеркала. Выявление искажений геометрических размеров производится индикаторным нутромером (технология замеров подробно изложена в лабораторных работах [6]). При ремонте ТР-3 овальность рабочей поверхности допускается не более 0,08 мм. Износ можно восстановить хромированием, осталиванием или напылением.

Группой специалистов СКБД «Техплазма» была разработана технология плазменного напыления (металлизации) с одновременным упрочнением рабочей поверхности втулок. Плазменную струю получают нагревом плазмообразующего газа в электрической дуге, горящей в закрытом пространстве. Эти устройства называются плазматронами или плазменными горелками. Плазматрон (рис. 7.5) состоит из охлаждаемого водой катода 1 и анода 4 (сопла). Катод изготовляют обычно из лантинированного вольфрама, а анод – из меди. Катод и анод изолированы друг от друга прокладкой из изоляционного материала. Для получения плазменной струи между катодом и анодом возбуждают электрическую дугу от источника постоянного тока напряжением 80–100 В. Электрическая дуга нагревает подаваемый в плазматрон газ до температуры образования плазмы, т. е. до такого состояния, когда газ становится электропроводным. В поток газа вводится материал, который расплавляется и выносится на поверхность детали. Температура плазменной струи в зависимости от величины тока дуги и расхода газа достигает 10000–30000 °С, а скорость истечения 1000–1500 м/с. В качестве газов используют аргон и азот.

Аргонная плазма имеет более высокую температуру, чем азотная, но последняя имеет более высокое теплосодержание и меньшую стоимость. Исходный материал подается в плазматрон в виде порошка, проволоки, прутка или гибкого шнура. Наиболее приемлемым является порошок с размерами частиц от 20 до 150 мкм. Порошковый питатель определяет расход порошка и, следовательно, производительность процесса напыления. Расход порошка регулируется в пределах от 5 до 12 кг/ч. Попадая в плазменную струю, порошок расплавляется и приобретает скорость 150–200 м/с. Наибольшей скорости он достигает на расстоянии 50–80 мм от среза сопла плазматрона и зависит от размера частиц, величины тока дуги и расхода газа. Процесс плазменной металлизации имеет высокую производительность и может быть автоматизирован.

В настоящее время промышленностью выпускаются серийно установки типа УПУ-3Д и УПУ-8, в комплект которых входят плазматрон, порошковый питатель, шкаф и пульт управления.

Рис. 7.5. Схема плазматрона: 1 – катод; 2 – рубашка для охлаждения катода; 3 – изоляционная прокладка; 4 – сопло плазматрона (анод); 5 – электрическая дуга;
6 – трубка для подачи порошка; 7 – плазменная струя; 8 – порошковый питатель

Подготовка поверхности заключается в следующем: очистке поверхности, удалении слоя поврежденного металла точением или грубой шлифовкой; создании шероховатости путем обработки поверхности кварцевым песком, корундом, карбидом кремния или металлической крошкой марки ДЧК № 1,0 или № 1,5. Сжатый воздух, используемый для обработки, должен быть очищен от влаги и масла. Перерыв между обработкой и напылением не должен превышать 2 ч. При нанесении покрытий толщиной свыше 1,0 мм возможно использовать нарезание «рваной» резьбы с параметрами: шаг 0,2–0,3 мм, глубина 0,20–0,35 мм. Поверхность, не подлежащая напылению, должна быть защищена специальным экраном из медного листа или защитной пастой.

Перед нанесением металла поверхность следует обезжирить растворителем. Напыляемую поверхность подогревают до температуры 150–180 °С плазменной струей без подачи порошка для удаления адсорбированной влаги. Включают подачу порошка и напыляют подслой толщиной 0,1–0,15 мм и затем – основной слой. В качестве металла используют порошки, обладающие износостойкостью, коррозионной стойкостью и жаропрочностью. К ним относятся ПН85Ю15, ПН70Ю30, ПР – Н80Х13С2Р и др.

После напыления производят механическую обработку шлифованием карборундовым или алмазным инструментом зернистостью 46–60 при обильном охлаждении. Последней операцией при восстановлении втулок должно быть хонингование тонкими брусками для придания минимальной шероховатости. Для снижения износа поршневых колец целесообразно применять твердую смазку, которая наносится на поверхность втулки.

Преимуществом плазменного восстановления является высокая маслоемкость нанесенного слоя вследствие его пористости, локальность обработки, незначительные температурные деформации детали и большая производительность.

Проведенные испытания восстановленных втулок показали их высокую износостойкость, позволяющую повысить ресурс до 1 млн. км.

Задир зеркала втулки.Причины задира: отсутствие или недостаток смазки на стенках поршня и втулки; выгорание смазки из-за низкого ее качества или высокой температуры стенки; прорыв газов через кольца; попадание топлива на стенку втулки; нарушение температурного режима работы дизеля (при температуре воды выше 95 °С), которое приводит к быстрому нагреву поршня и, как следствие, – к уменьшению зазора между поршнем и втулкой, повышению удельного давления и схватыванию металла; деформации стенок втулки и поршня, что приводит к увеличению удельных нагрузок и к схватыванию металла. Задир выявляется визуально, при появлении рисок шириной более 1,5 мм и глубиной более 0,5 мм втулка бракуется.

Трещины.Трещины носят коррозийно-усталостный характер. Коррозия и эрозия обусловливаются циркуляцией охлаждающей воды. Поверхностное коррозийное разрушение металла рубашки приводит к снижению ее усталостной прочности. Поэтому рационально применение современных эффективных методов упрочнения рубашек, как например, обкатывание роликом или дробеструйная обработка в сочетании с защитой металла от коррозии специальными защитными покрытиями. Трещины выявляются опрессовкой водой температурой 75÷85 °С, давлением 0,3 МПа. При наличии трещин, коррозии более 50 % на наружной поверхности втулка и рубашка бракуются.

Потеря герметичности рубашки.Причинами этой неисправности являются: увеличение температуры воды более 95 °С; частые запуски и остановки дизеля, так как в момент остановки температура частей втулки разная, а через шесть минут становится одинаковой; резкий сброс нагрузки с 15-й позиции на нулевую, что приводит к быстрому уменьшению температуры стенки (за 35÷40 с она падает на 90 °С). При медленном наборе и сбросе позиций скорость изменения температуры падает в 3 раза. Герметичность проверяется опрессовкой втулки водой, при ее нарушении производят перепрессовку рубашки с заменой резиновых уплотнений.

Кратко отметимдопускаемые дефекты втулки цилиндров дизеля ПД1при производстве ремонта ТР-3. Втулки подлежат замене, если имеют следующие неисправности: износ рабочей поверхности более допустимого размера (диаметр более 318,10 мм, овальность более 0,20 мм), коррозию стенок более 50 %, глубокие риски и подплавление металла на рабочей поверхности (допускаются риски и мелкие задиры глубиной не более 0,5 мм и общей площадью не более 50 мм 2 ). Наработок верхней части втулки от работы поршневого кольца более 0,15 мм следует зачистить до плавного перехода. Осматривается бурт втулки и качество его прилегания к блоку дизеля. Притирочный поясок должен быть непрерывным и шириной не менее 2 мм. При необходимости бурт пришабривается по гнезду блока.

Дата добавления: 2015-10-19 ; просмотров: 5226 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Полезные статьи

Втулка цилиндра Д49

Втулка цилиндра дизеля Д49 и её особенности

Втулка цилиндра — неотъемлемая часть дизеля Д49. Втулка цилиндра д49 производится не из простого чугуна, а из антифрикционного легированного. Торец верхней части устройства имеет отверстия, в которые запрессовываются втулки. Их общее количество равно 12-ти. Именно по ним и попадает вода в крышку цилиндра.

Втулки цилиндра д49 оснащены с наружной стороны специальным слоем, изолирующим теплоту. Имеющиеся бурты со всех сторон уплотнятся специальным материалом. Для уплотнения низа применяется паронитовые прокладки, а для верха — резиновые кольца. Для прочного прижатия гильзы и цилиндровой крышки, используются шпильки в количестве шести штук, которые вкручиваются в верхнюю часть торца гильзы. Втулка цилиндров дизеля д49 на стыке с «головкой» имеет уплотнение в виде омеднённой прокладки из стали.

Доставая цилиндровый комплекс из блока, очень важно, чтобы поршень с шатуном находились на своих местах. Для их удержания предусмотрена особая планка, крепящаяся на два отверстия снизу «гильзы». В той же части имеется скос, его расположение также стоит контролировать при размещении комплекса. Данный скос должен «смотреть» в сторону всасывания.

Рубашка оснащена 4-мя проточками для колец из резины, а две имеет втулка цилиндров д49.

Конструктивное решение втулки цилиндра

Втулка цилиндра д49, чертеж которой представлен втулками и прокладками, рубашкой и шпилькой, является оптимальным устройством, отлично выполняющим возложенные на него функции. При выборе материалов для производства втулки цилиндров дизеля д49 и разработки его конструкции, учитывались:

• воздействия температур;
• влияние газа;
• давление, производимое поршнем и направленное сбоку;
• способ крепления шпилек;
• повреждение поверхности от коррозии и холодной воды.

Втулки цилиндров для дизеля д49 представляют собой устройство подвесного типа. Их конструкция имеет некоторые особенности, к которым относится сбор втулки с крышкой цилиндра, представляющие собой дополнительную комплектацию дизеля.

Зеркала втулки, после затяжки шпилек соединяющих втулку и крышку, проверяются на наличие всевозможных дефектов.

Д49 втулка цилиндра — изделие подвесного типа, не обладающее жёсткой связью с блоком цилиндров, что приводит к ряду последствий:

• выводу газового стыка;
• разгрузке газового стыка от выработанного в процессе сгорания давления.

Принцип функционирования устройства

Внешне втулка цилиндра на 6д49 представляет собой цилиндр (из металла) поршневого двигателя внутреннего сгорания, на который сверху устанавливается рубашка охлаждения. В свою очередь, рубашка охлаждения также является металлическим цилиндром.

Втулки цилиндра для д49 подлежат обязательному напрессовыванию алюминиевой рубашкой, прежде чем комплект будет установлен в блок. По образованному между втулкой и рубашкой пространству проходит охлаждающая вода.

Ещё втулку цилиндра можно назвать рабочей камерой объёмного вытеснения. В результате процесса сгорания топлива образуются газы, которые воздействуют на поршень двигателя. Он, в свою очередь, под давлением начинает возвратно-поступательно перемещаться по внутренней поверхности втулки.

Ремонтные работы

Производя ремонт втулки цилиндра д49 в объёме ТР-3, овальная рабочая поверхность может иметь параметры не больше 0,08 мм. При выявлении в процессе осмотра устройства непригодное состояние зеркала втулки, восстановить её можно при помощи хромирования, напыления или осталивания.

На сегодняшний день на практике, чаще всего, применяется плазменное напыление, которое также позволяет сразу укрепить внешнюю часть втулок. Для реализации данной технологии используют плазматроны или плазменные горелки. Принцип действия устройства заключается в производстве плазменной струи посредством поднятия температуры образующего плазму газа в электродуге.

Осуществляя ремонт втулки цилиндров дизеля, дизель д49 изначально подготавливается к ремонтным работам. Поверхности очищаются, удаляются повреждённые слои точением или грубой шлифовкой. Кроме того, для обеспечения шероховатости обработку проводят при помощи кварцевого песка, металлической крошкой и иными средствами. К поверхностям, которые не подлежат обработке, применяются специальные защитные экраны.

Обязательно стоит проконтролировать, чтобы:

• используемый в процессе обработки сжатый воздух был без влаги и масла;
• временной разрыв между процедурой обработки и напыления не должен превышать 2 часа;
• напыляемая поверхность изначально была обезжирена и подогрета до соответствующих температур;
• была произведена механическая обработка после напыления;
• восстановленные втулки имели минимальную шероховатость;
• в дальнейшем была использована твёрдая смазка.

Износ зеркала втулки

Втулка имеет зеркала, которым свойственно не равномерно изнашиваться по высоте и окружности. Основной их вид деформации — это конусность и овальность. По высоте больше всего изнашивается зона камеры сгорания. Основной причиной такой ситуации является некорректная работа 1-го компрессионного кольца, в результате чего на попавшую между кольцом и ручьём поршня стенку газа возрастает давление. 75% давления газов воздействуют на 1-е кольцо, 17% на второе и 8% на 3-е.

Недостаточная фильтрация поступающего воздуха, стремительные нагрузки непрогретого дизеля, использование некачественного масла и смывание его несгоревшим топливом — основные причины преждевременного износа зеркала втулки.

Причиной износа по окружности является воздействие поршня на стенку втулки, поэтому больше всего повреждается часть, перпендикулярная оси КВ. Ремонт втулки цилиндра дизеля д49, в таком случае, неизбежен. Для определения наличия деформаций геометрических размеров применяют индикаторный нутромер.

Источник