Дело по ремонту двигателя

Руководство по ремонту двигателя своими руками

Чтобы правильно сделать капитальный ремонт двигателя своими руками, нужно иметь представление о дефектовке деталей, этапах их разборки и правильной сборки. Проведение капремонта позволяет продлить жизнь мотору путем замены основных деталей и узлов.

Капитальный ремонт двигателя автомобиля включает в себя его снятие из подкапотного пространства, разборку, дефектовку, сборку и подготовку к эксплуатации. В процессе проверяются на работоспособность все действующие системы: смазочная, подачи горючего, охлаждения, при необходимости исправляются дефекты КШМ.

Когда необходим капитальный ремонт двигателя автомобиля

Все системы двигателя внутреннего сгорания со временем изнашиваются. В зависимости от модели, марки и условий эксплуатации авто это может произойти как через год, так и через 5 лет, а то и больше.

Но в любом случае по поведению транспортного средства можно вовремя определить, что сроки уже подходят. Основные признаки, что с двигателем что-то не так:

Любой из этих признаков указывает на неполадки в системе ДВС и необходимость выполнить ремонт двигателя своими руками или на станции техобслуживания.

Как снять двигатель

Чтобы вынуть мотор из подкапотного пространства, потребуется следующее:

Пользуясь случаем, нужно вымыть все под капотом, а также обработать разъемы и провода.

Разборка двигателя, дефектовка

Прежде чем приступить к ремонту двигателя автомобиля, его нужно освободить от навесного оборудования.

Снимаем генератор, стартер, впускной и выпускной коллектор и другие детали навесного оборудования, попутно оцениваем состояние компонентов.

Форсунки можно отдать на промывку и корректировку, впускной коллектор и дроссель помыть.

После демонтажа навесного оборудования приступаем к постепенной разборке мотора.

Снимаем переднюю крышку двигателя, особенно это актуально, если привод ГРМ цепной – можно проверить состояние цепи.

После снятия передней крышки оцениваем состояние цепи, направляющей и натяжителя.

Снимаем клапанную крышку, чтобы добраться до болтов ГБЦ. Оптимально – если есть помощник и ключ с длинным воротком, тогда удастся без усилия сорвать болты ГБЦ.

После того, как болты головки блока цилиндров сорваны, выкручиваем их, со всех сторон аккуратно поддевая отверткой.

Обратим внимание на ГБЦ. Лучше всего отдать головку блока цилиндров на опрессовку. Под этим процессом подразумевается проверка головки на наличие трещин, состояние комплектующих. Как правило, требуется замена нескольких направляющих с клапанами, а после – обязательная притирка клапанов к седлам.

Устанавливаются новые сальники клапанов. Кстати, делая ремонт двигателя своими руками, важно проверить состояние кулачков распредвала – при его сильном биении и износе потребуется замена. На СТО плоскость головки шлифуют до идеально ровного состояния, также могут отфрезеровать плоскость на несколько миллиметров.

Когда головка готова, переходим к блоку цилиндров. Изначально оцените зазор между поршнем и цилиндром. Если цилиндр имеет синий оттенок, это означает, что был перегрев.

Блок цилиндров также нужно отвезти на промер, где путем применения профессионального инструмента, будут известны результаты износа поверхности цилиндра. Обычно приходится хонинговать поверхность цилиндров или растачивать их под ремонтный размер поршня.

В это время проверяют коленчатый вал на биение. Если биение в допусках, что позволяет шлифовать шейки под ремонтный размер, то коленвал растачивают.

После покупки новых поршней и колец можно отдать их мастерам, которые вывесят шатуны и поршни отдельно и вместе, подогнав их по весу и установив в блок цилиндров с нужным моментом.

Немаловажно оценить состояние масляного насоса. Если их звездочки не сточены, можно обойтись обычной мойкой насоса и чисткой сетки масляного приемника. В целом ремонт двигателя своими руками закончен, осталось его собрать.

Этапы сборки двигателя

Для сборки мотора нужны следующие новые детали:

Для сборки мотора нужно собрать низ блока цилиндров, после чего приступать к следующему:

Теперь приступаем к установке мотора в подкапотное пространство, все в обратной последовательности.

Скорее всего, с первого раза двигатель не запустится, пока топливная система не наберет давление, а все датчики не синхронизируются. После проверяем компрессометром давление в цилиндрах, где компрессия должна быть не менее 13 кПа.

Результат ремонта двигателя автомобиля

После капитального ремонта двигатель должен работать, как при нулевом пробеге. При этом качественный ремонт подразумевает ресурс не менее 80% от пробега до первой капиталки.

Двигатель должен пройти обкатку – обычно хватает 1000 км, при этом рабочие обороты должны постепенно повышаться. После обкатки меняем масло и эксплуатируем автомобиль в штатном режиме.

Как продлить рабочий ресурс двигателя

Чтобы как можно реже делать ремонт двигателя своими руками или на СТО, достаточно правильно его эксплуатировать и своевременно обслуживать:

Не допускать перегрузок ДВС.

Вовремя производить долив и замену масла и антифриза.

Не гонять мотор вхолостую без особой на то необходимости.

Выбирать качественное горючее и моторное масло в соответствии с рекомендациями автоизготовителя.

Источник

Не пора ли вам «капиталить» мотор: основные признаки

Пора — не пора, я иду со двора

Как понять, пришло для мотора время «Ч» или еще нет? Это, в общем-то, несложно. Мотор, мечтающий о капиталке, сообщает об этом самыми разными способами:

Когда капиталку можно не проводить?

Порой капитальный ремонт двигателя можно отложить на неопределенный срок. Перечислим такие ситуации.

— Развод на ремонт двигателя от «профессионалов», который может случиться как на дороге, так и в недобросовестном автосервисе

— За неисправность механической части самого двигателя принимают недостатки в работе систем питания и управления двигателем, системы выпуска отработавших газов, опор силового агрегата и даже автоматической коробки передач.

— Параметры двигателя — например, расход моторного масла — еще не достигли критических.

Способы капитального ремонта

Какая капиталка нужна именно вашему мотору? Предварительно надо бы провести контрольные замеры всего и вся — начать с состояния цилиндров и люфтов поршней в них, осмотреть вкладыши и замерить диаметр шеек коленвала, оценить люфты в пальцах и т.п. Просто ограничиться заменой поршневых колец было бы, конечно, хорошо, но если износ уже превысил некоторые пределы, то это не даст результатов.

При частичной капиталке обычно меняют:

При полной капиталке к вышеперечисленному добавляются:

Плюс к тому — расточка цилиндров, шлифовка головки и, возможно, ремонт коленвала.

Цена вопроса

Цены на капитальный ремонт двигателя зависят от глубины и количества работ, полноты восстановления деталей и узлов, а также сложности самого агрегата. В разных регионах страны цена также отличается более чем в два раза. Поэтому нижним пределом стоимости восстановления двигателя Лады Гранты можно назвать 30–40 тыс. руб. вместе со стоимостью запчастей. При этом цена «живого» контрактного мотора — не более 25–30 тыс. руб.

Итак, если вы все же решились на капитальный ремонт, обращайтесь в проверенный сервис. А чтобы свести к минимуму риск переплаты из-за нечестного на руку сервисмена, который будет убеждать в необходимости ненужного вам ремонта, хорошо бы самому разобраться хотя бы в базовых принципах капиталки мотора.

Вот что полезно знать каждому автовладельцу.

Признаки выбраковки деталей двигателя

Блок цилиндров

Не забудьте, что блок перестал быть номерной документально оформляемой деталью. Иными словами, его без проблем можно поменять.

Как бы там ни было, надо помнить, что трещины в любом месте блока цилиндров недопустимы. На зеркале цилиндров не должно быть глубоких забоин, рисок, задиров и прижогов — допускается лишь наличие небольших натиров, не ощущаемых на ощупь.

Далее проверяется плоскостность привалочной поверхности под головку блока.

Сравнивая замеры диаметров цилиндров и юбок поршней, установленных в этих цилиндрах, можно определить зазор между поршнем и цилиндром, который не должен практически на всех двигателях легковых автомобилей превышать 0,15 мм. Если зазор превышает такую величину, то потребуется расточить и отхонинговать цилиндры под ремонтные поршни увеличенного размера. При этом поршневые кольца необходимо заменить новыми, ремонтного размера.

Все вышесказанное относилось к блоку цилиндров, изготовленному из чугуна. Если ваш двигатель имеет алюминиевый блок цилиндров, то на поверхность цилиндров напылено специальное покрытие либо установлены тонкостенные чугунные втулки, которые мотористы называют гильзами. Так вот, покрытие, если оно ободрано, уже не восстановить никак. Приходиться растачивать отверстия под установку ремонтных гильз, у которых внутренний диаметр будет номинальным. Точно так же приходится поступать и с блоками с завода, укомплектованными тонкостенными чугунными гильзами, потому что толщина их стенки не выдержит расточки под ремонтный размер, да и поршни далеко не всегда для данного двигателя выпускаются с ремонтным (увеличенным) диаметром.

Коленчатый вал

Трещины в любом месте вала недопустимы. На коренных и шатунных шейках вала, а также на поверхностях, сопрягаемых с рабочими кромками сальников вала, не допускаются задиры, царапины, забоины и риски.

Для оценки износа вала микрометром измеряют диаметры всех коренных и шатунных шеек коленчатого вала в двух диаметрально перпендикулярных плоскостях.

Головка блока цилиндров

Мастер должен проверить состояние гидротолкателей. При ремонте головки блока всегда следует заменять маслоотражательные колпачки. Проверяют на износ клапаны и направляющие втулки.

Поверхность головки, прилегающей к блоку цилиндров, должна быть плоской для обеспечения герметичности газового стыка, а также каналов для прохода масла и охлаждающей жидкости.

Проведя работы по восстановлению двигателя, мастера не должны упустить из виду главный орган маслоснабжения двигателя — масляный насос. Если его изношенные детали не обеспечат должного давления масла, то — «здравствуй, новая капиталка».

Контрактный мотор

А если не заморачиваться всеми этими расточками и взять так называемый контрактный мотор? Можно и так. Скорее всего, удастся даже сэкономить. Но все-таки не нужно забывать, что вы покупаете не новый, а бэушный агрегат! Что до экономии — скажем, если есть шанс снизить затраты вдвое — то все-таки следует хорошо подумать: а почему этот мотор такой дешевый? Рабочий двигатель дешево стоить не может.

Как ездить после капитального ремонта?

Все это нужно, чтобы не навредить мотору, обретшему вторую молодость. Как долго будет обкатываться двигатель? Точного ответа нет и быть не может. Но за 1000 км пробега можно ручаться — это минимум. При этом не стесняйтесь почаще менять моторное масло и фильтр — пусть из движка окончательно удалятся всяческие стружки и прочая гадость.

Как обычно, любые замечания и советы принимаются без ограничений. Всем удачи на дорогах!

Источник

Почём вторая жизнь моторов: как восстанавливают двигатели

Неремонтопригодность современных двигателей связана не только с отсутствием запчастей: ради экономии производители изначально не закладывают в конструкцию возможность восстановления. Провернуло вкладыш или задрало поверхность цилиндра — покупай новый шорт-блок (блок цилиндров в сборе с поршневой группой и коленвалом). А он денег стоит!

Но выход есть. Разработанные нашими мотористами в конце 1990‑х годов технологии позволяют успешно ремонтировать современные двигатели, будь они из чугуна или из алюминиевых сплавов. Конечно, чинить не всегда целесообразно — всё зависит от остаточной толщины детали, характера и размера повреждения, конструктивных особенностей двигателя и применяемых материалов.

Основное лечение

Перед ремонтом проверяют в опрессовочной ванне, нет ли в блоке цилиндров скрытых трещин, поскольку при обработке узла они могут раскрыться. Если повреждения неглубокие и расположены в доступных местах, их безболезненно лечат — рассверливают фрезой до основания и проваривают металлом. Заделывают даже отверстия в блоке (например, пробитые шатуном) и восстанавливают перегородки между цилиндрами. Алюминиевые сплавы варить проще — температура плавления ниже. Для ремонта отверстий в чугунных блоках используют чугунные заплатки.

Чрезмерный износ стенок цилиндров или их повреждения исправляют расточкой. Если производитель позаботился о ремонтных запчастях для конкретного мотора (к счастью, такие фирмы еще не перевелись), процедура упрощается. Цилиндры растачивают до размера, прописанного в технической документации изготовителя, и используют поршни и кольца большего диаметра. Если блок — с гильзами, их выпрессовывают и ставят новые. Предусмотрена технология и для «одноразовых» моторов: цилиндры растачивают и запрессовывают чугунные гильзы, чтобы установить поршни номинального размера (оригинальные или аналоги). Для алюминиевых блоков с небольшой толщиной стенок между цилиндрами это еще и значительное усиление конструкции.

Покоробленные от перегрева привалочные поверхности блока и головки обрабатывают на шлифовальном станке и подбирают соответствующую по толщине прокладку, чтобы не изменилась степень сжатия.

Восстанавливают и поврежденные постели коленвала. Их крышки подрезают, чтобы они просели. Далее по новым размерам крышек обрабатывают постели, не смещая ось вращения коленвала. И одновременно выравнивают ее по всей длине, иначе вал будет подвержен неравномерным нагрузкам — может заклинить и сломаться.

Неглубокие задиры на шейках коленвала зашлифовывают и подбирают ремонтные вкладыши — оригинал, но чаще неоригинал, а иногда их вовсе изготавливают под размер. На специальном прессовом оборудовании правят и прогибы коленвалов. У бензиновых двигателей на шейки вала при критическом износе наваривают ленту из высокопрочного сплава и обрабатывают ее под соответствующие вкладыши. Таким же способом убирают выработку под сальниками, восстанавливают сломанные шпонки. Пожалуй, единственное, что нельзя исправить, — трещины коленвала.

Реанимируют и поршни, если позволяет остаточная толщина стенок и днища. Такие параметры ни один производитель не предоставляет, ремонтные фирмы годами нарабатывали свои базы. Чаще всего восстанавливают поврежденное днище поршня после встречи с клапанами, делают под них цековки и немного растачивают канавки, если невозможно найти кóльца подходящего размера.

По возможности спасают и шатуны, если их не завернуло в узел. На пресс-станке их выпрямляют и устанавливают новую втулку под поршневой палец.

Алюминий и чугун

Ушли те времена, когда блоки цилиндров и их головки были чугунными, — нынче большинство изготовлено из алюминиевых сплавов. Детали из чугуна, конечно же, надежнее. По сравнению с алюминием он имеет бóльшую механическую прочность, а также жаро- и износостойкость. Но не стоит опаcаться новодела. Конструкторы закладывают определенный запас прочности под стать задачам и условиям эксплуатации. Естественно, ни один мотор городской модели не выдержит длительных нагрузок на гоночном треке. При эксплуатации в нештатных режимах или, например, с неисправной системой охлаждения из-за перегрева одинаково коробит привалочные поверхности блоков цилиндров и их головок как чугунных, так и алюминиевых моторов.

У алюминия есть и достоинства. Например, такой блок легче, его проще сваривать при ремонте. Некоторые производители усиливают алюминиевые блоки чугунными гильзами, объединяя достоинства обоих материалов. Этот же маневр при ремонте негильзованного блока значительно повышает его надежность.

Головная боль

Повреждения головки заваривают так же, как и на блоке цилиндров. И тоже отправляют на опрессовку в ванну — для проверки на скрытые трещины.

Допустима обработка рабочей фаски и торца клапанов. При необходимости меняют направляющие втулки клапанов, изготавливая их самостоятельно, если этим не озаботился производитель. Слишком изношенные сёдла удаляют расточкой, вытачивают новые и запрессовывают. После обработки или установки новых элементов и притирки клапанов их герметичность проверяют с помощью оборудования, создающего вакуум.

Кривые распредвалы правят на пресс-станке. Трещины на них — большая редкость. По аналогии с блоком цилиндров в головке растачивают постели распредвалов, выравнивая ось вращения, и наваривают на опорные поверхности валов ленты металла, чтобы нарастить до номинального размера.

Ремонт двигателя: овчинка и выделка

Как вы поняли, современные технологии позволяют восстановить практически все элементы любого мотора. Профессионально отремонтированный двигатель прослужит не меньше, чем новый заводской сборки, — если бережно его обкатать и правильно эксплуатировать. Вопрос в цене.

Выбирая ремонтную фирму, обращайте внимание на отношение исполнителя к делу. Профессионалы при приемке отдельного узла двигателя проведут в вашем присутствии первичный осмотр и будут настаивать на собственных измерениях, чтобы точно установить картину бедствия. Диагноз и стоимость работ объявят только после полной разборки и дефектовки. Уважающая себя фирма никогда не отойдет от своих методов ремонта в угоду прихоти клиента, стремящегося экономить на всем подряд. Имейте в виду, что многопрофильные сервисы, занимающиеся в том числе восстановлением двигателей, отдают детали на механическую обработку именно в специализированные фирмы с соответствующим оборудованием. Поэтому поинтересуйтесь, куда именно отправят ваш мотор или его части. В идеале нужно сдавать машину целиком в профильную фирму, занимающуюся ремонтом двигателей, — в этом случае вы платите деньги непосредственному исполнителю и получаете продолжительную гарантию на все работы по восстановлению мотора и его установке на автомобиль.

Полноценный капитальный ремонт рядного четырехцилиндрового мотора объемом 1,8–2,0 л, у которого нет серьезных повреждений, обойдется в 160–180 тысяч рублей. При более сложных работах цена доходит до 280- 300 тысяч рублей. Для сравнения: один только новый шорт-блок двигателя 2.0 Mazda (до эпохи моторов Skyaktiv) стоит около 250 тысяч рублей. Контрактный агрегат в сборе гораздо дешевле, но это всегда кот в мешке. Очевидно, что в кризис, когда из-за высокого курса валют цены на новые узлы кусаются, ремонтировать мотор выгоднее, чем покупать новый.

Благодарим компанию ИНОМОТОР за помощь в подготовке материала.

Памяти мастера

Почти три года назад внезапно ушел из жизни Владимир Хрулев. В начале 90‑х годов прошлого века он стал одним из авторов технологий ремонта отечественных и импортных моторов, создав компанию ИНОМОТОР. За 25 лет Хрулев воспитал много учеников и последователей — именно благодаря его профессионализму в стране возникла культура высококвалифицированного ремонта моторов серийных иномарок, а также гоночных и ретромашин. Среди достижений его компании — восстановление двигателей машин Музея техники Вадима Задорожного и создание гоночной команды «СитиМоторспорт» — чемпиона России 2004 года в трековых гонках.

Источник

Дело по ремонту двигателя

ЛЕКЦИЯ №2

Тема: «Технология ремонта двигателей внутреннего сгорания»

1. Причины изнашивания деталей двигателя.

2. Восстановление блока цилиндров двигателя.

3. Износ деталей цилиндро-поршневой группы.

4. Восстановление цилиндров и гильз.

1. Причины изнашивания деталей двигателя.

Среди агрегатов тракторов и автомобилей наиболее быстро изнашиваемый и наименее надежный и долговечный агрегат — двигатель.

В процессе эксплуатации тракторов и автомобилей за двигателями ведется постоянный контроль, тщательное обслуживание, словом, уделяется им максимум внимания, и все же первыми из всех агрегатов они выходят из строя. Это объясняется тем, что детали двигателя подвержены активному химическому и механическому воздействию и нагружены значительными усилиями.

В большинстве случаев сроком службы двигателей определяется межремонтный срок работы тракторов и автомобилей. В свою очередь, срок службы двигателей обусловливается долговечностью его ответственных В большинстве случаев сроком службы двигателей определяется межремонтный срок работы тракторов и автомобилей. В свою очередь, срок службы двигателей обусловливается долговечностью его ответственных деталей.

В двигателях наиболее быстро изнашиваются поршневые кольца, поршни, цилиндры, клапаны, коленчатый вал, шатунные и коренные подшипники коленчатого вала.

Обычно срок службы автотракторных двигателей определяется износом поршневых колец, канавок поршней, цилиндров, подшипников и шеек коленчатого вала, а также неплотностью прилегания клапанов к гнездам. Появление этих неисправностей приводит к необходимости разборки двигателя с последующим сложным ремонтом.

Неисправности и дефекты остальных узлов и деталей, несомненно, влияют также на техническое состояние двигателя в целом, но их ремонт не вызывает необходимости полной разборки двигателя, и эти дефекты могут быть устранены путем замены неисправных узлов и деталей новыми или отремонтированными.

На износ поршневых колец, канавок поршня, цилиндров, шеек коленчатого вала, клапанов и других деталей оказывают влияние многие факторы. Некоторые из них, например температура, при благоприятных обстоятельствах оказывают умеренное влияние и, наоборот, при неблагоприятных обстоятельствах ускоряют изнашивание деталей в несколько раз.

Срок службы детали в первую очередь зависит от качества материала, из которого она изготовлена, ее термической и механической обработки точности сборки машины и от других конструктивных и производственных факторов.

Практика показывает, что при одних и тех же конструктивных данных и одинаковых производственных условиях изготовления решающее влияние на срок службы деталей оказывают условия эксплуатации, в частности режимы работы машин. Так, при работе двигателей важнейшие факторы, влияющие на изнашивание деталей, — это абразивная среда, число пусков и остановок, температурный и нагрузочный режимы, вибрация и деформация деталей.

Дорожные и климатические условия и резкое различие режимов полевых и транспортных работ обусловливают частое изменение скоростей и длительное применение пониженных передач с высокой степенью использования большого крутящего момента, что приводит к резкому изменению температурного и нагрузочного режимов работы двигателя.

В результате проведенных испытаний тракторов установлено, что темп изнашивания многих деталей не находится в прямей зависимости от наработки машин, а обусловливается в большей степени конкретными условиями работы. В частности, разброс интенсивности изнашивания одноименных деталей в масштабе страны характеризуется коэффициентом вариации 0,625.

Скорость изнашивания деталей непрерывно меняется в зависимости от того, с какой активностью действуют в данный отрезок времени на изнашивание такие факторы, как пылезасоренность воздуха, число запусков и их длительность, температура окружающего воз­духа, неравномерность нагрузочного и температурного режимов и т. п.

2. Восстановление блока цилиндров двигателя.

Изношенные отверстия под втулки толкателя, втулки распределительного вала и палец промежуточной шестерни растачивают, запрессовывают в них втулки и развертывают эти втулки до нормальных размеров. После расточки в эти отверстия могут быть поставлены детали ремонтного размера, увеличенные по наружному диаметру.

Втулки можно запрессовывать с применением клеев на основе эпоксидных смол. В этом случае при посадке втулки может быть допущен несколько меньший натяг.

Гнезда под втулки и втулки после запрессовки в блок растачивают при помощи приспособления, обеспечивающего сохранение расстояний между осями отверстий под вкладыши коренных подшипников, втулок распределительного вала и пальца промежуточной шестерни.

Отверстия под установочные штифты восстанавливают в таком порядке. Блок поворачивают задним торцом вверх, на нем крепят специальный кондуктор, фиксируемый по отверстию под втулку распределительного вала и гнезду коренного подшипника коленчатого вала. После закрепления кондуктора изношенные отверстия рассверливают и развертывают. В увеличенные отверстия запрессовывают ступенчатые закаленные штифты, изготовленные из стали 45.

При нарушении соосности постелей в блоке под вкладыши коренных подшипников вследствие износа и деформации крышек и поверхностей постелей опорные поверхности крышек шлифуют на плоскошлифовальном станке, уменьшая высоту на 0,3 мм. После этого крышки устанавливают на место, затягивают гайками и растачивают на специальном или продольно-расточном станке до нормального размера отверстия. Чтобы получить чистую поверхность, соответствующую 8-му классу, подача резца должна быть минимальной. После расточки поверхности гнезд должны быть гладкими, строго цилиндрическими и соосными. Относительное смещение двух смежных гнезд должно быть не более 0,03 мм, а относительное смещение всех гнезд — не более 0,05 мм. Соосность проверяют специальной скалкой с индикаторами.

Поврежденные места под резиновое уплотнительное кольцо в блок е восстанавливают следующим образом. Неровности изломанного места зачищают и снимают фаску. Изготовляют из стали марки Ст. 3 кольцо и вырезают из него кусок по размерам подготовленной части гнеза. Вкладывают в канавку под резиновое кольцо специальный медный сегмент и прижимают к канавке винтом. Приваривают кусок кольца к подготовленному месту по всей длине, после чего вынимают медную вставку из канавки и зачищают шов. Если длина отломанной части больше 1/3 окружности посадочного места, новую часть приваривают способом «вразброс». Допускается приварка биметаллическими электродами.

Трещины в блоках цилиндров обычно заваривают электродами ЦЧ-4 или проволокой Св-08.

На наружной поверхности водяной рубашки трещины можно заделывать заплатами, приклеивая их клеем БФ-2 или клеями на основе эпоксидных смол.

Ось постелей под коренные подшипники должна быть параллельна верхней плоскости и перпендикулярна торцовым плоскостям блока.

Оси цилиндров должны быть перпендикулярными к оси коленчатого вала и быть с нею в одной плоскости.

После ремонта блоки цилиндров подвергают гидравлическому испытанию на герметичность под давлением воды до 0,4 МПа в течение 5 мин. При этом течь воды и «потение» стенок блока не допускаются.

3. Износ деталей цилиндро-поршневой группы

Износ деталей цилиндро-поршневой группы зависит от целого ряда факторов.

Цилиндры (гильзы) изнашиваются в основном в результате трения поршневых колец, действия абразивных частиц о поверхности цилиндров и коррозии.

В процессе сгорания топлива в цилиндре резко повышаются температура и давление газов. Газы проникают за поршневые кольца и прижимают их к зеркалу цилиндра, вследствие чего повышается удельное давление колец на поверхность цилиндра.

Возрастание удельного давления поршневых колец на стенку цилиндров приводит к резкому увеличению силы трения во время движения колец, выдавливанию масляного слоя из-под них, вследствие чего между кольцами и цилиндром возникает граничное трение.

Образование граничного трения между первым поршневым кольцом и цилиндром способствует также неплотное прилегание кольца к поверхности цилиндра по окружности. Даже при незначительном просвете между ними масляная пленка с поверхности цилиндра сдувается газами, проникающими через эти неплотности, в результате чего между поверхностями кольца и цилиндра возникает граничное трение. Кроме того, при высоких температурах вязкость масла резко снижается, что влечет за собой уменьшение прочности масляной пленки, и она местами разрывается.

Исследования влияния вязкости масла на износ цилиндров и механические потери в тракторных и автомобильных двигателях показали, что износ, вызванный электростатическими явлениями при трении, может составлять заметную часть общего износа. С понижением вязкости электростатическая прочность тонких масляных пленок уменьшается.

Рис.1 Последовательность заделки трещин на блоке с помощью клеев:

Помимо физико-механических факторов (температура и давление), на изнашивание цилиндров оказывает большое влияние химическое воздействие продуктов сгорания.

В процессе сгорания топлива получается целый ряд кислот и других химических соединений (кислород, углекислый газ, пары воды, муравьиная, уксусная, угольная, серная и азотная кислоты), которые вызывают усиленную коррозию металла цилиндра в обнаженных от масла местах.

На интенсивность изнашивания цилиндров под химическим воздействием агрессивных веществ большое влияние оказывает температурный режим двигателя.

Исследования показывают, что износ цилиндров повышается при температуре стенки цилиндра ниже 90° С (рис. 2). Увеличение из­носа поверхности цилиндров при температуре, меньше указанной, бъясняется тем, что при более низких температурах на стенках илиндров конденсируются водяные пары и с продуктами сгорания бразуют кислоты, под воздействием которых повышается корро-ийный износ рабочей поверхности цилиндров.

t,0С

Рис.2 Влияние температуры охлаждающей воды на изнашивание цилиндров двигателей (мм на 1000 км пробега).

О влиянии температуры на изнашивание свидетельствует разница износе отдельных цилиндров одного и того же двигателя. В одном и том же блоке цилиндры, ближе расположенные к вентилятору, изнашиваются больше.

Снижение скорости поршня до нуля в момент перехода через в. м.т. способствует разрушению масляной пленки и повышению темпа изнашивания, что служит одним из факторов, ухудшающих условия работы колец.

Следовательно, наибольшему износу детали подвержены в верхней части цилиндра, в зоне высоких давлений и температур, высокой концентрации химически активных соединений и ухудшенных условий смазки.

Таким образом, цилиндры автотракторных двигателей неравномерно изнашиваются по длине, но они неравномерно изнашиваются и по окружности.

Цилиндры автомобильных и гильзы тракторных двигателей в работе деформируются, вследствие чего нарушается их форма. Цилиндры деформируются в результате разностенности, неправильной затяжки болтов крепления головки блока, неравномерного нагрева цилиндра, недостаточной жесткости верхней стенки блока.

Износ цилиндра по окружности зависит также от перекоса поршня при движении в цилиндре, в плоскости качания шатуна, вследствие чего наблюдается скребущее действие кромок поршневых колец.

Износ цилиндров и шатунных шеек коленчатого вала в значительной мере зависит от изгибов шатуна и коленчатого вала, а также от перекосов в шатунно-поршневой группе. В этих случаях поршень работает в цилиндре с перекосом. Расположение большей оси овала цилиндров в плоскости продольной оси коленчатого вала свидетельствует об изгибе шатуна, нежесткости коленчатого вала или перекосе, полученном при сборке шатуна с поршнем.

Поршневые кольца изнашиваются по наружному диаметру в результате трения о поверхность цилиндра и по высоте вследствие трения о торцы канавок поршней. Одновременно изнашиваются торцовые поверхности канавок поршня.

Наиболее быстро изнашиваются первое поршневое кольцо и первая канавка поршня, так как это сочленение работает в наиболее тяжелых температурных, абразивных и нагрузочных условиях при недостатке смазки. Кольца обычно изнашиваются в несколько раз быстрее канавок, и зазор между ними увеличивается главным образом вследствие износа кольца.

Поршневые кольца во время работы теряют свою упругость в результате износа их по толщине и высоте, а также от воздействия высоких температур, вследствие чего происходит релаксация внутренних напряжений.

По мере износа цилиндра и наружной поверхности поршневых колец резко увеличивается зазор в стыке.

У канавок поршня больше изнашивается нижний торец, так как эта поверхность подвергается большему давлению колец. Кроме того, поршневые кольца почти всегда (исключая такт всасывания) прилегают к этой поверхности.

После смены изношенного поршневого кольца новое кольцо и канавка поршня изнашиваются значительно быстрее новых пар. Это объясняется тем, что форма канавок не соответствует форме кольца, последнее прилегает к торцу канавки не по всей поверхности, в результате чего резко увеличивается удельное давление кольца на поверхность канавки. Кроме того, кольцо недостаточно плотно прилегает к изношенной и искаженной поверхности цилиндра. При этом удельное давление на кольцо и цилиндр распределяется неравномерно. Все это приводит к быстрому износу новых колец, работающих в изношенных цилиндрах.

Износ деталей цилиндро-поршневой группы зависит также от работы и состояния системы очистки воздуха. При недостаточной очистке воздуха в цилиндр попадают абразивные частицы, которые значительно усиливают износ деталей цилиндро-поршневой группы.

Масла, имеющие абразивные примеси, низкую вязкость и химически активные вещества, также усиливают износ деталей цилиндро-поршневой группы.

В результате износа цилиндров, поршневых колец и канавок поршня снижается компрессия при запуске и на малой частоте вращения двигателя, так как при недостаточной плотности прилегания компрессионных колец к цилиндрам и канавкам поршня значительная часть заряда прорывается через неплотности при медленном вращении коленчатого вала.

При падении компрессии особенно сильно затрудняется пуск дизеля в холодное время, ввиду того что в конце сжатия не достигается температура воздуха, достаточная для самовоспламенения топлива.

Износ цилиндров, канавок поршня, колец по высоте и диаметру приводит к увеличению зазоров, через которые перекачивается масло в камеру сгорания.

Расход картерной смазки в процентах к израсходованному топливу зависит также от размера зазора между гильзой цилиндра и поршнем и овальности гильзы двигателя.

Перерасход масла приводит к образованию нагара на поршнях и камерах сгорания, ухудшению теплоотдачи, образованию абразивной грязи и усилению износа деталей цилиндро-поршневой группы двигателя.

При износе деталей цилиндро-поршневой группы резко увеличивается количество газов, проникающих из камеры сгорания в картер.

Прорыв газов в картер приводит к повышению давления в нем, в результате чего масло частично выжимается через неплотности соединений наружу. Это приводит к частичному снижению мощности двигателя и вызывает разжижение, загрязнение и ухудшение химико-физических свойств масла.

Внешний признак прорыва газов в картер и повышение давления в нем — появление светлого газа из сапуна.

Отверстия в бобышках поршня, поршневые пальцы и втулки верхней головки шатунов изнашиваются в результате работы сил трения при изменении направления движения поршня.

Основным внешним признаком износа этих деталей служит появление стуков, носящих резкий, металлический характер и хорошо прослушиваемых в верхней части цилиндра при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Бобышки поршня, поршневой палец и втулка верхней головки шатуна двигателя изнашиваются менее интенсивно, чем цилиндры, поршневые кольца и канавки поршня.

Если двигатель выходит из строя в результате только износа поршневых пальцев, бобышек поршня и втулок шатунов, это указывает на то, что во время ремонта не были обеспечены надлежащее качество обработки поверхностей и требуемые значения зазоров и натягов в соединениях этих деталей или был допущен перекос деталей при их сборке.

Гильзы тракторных двигателей в целях увеличения сроков службы отливают из легированного чугуна СЧ 21-40 и подвергают поверхностной закалке до получения твердости не ниже HRC 40.

Для выявления износа гильзу цилиндра (или цилиндр) измеряют индикаторным нутромером в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на расстоянии 15—30 мм от верхней кромки и посредине и определяют ремонтный размер, под который необходимо расточить цилиндр.

К полученному размеру цилиндра в максимально изношенном участке добавляют два припуска на невыход резца и на последующую обработку. Ближайший ремонтный размер цилиндра должен быть больше (или равен) расчетному, т. е.

где — ремонтный размер цилиндра, мм;

— наибольший диаметр изношенного цилиндра;

а — припуск на невыход резца (0,02—0,03 мм);

б —- припуск на последующую обработку (0,02—0,03 мм).

Припуск на невыход резца обеспечивает работу резца в металле. В случае выхода на поверхность металла возможно скольжение резца на поверхности с последующим резким его заглублением, приводящим к искажению формы обрабатываемой детали.

При таком способе определения ремонтного размера возможны случаи, когда некоторые участки цилиндра останутся необработанными. Объясняется это неравномерным износом цилиндра. При одностороннем износе цилиндра, если или отличается от него на 0,05—0,1 мм, следует проверить расчетный размер по формуле:

где — предыдущий ремонтный или номинальный размер (или диаметр цилиндра в неизношенном участке), мм.

Для тракторных гильз принят один ремонтный размер. Для цилиндров автомобильных двигателей принято большее число ремонтных размеров, например через 0,5 мм. Промышленностью выпускаются ремонтные поршни и кольца, соответствующие ремонтным размерам гильз и цилиндров.

При расточке под ремонтный размер восстанавливают геометрическую форму и чистоту поверхности гильзы. Расточку ведут на специальных расточных станках (типа 2В-697) или на токарных станках в соответствующих кондукторах. Гильзы закрепляют в кондукторах посадочными местами и верхним буртиком. Предварительно эти места должны быть тщательно очищены от остатков накипи и возможных заусенцев. Гильзы и блоки на станке центрируют при. помощи оправки, вставляемой в шпиндель станка. При этом шаровой конец оправки должен находиться от оси шпинделя на расстоянии, равном половине диаметра растачиваемого цилиндра, и входить в цилиндр на глубину 3—4 мм.

Центрирование гильзы достигается поворотом шпинделя.

Во время расточки цилиндров в блоке каждый цилиндр центрируют отдельно, после чего закрепляют кондуктор (или блок) на станке. Затем оправку заменяют резцовой головкой.

При расточке оставляют припуск (0,03—0,05 мм) на хонингование, при котором обрабатывают цилиндр до точного размера и придают ему гладкую чистую поверхность.

Для хонингования гильз используют хонинговальные или сверлильные станки с хонинговальными головками. При хонинговании зернистость бруска выбирают в зависимости от требуемой чистоты поверхности цилиндра, а твердость связки — в зависимости от характера операции и твердости обрабатываемого материала. Например, при обработке цилиндров двигателя ЗИЛ-120 (из серого чугуна СЧ 18-36 твердостью НВ 179-229) для предварительной доводки применяют бруски из зеленого карборунда зернистостью 120 и твердостью С2-СТ, а для окончательной — бруски из зеленого карборунда зернистостью 400 и твердостью СМ-СМ1, при этом получают шероховатость поверх­ности 9-го класса.

При хонинговании цилиндров также применяют бруски из искусственных алмазов.

Окружную скорость при хонинговании можно принимать для предварительной обработки в пределах 60—85 м/мин и для окончательной доводки в пределах 45—60 м/мин. Скорость возвратно-поступательного движения доводочной головки принимают равной окружной скорости.

Для получения во время хонингования чистой поверхности мельчайшие частицы от износа абразивного бруска и металлическую стружку удаляют сильной струей охлаждающей жидкости (керосина или смеси из керосина и 15—20% машинного масла). Все цилиндры (или гильзы) должны быть обработаны под один размер в пределах установленного допуска на диаметр нового цилиндра.

Производительность электрохимического хонингования по сравнению с механическим в 5—6 и более раз выше и характеризуется линейной зависимостью от плотности тока и времени обработки. Оптимальная скорость движения хонинговальных брусков составляет 100—120 м/мин.

После окончания обработки для удаления с зеркала цилиндра абразивной пыли его промывают теплой мыльной водой или чистым керосином и сушат.

Овальность и конусность цилиндра должны быть в пределах, допускаемых техническими условиями для данного двигателя. Рабочая поверхность цилиндра должна быть чистой, без следов обработки резцом, царапин, задиров и забоин.

Все окончательно обработанные гильзы сортируют по внутреннему диаметру по размерным группам через 0,02 мм для комплектования с поршнями соответствующей размерной группы.

При необходимости гильзования цилиндр растачивают согласно размерам гильз.

Цилиндры под гильзы растачивают с несколько измененными режимами резания (увеличенной подачей и глубиной резания).

Наружную поверхность гильзы обрабатывают так, чтобы ее можно было запрессовать в блок с натягом в пределах 0,10—0,15 мм. Внутреннюю поверхность гильзы растачивают с припуском 2,5—3,0 мм на расточку и хонингование после запрессовки в блок цилиндров.

Перед запрессовкой гильз блок цилиндров целесообразно нагревать до температуры 100—120° С; при запрессовке без подогрева гильзу с наружной стороны смазывают тонким слоем масла.

Гильзы запрессовывают при помощи 20-тонного гидравлического пресса. После запрессовки торец гильзы должен располагаться заподлицо с плоскостью разъема блока или утопать не более чем на 0,2 мм.

Блок с запрессованными гильзами подвергают гидравлическому испытанию под давлением воды 0,4 МПа в течение 2—3 мин. Течь воды при этом не допускается. Допускается только отпотевание на участке не выше 50 мм от нижнего края гильзы. Гильзованные цилиндры растачивают и хонингуют до нормального размера так же, как и при обработке под ремонтный размер.

Вначале поршневые пальцы шлифуют на бесцентрово-шлифовальном станке для придания им правильной геометрической формы. Промытые и высушенные поршневые пальцы монтируют на подвеску.

После этого проводят хромирование (в ванне МН-2-58Х-2-7) электролите, содержащем 150—200 г/л хромового ангидрида и 1,5—2 г/л серной кислоты. Режим: t = 57° С, DK = 35 ч-40 А/дм2.

Время Т хромирования определяется по формуле в зависимости т толщины наносимого покрытия и припусков на последующую обработку.

После хромирования поршневые пальцы промывают в дистиллированной, а затем в холодной проточной воде. Обезводороживание выполняют в сушильном шкафу при температуре 150—1800 С в течение 2—3 ч.

Заключительные операции — шлифование, полирование и сортировка пальцев на размерные группы по наружному диаметру.

Изношенные втулки могут быть восстановлены осадкой в зависимости от конструкции в самом шатуне или после выпрессовки. втулки осаживают при помощи специального приспособления и 20-тонного пресса. При осадке втулки по длине уменьшается ее внутренний диаметр. Для получения точного размера и чистой гладкой поверхности втулки подвергают сначала черновому, а затем чистовому развертыванию или растачиванию. В зависимости от диаметра втулку растачивают при скорости резания 200—500 м/мин, подаче 0,03—0,10 мм/об и глубине резания 0,05—0,45 мм.

Источник