Технология ремонта головки цилиндров клапанов пружин клапанов распределительных валов

Технология ремонта головки цилиндров клапанов пружин клапанов распределительных валов

Головка цилиндров. Неисправностями головки цилиндров являются: трещины стенок водяной рубашки и ослабление по­садки втулок; трещины межклапанных перемычек; износ гнезд клапанов; нарушение уплотнения втулок форсунок; коробление привалочной плоскости; повреждение и износ резьбы под шпиль­ки; износ отверстий во втулках клапанов.

Головки с трещинами в стенках водяной рубашки, прохо­дящими через отверстия под направляющие втулки клапанов или втулки форсунок, с пробоинами и изломами бракуют. Перед восстановлением головки цилиндров подвергают гидроиспытанию на герметичность давлением 0,4—0,45 МПа.

В головках цилиндров допускаются мелкие трещины у меж­клапанных перемычек и между отверстиями под распылитель и клапаны, не захватывающие фаски гнезд и не нарушающие герметичность при гидроиспытании. Допускается устанавли­вать перпендикулярно трещине фигурные вставки, которые препятствуют развитию трещины.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

При обнаружении течи через трещины в межклапанных перемычках трещины заваривают холодным (без предваритель­ного нагрева головок) или горячим (с нагревом головки ци­линдра) способом.

Подготовку трещин под заварку холодным способом выпол­няют на вертикально-фрезерном станке. Трещины фрезеруют под углом 10° по всей длине на глубину 14 мм. Для полуавтома­тической сварки применяют выпрямитель типа ВД-301, полу­автомат типа А547-У и сварочную проволоку ПАНЧ-11 диамет­ром 1,2 мм. Заварку производят в несколько слоев с обяза­тельной проковкой каждого слоя в горячем состоянии. Необхо­димо избегать перегрева головки и возобновлять сварку только после охлаждения шва до 50—60 °С. Для качественной заварки следует строго соблюдать режимы сварки: сила сварочного тока 120—140 А, напряжение дуги 14—18 В, скорость сварки 0,20—0,25 см/с; полярность прямая.

Зачистку сварочного шва на плоскости головки, сопрягаемой с блоком, производят на фрезерном станке. Наплавленный шов в глубине клапанных гнезд обрабатывают шлифовальной машин­кой в уровень с ненаплавленной поверхностью. Окончательно форму клапанных гнезд восстанавливают с помощью резцовой оправки или специального расточного приспособления на свер­лильном станке. Сварочный шов на клапанных гнездах снимают заподлицо с основной поверхностью, затем производят легкое фрезерование фасок клапанных гнезд. Наваренные швы после механической обработки должны быть плотными, без пор, рако­вин, трещин и пережогов.

Заварку трещин чугуном горячим способом проводят с нагре­вом головки цилиндров в печи до 600—650° С (до темно-крас­ного цвета). Заваривать трещины можно, не вынимая головки из печи. В этих случаях головку закрывают асбестовыми листами, оставляя открытыми только места заварки.

Трещины перед заваркой разделывают зубилом и сверлом или же модульной фрезой на фрезерном станке. Протяженность разделки должна быть на 8—10 мм больше длины трещины с каждого конца. Всю поверхность, подлежащую сварке, очи­щают до металлического блеска. После механической обработки наваренных мест проверяют головку на герметичность гидро­испытанием под давлением 0,4—0,45 МПа, а также отклонение плоскостности поверхности прилегания головки к блоку. Если отклонение более 0,1 мм, поверхность шлифуют на плоско­шлифовальном станке.

Восстановление клапанных гнезд. Изношенные клапанные гнезда в головке цилиндров восстанавливают, если утопание тарелки нового клапана, вставленного в гнездо, относительно нижней плоскости превышает допустимое техническими усло­виями.

При небольшом износе и прогорании фасок клапанных гнезд с отложением на них нагара фаски исправляют специальными фрезами, зенковками. Если фаска гнезда лишь покрыта нага­ром и повреждение ее поверхности незначительно, можно огра­ничиться очисткой фаски и притиркой к ней клапана. После притирки клапана на конических поверхностях клапана и гнезда должна быть ровная матовая полоса шириной не менее 2 мм. Риски на матовой поверхности и разрыв ее не допускаются.

Рис. 101. Обработка клапанных гнезд фрезерованием:
а — черновой фрезой с углом 45°, б — фрезой с углом 15°, в — фрезой с углом 75°, г — чистовой фрезой с углом 45°; 1 — оправка, 2 — направляющая втулка клапана

При восстановлении клапанных гнезд (рис. 101) фрезеро­вание производят в следующем порядке: сначала фрезеруют черновой (зубчатой) фрезой с углом 45°, затем фрезами с угла­ми 75 и 15° и чистовой (гладкой) фрезой с углом 45°. Ширина фаски должна быть 2—3,5 мм, разномерность фаски — не бо­лее 0,3 мм. Фрезеровать клапанные гнезда следует только при малоизношенных или новых втулках клапанов.

Направляющий стержень фрезы должен плотно входить во втулку, иначе фаски клапанных гнезд могут сместиться относительно направляющих втулок и притирка клапанов будет невозможна. Биение кони­ческой поверхности гнезда клапана относительно поверхности от­верстия под клапан во втулке допускается не более 0,06 мм. При фрезеровании фасок нужно снимать как можно меньше металла.

Изношенные и поврежденные клапанные гнезда восстанавли­вают наплавкой чугуном или запрессовкой вставных седел-колец в расточенные гнезда. Наплавку гнезд, как и заварку трещин, производят с нагревом головки в печи до температуры 600… 650 °С. Для наплавки применяют чугунные прутки диаметром 8—12 мм, в качестве флюса — мелко толченую прокаленную буру или ее 50%-ную смесь с просушенной кальцинированной содой.

Наплавкой клапанные гнезда восстанавливают в такой после­довательности: подготовка головки, наплавка, охлаждение голов­ки и механическая обработка. Из головок, годных для восста­новления клапанных гнезд, вывертывают шпильки и вынимают втулки форсунок. Гнезда, подлежащие наплавке, зачищают фрезой с углом 45°. В отверстия под распылитель форсунки вставляют специальные стержни, изготовленные формовкой из смеси, состоящей из 40% огнеупорной глины и 60% серебристого графита. Гнезда наплавляют последовательным наложением металла по окружности гнезда. После наплавки гнезд головку цилиндров медленно охлаждают. Наплавленная поверхность должна быть плотной, без пор, раковин, трещин, пережогов и шлаковых включений.

Резцовой оправкой на сверлильном станке наплавленные клапанные гнезда (под впускной и выпускной клапаны) растачи­вают. После растачивания выправляют фрезами фаски гнезд. Если привалочная плоскость головки цилиндров имеет коробление, ее прошлифовывают.

Восстановление клапанных гнезд с запрессовкой вставных се­дел состоит из следующих операций: растачивание гнезд под седла в головке цилиндров, изготовление седел-колец, запрессовка их в головку и раскернивание по окружности седла. Гнезда под вставные седла-кольца зенкеруют на радиально-сверлильном стан­ке и растачивают на алмазно-расточном станке или с помощью приспособления на сверлильном станке.

Перед запрессовкой седел и направляющих втулок клапанов головку цилиндров нагревают до 80—90 °С, а седла клапанов ох­лаждают до —50 °С. После запрессовки седел производят обжатие по месту сопряжения седла и головки цилиндра на прессе в восьми точках до упора в седло. Отверстия направляющих втулок кла­панов развертывают на радиально-сверлильном станке. После запрессовки седел фаски гнезд фрезами доводят до необходимых размеров.

Резьбовые отверстия с сорванной (не более двух смежных ни­ток) резьбой восстанавливают перерезанием на ремонтный размер с установкой в них ступенчатых шпилек и болтов ремонтного размера. Дефектные разьбовые отверстия восстанавливают также методом постановки спиральных вставок. При износе направля­ющих втулок клапанов их развертывают на ремонтный размер под ремонтные клапаны.

При установке втулок форсунок обязательно заменяют резино­вые уплотнительные кольца. Восстановленные головки цилиндров после установки втулок форсунок испытывают на герметичность.

Выпускные и впускные клапаны. Необходимость ремонта кла­панов вызывается износом и подгоранием поверхностей фасок тарелок и износом стержней по диаметру и торцу. Износ фасок тарелок клапанов устраняют шлифованием поверхности фаски.

До шлифования клапаны проверяют индикатором на призмах на биение поверхности фаски тарелки клапана и его стержня. Если биение поверхности фаски относительно стержня клапана до шлифования более 0,2 мм, то клапан выправляют, а затем шли­фуют до выведения следов износа.

Изношенную поверхность фаски клапана можно восстановить плазменной наплавкой на станке ОКС-11231. В качестве наплавоч­ного материала используют хромоникелевые сплавы.

Рис. 102. Притирка клапана и его гнезда вручную:
1 — головка, 2— пружина, 3—клапан, 4 — приспособление для притирки

Клапаны в головке цилиндров притирают на станке или вруч­ную коловоротом (рис. 102) с применением шлифовальных по­рошков. После притирки поверхности фасок клапанов гнезда в го­ловке должны иметь вид сплошного матового пояска шириной 2—3 мм. Лучше, если притертый поясок располагается посередине поверхности фаски клапана. После притирки клапанов важно тща­тельно промыть и очистить головку цилиндров от притирочной пасты и металлических стружек. Качество притирки проверяют заливкой в каналы головки керосина. Течь керосина через со­пряжение клапан — гнездо не допускается.

Коромысла клапанов. У коромысел клапанов чаще всего изна­шиваются бойки, внутренние поверхности втулок, поверхности отверстий коромысел под втулку, повреждается резьба.

Боек коромысла шлифуют до удаления следов износа. Если высота бойка после шлифования будет меньше допустимой без ремонта (для двигателей Д-108, Д-160—23 мм; А-0,1М; А-41 — 19 мм; СМД-14, СМД-15—13,8 мм), то его наплавляют, а затем шлифуют до нормального размера.

Изношенную втулку коромысла выпрессовывают и на ее место запрессовывают новую с требуемым натягом. Отверстие втулки развертывают до нормального размера. При ослаблении посадки втулки отверстие коромысла развертывают до ремонтного размера, обеспечивая натяг согласно чертежу.

Рис. 103. Прибор для проверки упругости пружин:
1 — разновесы, 2— линейка, 3—реечный пресс, 4 — указатель

Пружины клапанов. У пружин во время эксплуатации двига­теля ухудшается упругость, появляется остаточная деформация, т. е. уменьшается длина пружин в свободном состоянии.

Для проверки упругости пружин применяют прибор на базе весов (рис. 103) с диапазоном шкалы ±100 г. На правой тарелке весов закреплена линейка с миллиметровой шкалой. Масса правой тарелки вместе с линейкой должна быть равна массе левой тарелки. Нагрузку создают разновесы. На станине весов закреплен реечный пресс, состоящий из стойки и зубчатой рейки.

Для определения, по линейке длины пружины используют указатель. Пружину на приборе сжимают до рабочей длины и по показанию весов определяют ее упругость.

Распределительный вал. У распределительного вала изнаши­ваются опорные шейки и кулачки. Поверхность кулачков вала, изношенную более чем на 1 мм, восстанавливают наплавкой чугуном или сормайтом.

Наплавленный вал проверяют на изгиб в центрах индика­тором, ножку которого устанавливают на изношенные участки поверхности средних опорных шеек. Биение более 0,15 мм устра­няют правкой вала.

Наплавленные кулачки шлифуют на шлифовально-копировальном станке или шлифовальном станке с копировальным при­способлением. После шлифования кулачки полируют шлифоваль­ной шкуркой.

Рис. 104. Сборка клапанного механизма:
1 — приспособление, 2 — головка цилиндров

На поверхности кулачков допускаются мелкие точечные ра­ковины размером не более 1 мм. Биение цилиндрической по­верхности кулачков относительно оси крайних опорных шеек вала должно быть не более 0,05 мм.

Опорные шейки распределительного вала шлифуют под умень­шенный ремонтный размер. В этом случае в блок необходимо устанавливать втулки ремонтного размера. Изношенную шейку под распределительную шестерню восстанавливают железнением или наплавкой и обработкой под нормальный размер. Шпоноч­ную канавку фрезеруют под увеличенный размер. Смещение шпоночной канавки относительно диаметральной плоскости до­пускается не более 0,05 мм, а биение поверхности шейки — не более 0,03 мм.

Сборка. При сборке головки цилиндров необходимо соблю­дать следующие требования. Головку цилиндров при ремонте очищают от накипи, нагара, окалины, сварочного шлака и за­грязнений. Сварочные швы обрабатывают заподлицо с основной поверхностью.

На поверхности разъема с блоком допускаются мелкие трещи­ны между отверстиями под распылитель форсунки и гнездами под клапаны, не захватывающие полностью фаски гнезд и не нарушающие герметичности водяной рубашки.

Перед запрессовкой втулки форсунки канавки под резиновые уплотнительные кольца смазывают железным суриком или цин­ковыми белилами.

Клапанный механизм собирают с помощью приспособления для сжатия пружин клапанов (рис. 104). Стержни клапанов должны перемещаться в направляющих втулках без заеданий и заметного поперечного покачивания. Правильно подобранный по отверстию втулки и слегка смазанный клапан должен медлен­но, без зависания опускаться под действием собственного веса.

Герметичность сопряжения клапан — гнездо проверяют опрессовкой воздухом при давлении не менее 0,05 МПа. Допу­скается проверять герметичность заливкой керосина во впускные окна. Пропуск воздуха или керосина через сопряжение клапан — гнездо в течение 3 мин не допускается.

Герметичность головки цилиндров в сборе с втулкой форсун­ки проверяют испытанием водой под давлением не менее 0,40 МПа в течение 3 мин. Течь и каплеобразование не допускаются.

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