Основой любых силовых агрегатов и главной составляющей двигателей внутреннего сгорания является сложный газораспределительный механизм (ГРМ). Назначение газораспределительного механизма состоит в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. На такте впуска он открывает впускной клапан, смесь, состоящая из воздуха и топлива или воздуха (для дизельных двигателей), попадает в камеру сгорания. На такте выпуска — открытием выпускного клапана из камеры сгорания ГРМ удаляет отработанные газы.
Устройство газораспределительного механизма
Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:
- Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
- Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
- Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
- Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
- Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.
Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.
Работа газораспределительного механизма
Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:
- Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
- Сжатие.
- Рабочий ход.
- Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.
Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.
- Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала , который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
- Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
- Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания , когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
- Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.
Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.
Основные неисправности газораспределительного механизма:
- Уменьшение компрессии и хлопки в трубопроводах. Как правило, происходит после появления нагара, раковин на поверхности клапана, их прогорания, причиной чего является не плотное прилегания впускных и выпускных клапанов к седлам. Также оказывают влияние такие факторы, как деформации ГБЦ , поломка или износ пружин, заедание клапанного стержня во втулке, полное отсутствие промежутка между коромыслом и клапанами.
- Уменьшение мощности, троение мотора, а также металлические стуки. Появляются эти признаки, потому что впускные и выпускные клапана не полностью открываются, и часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания цилиндра. Следствием этого является большой тепловой зазор или поломка гидрокомпенсатора, что и становится причиной неполадки и не штатной работы клапанов.
- Механический износ деталей, таких как: направляющих втулок коленвала, шестерни распредвала , а также смещение распредвала. Механический износ деталей, как правило, происходи при достаточном сроке работы мотора и работы двигателя в критических пределах.
- Так же происходит выход из строя двигателя по причине износа зубчатого ремня, который имеет свой гарантийный срок службы, цепи, которая при длительном сроке работы и постоянном на нее воздействии становится менее работоспособной, успокоителя цепи и натяжителя зубчатого ремня.
В данных случаях не редко заменяют газораспределительный механизм, однако возможен и ремонт поврежденной детали газораспределительного механизма.
Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки - неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.
Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:
- возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
- формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
- неисправность пружин клапанов.
Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.
Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:
- определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
- измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
- измеряют промежуток между клапаном и седлом.
Измерение фаз газораспределения
Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.
Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом
Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.
Данный метод не может дать результата при диагностировании ГРМ, когда неравномерен износ торца штока и бойка коромысла, а трудоемкость этого метода весьма значительная. Увеличить точность замеров позволяет особое устройство, которое состоит из корпуса и индикатора по типу часов. Подпружиненная подвижная рама содержит персональное соединение с ножкой этого индикатора. Раму фиксируют между коромыслом и клапанной пружиной. Когда открывается клапан, в период поворота коленвала, на индикаторе ставят 0. Распознает тепловой зазор последующее показание прибора, снимаемое в период поворота коленвала.
Определение промежутка между клапаном и седлом
Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.
Процесс ремонта ГРМ
Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.
На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.
Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.
Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Основными неисправностями механизма газораспределения являются нарушение тепловых зазоров клапанов; вытягивание зубчатого ремня и износ зубчатых шкивов или цепи и звездочек привода; износ маслоотражательных колпачков; ослабление креплений крышек подшипников распределительного вала; неплотное закрытие клапанов вследствие изнашивания их головок и седел, а также снижения упругости клапанных пружин; износ подшипников, шеек и кулачков распределительного вала, а также других деталей клапанного механизма (толкателей, поршней и их осей, клапанов, их втулок и седел).
Нарушение регулировок и износ деталей механизма газораспределения сопровождаются повышенной шумностью и стуками при работе двигателя, потерей им мощности, а также повышенным дымлением и расходом масла (при износе маслоотражательных колпачков, когда масло начинает просачиваться в камеры сгорания цилиндров через клапаны). Необходимость ремонта или регулировки механизма газораспределения определяется по результатам проверки его технического состояния на автомобиле.
Проверка технического состояния механизма газораспределения заключается в оценке состояния его деталей по шумам и стукам, расходу сжатого воздуха, подаваемого в цилиндры, и компрессии, по измерениям изменений разряжения во впускном трубопроводе, а также упругости клапанных пружин.
По шумам и стукам определяются растяжение и износ цепи и звездочек привода газораспределительного механизма, износ подшипников и опорных шеек распределительного вала, увеличенные зазоры в клапанном механизме вследствие нарушения регулировки или износа его деталей.
По расходу сжатого воздуха и падению компрессии устанавливают нарушение герметичности клапанов вследствие износа посадочных поверхностей их седел и головок (при наличии нормальных тепловых зазоров клапанов). Расход сжатого воздуха определяется с помощью прибора К-69М, как это было описано выше. Поскольку повышенный расход воздуха одновременно характеризует состояние как кривошипно-шатунного механизма, так и механизма газораспределения, для уточнения конкретной причины повышенного расхода сжатого воздуха производится повторное измерение расхода после заливки в цилиндр небольшого (25...30 г) количества моторного масла, так же, как и при измерении компрессии. Если при этом расход сжатого воздуха восстанавливается до требуемой величины, то детали клапанного механизма находятся в удовлетворительном состоянии, а если нет - то потребуется снять головку цилиндров для ремонта (притирки клапанов, замены изношенных деталей).
По результатам измерений определяется необходимость разборки и ремонта механизма газораспределения (снятия и ремонта или замены головки цилиндров, распределительного вала, деталей клапанного механизма).
Проверка упругости пружин клапанов производится как без снятия их с двигателя, так и после разборки клапанного механизма. Для контроля пружин непосредственно на двигателе необходимо снять клапанную крышку, установить поршень соответствующего цилиндра в ВМТ такта сжатия и с помощью прибора КИ-723 измерить усилие, необходимое для сжатия пружин. Если оно окажется меньше предельно допустимого, то производят замену пружин или подкладывают под нижнюю опорную тарелку дополнительную шайбу.
Проверка и регулировка тепловых зазоров в приводе клапанов необходимы для обеспечения эффективной работы и долговечности двигателя. При увеличенном тепловом зазоре появляется частый металлический стук клапанов, хорошо прослушиваемый при малой частоте вращения на холостом ходу. При этом происходят усиленное изнашивание торцов стержней клапанов, наконечников стержней или регулировочных шайб, падение мощности двигателя, так как сокращается время нахождения клапанов в открытом положении и вследствие этого ухудшается наполнение горючей смесью и очистка цилиндров от отработавших газов. При малом зазоре или его отсутствии у выпускных клапанов появляются хлопки из глушителя, а у впускных - из карбюратора. При этой неисправности клапаны неплотно садятся в седлах, что приводит к снижению компрессии, уменьшению мощности двигателя и обгоранию головок клапанов.
Для предотвращения этих неисправностей нужно периодически проверять и своевременно регулировать тепловые зазоры, а при износах клапанов и седел притирать их к седлам или заменять. Проверка и регулировка зазоров в приводе клапанов производится на холодном двигателе при температуре 15.,.20°С.
Техническое обслуживание механизма газораспределения. Ежедневно при контрольном осмотре автомобиля после прогрева двигателя необходимо на слух убедиться в отсутствии стуков при различной частоте вращения коленчатого вала.
После первых 2000 км пробега, а в дальнейшем через 30 000 км на двигателях надо подтягивать гайки крепления крышки подшипников распределительного вала в установленной последовательности моментом 18,4...22,6 Н м (1,9...2,3 кгс-м).
После каждых 15 000 км пробега необходимо проверять состояние и степень натяжения ремня привода распределительного вала и натягивать его. При наличии складок, трещин, расслоения, замасливания и разлохмачивания приводного ремня возникает опасность разрыва при работе двигателя, поэтому в этом случае он должен быть заменен ранее установленного срока (60 000 км пробега). В случае замасливания ремень тщательно протирают ветошью, смоченной бензином.
После каждых 30 000 км пробега (а при необходимости и раньше) надо проверять и регулировать тепловые зазоры клапанов. После каждых 60 000 км пробега рекомендуется производить замену зубчатого ремня привода распределительного вала и маслоотражательных колпачков.
Характерными работами при ТР КШМ и ГРМ является замена гильз, поршней, поршневых колец, поршневых пальцев, вкладышей шатунных и коренных подшипников, клапанов, их седел и пружин, толкателей, а также шлифование и притирка клапанов и их седел.
Замена гильз блока цилиндров производится в случаях, когда их износ превышает допустимый, при наличии сколов, трещин любого размера и задиров, а также при износе верхнего и нижнего посадочных поясков.
Извлечь из гильзы из блока цилиндров достаточно трудно. Поэтому их выпрессовывают с помощью специального съемника, захваты которого зацепляют за нижний торец гильз.
Перед запрессовкой новой гильзы ее необходимо подобрать по блоку цилиндров таким образом, чтобы ее торец выступал над плоскостью разъема с головкой блока. Для этого гильзу устанавливают в блок цилиндров без уплотнительных колец, накрывают поверочной плитой и щупом замеряют зазор между плитой и блоком цилиндров.
Гильзы, установленные в блок без уплотнительных колец, должны свободно проворачиваться. Перед окончательной постановкой гильз следует проверить состояние посадочных отверстий под них в блоке цилиндров.
Гильзы, установленные в блок без уплотнительных колец, должны свободно проворачиваться. Перед окончательной постановкой гильз следует проверить состояние посадочных отверстий под них в блоке цилиндров. Если они сильно поражены коррозией или имеют раковины, необходимо отремонтировать их нанесением слоя эпоксидной смолы, смешанной с чугунными опилками, который после застывания прочистить заподлицо. Края верхней части блока, которые первыми соприкасаются с резиновыми уплотнительными кольцами при запрессовке гильзы, должны быть зачищены шлифовальной шкуркой для предотвращения повреждений уплотнительных колец в процессе запрессовки.
Гильзы с установленными на них резиновыми уплотнительными кольцами запрессовывают в блок цилиндров с помощью пресса. Можно это сделать и с помощью специального приспособления, устройство и работа которого ясны из рис. 7. При надевании уплотнительных колец их нельзя сильно растягивать, а также скручивать в канавке гильзы цилиндров.
Рис. 7. Приспособление для запрессовки гильзы
1- плита; 2 -винт; 3 -шпилька;4 - опорный диск.
Замена поршней производится при образовании на поверхности юбки глубоких задиров, прогорании днища и поверхности поршня в зоне верхнего компрессионного кольца, при износе верхней канавки под поршневое кольцо больше допустимого.
Замену поршня делают без снятия двигателя с автомобиля: сливают масло из поддона картера, снимают головку блока и поддон картера, расшплинтовывают и отворачивают гайки шатунных болтов, снимают крышку нижней головки шатуна и вынимают вверх поврежденный поршень в сборе с шатуном и поршневыми кольцами. Затем вынимают из отверстий в бобышках стопорные кольца, с помощью пресса выпрессовывают поршневой палец и отделяют поршень от шатуна. В случае необходимости тем же прессом выпрессовывают бронзовую втулку верхней головки шатуна.
Перед заменой поршня необходимо сначала подобрать его по цилиндру. Для этого необходимо выбрать поршень, размерная группа которого соответствует размерной группе гильзы (цилиндра), и проверить лентой – щупом зазор между поршнем и гильзой (см. рис. 8).
Рис. 8. Проверка зазора между поршнем и цилиндром
Для этого поршень вставляют в цилиндр головкой вниз так, чтобы край юбки совпадал с торцом гильзы, а лента – щуп, вставленная между гильзой и поршнем, находилась в плоскости, перпендикулярной оси пальца. Затем динамометром протягивают ленту – щуп и измеряют усилие протягивания, которое должно находится в пределах допустимого. Размеры лента – щупа и усилие протягивания для разных моделей двигателя приведены в инструкции по эксплуатации или в руководстве по ремонту.
При сборке двигателей, снятых с автомобиля, подбор поршней по цилиндрам осуществляется аналогическим образом, так же подбирают поршни при сборке двигателей на заводах – изготовителях.
При замене поршней на АТП, кроме подбора поршня по цилиндру, следует обеспечить соблюдение еще одного важного требования ТУ на сборку двигателей: диаметр отверстия в бобышках поршня, диаметр поршневого пальца и диаметр отверстия в бронзовой втулке верхней головки шатуна должна иметь одну размерную группу. Поэтому перед сборкой комплекта “поршень – палец - шатун” необходимо убедится, что маркировка, нанесенная краской, на одной из бобышек поршня, на торцах пальца и верхней головки шатуна выполнена одной краской.
Перед тем как соединять поршень с шатуном, последний необходимо проверить на параллельность осей головок. Делается это на контрольном приспособлении с индикаторными головками (см. рис.9).
Рис. 9. Приспособление для проверки и правки шатуна 1 - рукоятка для выбивания скалки; 2, 6 - малая и большая скалки; 3 - направляющие ползуна; 4 ~ индикаторы;. 5 - коромысло; 7 - стойки
При деформации превышающей допустимые пределы, шатун правят. Затем поршень помещают в ванну с жидким маслом, нагревают до температуры 60˚С и с помощью оправки запрессовывают поршневой палец в отверстия бобышек поршня в верхней головки шатуна. После запрессовки в канавки бобышек вставляют стопорные кольца.
Аналогическим образом, начиная со снятия головки блока цилиндров и поддона картера, поступают в случае необходимости замены втулки верхней головки шатуна, поршневого пальца и поршневых колец. Негодные втулки выпрессовывают, а на их место запрессовывают новые, обеспечивая при этом необходимый натяг. Затем втулки растачивают на горизонтально – расточном станке или обрабатывают с помощью развертки.
Перед установкой поршня в сборе с шатуном в блоке цилиндров проводят установку комплекта поршневых колец в канавки поршня. Зазор между компрессионным кольцом и канавкой поршня определяется щупом (см. рис. 10), обкатывая кольцо по канавке поршня. Кроме того, кольца проверяют на просвет, для чего вставляют их в верхнюю неизношенную часть гильзы цилиндра и визуально оценивают плотность прилегания.
Рис. 10. Проверка зазора между кольцом и канавкой поршня
Зазор в замке определяют щупом (см. рис. 11) и в случае, когда он меньше допустимого, концы колец спиливают. После этого кольцо повторно проверяют на просвет и только потом с помощью специального приспособления, разжимающего кольцо за торцы в замке, устанавливают в канавки поршней.
Рис. 11. Проверка зазора в стыке поршневого кольца
Стыки (замки) соседних колец равномерно разводят по окружности. Компрессионные кольца на поршень устанавливают фаской вверх. При этом они должны свободно вращаться в канавках поршня. Установка поршней в сборе с кольцами в цилиндры двигателя осуществляется с помощью специального устройства.
Замена вкладышей коленчатого вала проводится при стуке подшипников и падении давления в масляной магистрали ниже 0,5 кгс/см 2 при частоте вращения 500 – 600 об/мин. и исправно работающих в масляном насосе и редукционных клапанах. Необходимость замены вкладышей обусловлена диаметральным зазором в коренных и шатунных подшипниках: если он более допустимого, вкладыши заменяют новыми. Номинальный зазор между вкладышами и коренной шейкой должен составлять 0,026 – 0,12 мм, между вкладышами и шатунной шейкой 0,026 – 0,11мм в зависимости от модели двигателя.
Зазор в подшипниках коленчатого вала определяют с помощью контрольных латунных пластинок. Пластинку, смазанную маслом укладывают между шейкой вала и вкладышем, а болты крышки подшипника затягивают динамометрическим ключом с определенным для каждого двигателя моментом. При проверке одного подшипника болты остальных должны быть ослаблены. Так поочередно проверяются все подшипники.
Необходимо, чтобы на поверхности шеек коленчатого вала не было задиров. При наличии задиров и износа заменять вкладыши нецелесообразно. В этом случае необходима замена коленчатого вала.
После проверки состояния шеек коленчатого вала вкладыши требуемого размера промывают, протирают и устанавливают в постели коренных и шатунных подшипников, предварительно смазав поверхность вкладыша и шейки моторным маслом.
Основными неисправностями головки блока являются трещины на поверхности сопряжения с блоком цилиндров, трещины на рубашке охлаждения, коробление поверхности сопряжения с блоком цилиндров, износ отверстий в направляющих втулках клапанов, износ и раковины на фасках седел клапанов, ослабление посадки седел клапанов в гнездах.
Трещины длиной более 150 мм, расположенные на поверхности сопряжения головки цилиндров с блоком, заваривают. Перед сваркой в концах трещин головки, изготовленной из алюминиевого сплава, сверлят отверстия диаметром 4 мм и разделывают ее по всей длине на глубину 3 мм под углом 90˚. Затем головку нагревают в электропечи до 200˚С и после зачистки шва металлической щеткой заваривают трещину ровным швом постоянным током обратной полярности, используя специальные электроды.
Трещины длиной до 150 мм, расположенные на поверхности рубашки охлаждения головки цилиндров, заделывают эпоксидной пастой. Предварительно трещину разделывают так же, как для сварки, обезжиривают ацетоном, наносят два слоя эпоксидной композиции, смешанной с алюминиевыми опилками. Затем головку выдерживают в течении 48ч. при 18–20˚С.
Коробление плоскости сопряжения головки с блоком цилиндров устанавливают шлифованием или фрезерованием. После обработки головки проверяют на конкретной плите. Щуп толщиной 0,15 мм не должен проходить между плоскостью головки и плитой.
При износе отверстий в направляющих втулках клапанов их заменяют новыми. Отверстиях новых втулок разворачивают до номинального или ремонтного размеров. Для выпрессовки и запрессовки направляющих используют оправку и гидравлический пресс.
Износ и раковины на фасках седел клапанов устраняют притиркой или шлифованием. Притирку выполняют с помощью пневматической дрели, на шпинделе которой установлена присоска.
Для притирки клапанов применяют притирочную пасту (15г микропорошка белого электрокорунда М20, 15г карбида бора М40 и моторное масло М10Г 2 или М10В 2) или пасту ГОИ. Притертые клапан и седло должны иметь по всей длине окружности фаски ровную матовую полоску а ≥1,5 мм.
Качество притирки проверяют также приборов (см. рис. 12), создающим над клапанов избыточное давление воздуха. После достижения давления 0,07 МПа оно не должно заметно снижаться в течении 1 мин.
Рис. 12. Проверка качества притирки клапанов
В случае когда восстановить фаски седел притиркой не удается, седла зенкуют с последующим шлифованием и притиркой. После зенкования рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразивными кругами под соответствующий угол, а затем притирают клапаны. При наличии на фаске раковин и при ослаблении посадки седла в гнезде головки блока его выпрессовывают с помощью съемника (см. рис. 13)а, а отверстие растачивают под седло ремонтного размера. Изготовленные из высокопрочного чугуна седла ремонтного размера запрессовывают с помощью специальной оправки (см. рис. 13б) в предварительно нагретую головку блока, а затем зенковками формируют фаску седла.
Рис. 13. Замена седла клапана
а - выпрессовывание седла съемником; б - запрессовывание седла; 1 - корпус съемника; 2 - натяжная гайка; 3 - шайба; 4 - винт разжимного конуса; 5 - специальная гайка с тремя лапками; 6 - стяжная пружина; 7 - разжимной конус лапок; 8 - лапка съемника; 9 и 12 - вставные седла; 10 - головка цилиндров; 11 - оправка.
Характерными неисправностями клапанов является износ и раковины на фаске клапана, износ и деформация стержней клапанов, износ торца клапана. При дефектации клапанов проверяют прямолинейность стержня и биение рабочей фаски головки относительно стержня. Если биение больше допустимого, клапан правят. При износе стержня клапана его шлифуют под один из двух предусмотренных ТУ ремонтных размеров на бесцентрово – шлифовальном станке. Изношенный торец стержня клапана шлифуют “как чисто” на заточном станке.
Для шлифования изношенной фаски используют станки модели Р108. На нем же шлифуют цилиндрическую поверхность изношенных толкателей под один из двух предусмотренных ТУ ремонтных размеров, изношенные сферические поверхностей толкателей и коромысел.
Изношенные бронзовые втулки в коромыслах заменяют новыми и рассчитывают до номинального или ремонтного размера.
На крупных АТП и в автотранспортных объединениях, имеющих специализированные участки по восстановлению деталей, осуществляют ремонт коленчатых и распределительных валов. Изношенные коренные и шатунные шейки коленчатых валов, а также опорные шейки распределительных валов шлифуют под ремонтные размеры на круглошлифовальном станке. После шлифования шейки коленчатого и распределительного валов полируют абразивной лентой или пастой ГОИ. Изношенные кулачки распределительного вала шлифуют на копировально – шлифовальном станке.
Основными дефектами распределительного вала являются изгиб, износ опорных шеек и шейки под распределительную шестерню, износ кулачков. Биение промежуточных опорных шеек проверяют при установке вала в призмы на крайние опорные шейки. Допустимое биение определено техническими условиями. Если биение превышает допустимое значение, то вал правят под прессом. Изношенные шейки шлифуют на меньший диаметр до одного из ремонтных размеров. После шлифования на меньший диаметр до одного из ремонтных размеров. После шлифования шейки полируют абразивной лентой или пастой ГОИ. При этом осуществляют замену изношенных опорных втулок на новые. Внутренние диаметры новых запрессованных втулок обрабатывают разверткой или расточкой резцом под размер перешлифованных шеек распределительного вала. Опорные шейки вала, вышедшие из ремонтных размеров, можно восстанавливать хромированием или осталиванием под номинальный или ремонтный размер.
Небольшой износ кулачков устраняют шлифованием на копировально-шлифовальном станке. При значительном износе вершину кулачка можно восстановить наплавкой сормайтом N 1 с последующим предварительным шлифованием на электрошлифовальной установке и окончательной обработкой на копировально-шлифовальном станке.
Наиболее часто встречающимися дефектами к л а п а н о в являются износ и обгорание рабочей фаски, деформации тарелки (головки), износ и изгиб стержня. Клапаны с небольшим износом рабочей фаски восстанавливают притиркой к седлу. При значительных износах или наличии глубоких раковин и рисок осуществляют шлифование и притирку. После шлифования фаски высота цилиндрической части головки клапана должна быть не менее установленной техническими условиями.
Изношенный стержень клапана можно восстановить хромированием или осталиванием с последующим шлифование до номинального размера. Изношенный торец стержня клапана шлифуют до получения гладкой поверхности. У т о л к а т е л е й к л а п а н о визнашиваются сферическая и цилиндрическая поверхности.
При текущем ремонте двигателя притирают клапаны к рабочим фаскам седел, если на рабочих фасках клапанов и седел имеются незначильные повреждения. Точечные раковины, риски и другие повреждения на рабочих фасках клапанов и седел устраняют шлифованием с последующей притиркой. После шлифования рабочей фаски высота цилиндрической части головки клапана должна быть не менее 0,5 мм. Изношенные клапанные гнезда восстанавливаются шлифованием, зенкованием и запрессовкой новых колец
Отремонтированные клапаны притирают к седлам специальными пастами: смеси абразивного микропорошка с маслом двигателя. Каждая паста имеет свой номер. Грубые пасты от 18 до 40 номера имеют светло-зеленый цвет; средние пасты от 8 до 17 номера темиозеленый цвет, тонкие пасты от 1 до 7 номера - черный цвет с зеленоватым оттенком.
Тонкий слой пасты наносят на фаску клапана, стержень клапана смазывают чистым моторным маслом. Процесс притирки считается законченным, если поясок клапана и его седла имеют ширину не менее 1,5 мм по всей окружности матового цвета.
После окончания притирки клапаны промывают в керосине и продувают сжатым воздухом. Головку цилиндров моют в керосине, предварительно закрыв отверстия втулок тампонами.
Качество притирки можно проверить по карандашным полоскам или специальным прибором. В первом случае на рабочую поверхность фаски клапана карандашом наносят полосы, после чего устанавливают клапан в седло, прижимают и поворачивают его на 1/4 оборота. Если карандашные пометки исчезнут, то клапан притерт хорошо.
Сборка газораспределительного механизма .
Перед установкой распределительного вала тщательно проверяют его состояние. Внешним осмотром проверяют, нет ли задиров на поверхности кулачков, шеек и эксцентрика. При наличии задиров на кулачках распределительный вал заменяют. Для проверки прямолинейности вала его устанавливают крайними опорами на призмы и проверяют индикатором биение средней шейки вала. При увеличенном биении шейки валподлежит правке.
Распределительный вал перед установкой в блок протирают салфеткой и покрывают моторным маслом. При установке особое внимание обращают на совмещение меток, расположенных на торцах шестерен газораспределения.
Снятие и установке головки цилиндров на автомобиле ВАЗ2115-14.
Головку цилиндров снимают с двигателя на автомобиле, если для устранения неисправности не требуется разбирать весь двигатель. Например, если необходимо удалить нагар с поверхности камер сгорания и клапанов или заменть клапаны или направляющие втулки клапанов.
Снимают головку цилиндров в следующем порядке:
Устанавливают автомобиль на подъёмник и убирают давление в системе подачи топлива. Для этого отсоединяют колодку жгута проводов системы зажигания, запускают двигатель, дают ему поработать до остановки, а затем включают стартер на 3 с для выравнивания давления в трубопроводах;
Отсоединяют провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи;
Поднимают автомобиль и сливают охлаждающую жидкость из радиатора и блока цилиндров, для чего открывают кран отопителя т отворачивают сливные пробки на радиаторе и блоке цилиндров;
Отсоединяют приёмную трубу глушителей от выпускного коллектора, снимают кронштейн подводящей трубы насоса охлаждающей жидкости и поддерживающие кронштейны впускной трубы;
Опускают автомобиль, отсоединяют шланги подвода и слива топлива от трубок на двигателе. Закрывают отверстия шлангов и трубок, чтобы в них не попала грязь;
Отсоединяют трос привода акселератора от дроссельного патрубка и от кронштейна на ресивере;
Снимают шланги вытяжной вентиляции картера, отсоединив их от патрубков на крышке головки цилиндров, от шланга впускной трубы и от дроссельного патрубка;
Ослабляют стяжные хомуты и отсоединяют от дроссельного патрубка шланг впускной трубы, шланг продувки адсорбера (если на автомобиле имеется система улавливания паров бензина), шланги подвода и отвода охлаждающей жидкости;
Отсоединяют от ресивера шланг отбора разрежения к вакуумному усилителю тормозов;
Отсоединяют провода от свечей зажигания, от датчиков контрольной лампы давления масла и указателя температуры охлаждающей жидкости, от дроссельного патрубка и от датчика температуры на отводящем патрубке рубашки охлаждения; отсоединяют провода от жгута проводов форсунок;
Отсоединяют шланги от отводящего патрубка рубашки охлаждения двигателя;
Снимают переднюю защитную крышку зубчатого ремня и крышку головки цилиндров;
Устанавливают рычаг переключения передач в нейтральное положение и поворачивают по часовой стрелке коленчатый вал в такое положение, чтобы метка на маховике, видимая в люке картера сцепления, находилась против среднего деления шкалы. При этом метка на шкиве распределительного вала должна находиться против установочной метки на задней крышке зубчатого ремня;
Отворачивают гайку крепления натяжного ролика и снимают его вместе с дистанционной шайбой, снимают ремень со шкива распределительного вала;
Придерживают шкив распределительного вала от проворачивания приспособлением 67.7811.9509, отворачивают болт крепления и снимают шкив со шпонкой;
Отворачивают гайку крепления задней крышки зубчатого ремня к головке цилиндров;
Отворачивают болты крепления и снимают головку цилиндров с прокладкой.
Устанавливают головку цилиндров в порядке, обратном снятию. Прокладку между головкой и блоком цилиндров повторно применять не допускается, поэтому заменяют её новой.
Если болты крепления головки цилиндров вытянулись и их длина превышает 135,5 мм, то заменяют болты новыми. Болты затягивают в четыре приёма.
После установки головки цилиндров регулирую натяжение ремня и привод акселератора. Проверяют и при необходимости регулируют зазоры в клапанном механизме. Проверяют работу системы управления двигателем.
Разборка и сборка головки цилиндров.
Разборка. Если требуется замена только какой-либо одной детали, то можно не разбирать полностью головку цилиндров и снять только то, что необходимо для замены.
Устанавливают головку цилиндров на подставку, снимают ресивер с дроссельным патрубком, а затем жгут проводов форсунок, топливную рампу, впускную трубу и выпускной коллектор.
Снимают отводящий патрубок рубашки охлаждения двигателя с датчиком температуры. Выворачивают датчик указателя температуры охлаждающей жидкости, датчик контрольной лампы давления масла и свечи зажигания.
Снимают корпусы подшипников 3 и 6 (Приложение 6) распределительного вала. Вытаскивают распределительный вал 2 из опор головки цилиндров и снимите с него сальник 7.
Вытаскивают из отверстий головки цилиндров толкатели 11 (Приложение 7) клапанов с регулировочными шайбами 10. Освобождают клапаны от сухарей 9, сжимая пружины клапанов приспособлением 67.7823.9505 (Приложение 8). Снимаю пружины с тарелками. Поворачивают головку цилиндров и вытаскивают с нижней стороны клапаны. Снимают маслоотражательные колпачки с направляющих втулок и опорные шайбы пружин.
Сборка. Устанавливают опорные шайбы пружин. Смазывают моторным маслом клапаны и новые маслоотражательные колпачки. Вставляют клапаны в направляющие втулки, устанавливают пружины и тарелки пружин. Сжимая пружины приспособлением 67.7823.9505, устанавливают сухари клапанов. Вставляют в отверстия головки цилиндров толкатели клапанов с регулировочными шайбами.
Очищают сопрягающиеся поверхности головки цилиндров и корпусов подшипников от остатков старой прокладки, грязи и масла. Ставят установочные втулки корпусов подшипников распределительного вала. Смазывают моторным маслом опорные шейки и кулачки распределительного вала и укладывают его в опоры головки цилиндров в таком положении, чтобы кулачки первого цилиндра были направлены вверх.
На поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников, в зоне крайних опор распределительного вала наносят герметик типа КЛТ-755ТМ или аналогичный ему герметик типа ТБ-1215. Устанавливают корпусы подшипников и затягивают гайки их крепления в два приема:
1. Предварительно затягивают гайки в последовательности, указанной в Приложении 9, до прилегания поверхностей корпусов подшипников к головке цилиндров, следя за тем, чтобы установочные втулки корпусов свободно вошли в свои гнёзда.
2. окончательно затягивают гайки в той же последовательности.
Немедленно после затяжки гаек крепления корпусов подшипников тщательно удаляют остатки герметика, выдавленного из зазоров при затяжке, в зонах, сопрягаемых с прокладкой крышки головки цилиндров и с корпусом вспомогательных агрегатов. Не удалённые полимиризовавшиеся остатки герметика в указанных местах приведут к течи масла через уплотнения.
Оправкой 67.7853.9580 запрессовывают новый сальник распределительного вала, предварительно смазав его моторным маслом. С задней стороны головки цилиндров устанавливают заглушку с прокладкой. Устанавливают отводящий патрубок рубашки охлаждения с прокладкой и датчиком температуры. Надевают на шпильки головки цилиндров прокладки и устанавливают выпускной коллектор и впускную трубу. Закрепляют их гайками вместе с кронштейном и экраном.
Устанавливают рампу форсунок с форсунками и регулятором давления топлива и прикрепляют её болтами к головке цилиндров. Уплотнительные кольца форсунок перед установкой смазывают моторным маслом. Устанавливают жгут проводов форсунок и подключают провода к форсункам. Устанавливают ресивер с прокладкой и кронштейном топливопроводов и прикрепляют его гайками к впускной трубе и кронштейну. Устанавливают вакуумный шланг, идущий от ресивера к регулятору давления топлива. Устанавливают трубки подвода и слива топлива., прикрепив их к топливной рампе, к регулятору давления топлива и к кронштейну на ресивере.
Прикрепляют к ресиверу дроссельный патрубок с прокладкой. Присоединяют к дроссельному патрубку шланг вытяжной вентиляции картера на холостом ходу. Заворачивают в головку цилиндров свечи зажигания и датчики указателя температуры охлаждающей жидкости и контрольной лампы давления масла. Зазоры в клапанном механизме регулируют после установки головки цилиндров на двигатель.
Замена ремня привода распределительного вала.
Затормозить автомобиль рычагом привода стояночной системы и включить 4 или 5 передачу в коробке передач. Снять переднюю крышку зубчатого ремня. Ослабить ремень привода генератора и снять его со шкивов. Снять шкив привода генератора с коленчатого вала и завернуть на место болт крепления шкива.
Установить рычаг коробки передач в нейтральное положение и повернуть коленчатый вал по часовой стрелке в такое положение, чтобы метка на маховике, видимая в люке кожуха сцепления, находилась против среднего деления шкалы. При этом метка В(Приложение 2) на шкиве распределительного вала должна находиться против установочной метки А на задней защитной крышке. Ослабить гайку крепления натяжного ролика 3 и повернуть его в такое положение, при котором ремень будет максимально ослаблен. Снять ремень привода распределительного вала со шкивов.
Надеть зубчатый ремень на шкив 5 распределительного вала и, натягивая обе ветви ремня, завести левую ветвь за натяжной ролик и надеть её шкив 2 насоса охлаждающей жидкости. Надеть ремень на шкив коленчатого вала и слегка натянуть его натяжным ремнём, поворачивая ролик против часовой стрелки. При установке ремня надо избегать его резких перегибов. Провернуть коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке и проверить, совпадают ли установочные метки А и В (Приложение 2), а также находится ли метка на маховике против среднего деления шкалы.
Если мети не совпадают, то повторить операцию по установке ремня. Если метки совпадают, то вывернуть болт из коленчатого вала, установить шкив привода генератора и закрепить его болтом с шайбой. Отрегулировать натяжение ремня и установить переднюю защитную крышку зубчатого ремня. Надеть ремень привода генератора и отрегулировать его натяжение.
Существует четыре вида ТО: ЕО - ежедневное обслуживание, ТО-1 - техническое обслуживание 1, ТО-2 - техническое обслуживание 2 и СО - сезонное обслуживание. При ТО-1 проверяют посадку клапанов в седлах, нет ли изгиба стержня, клапана, трещины тарелки клапана, состояние пружины. Если стержень клапана изогнут, то его правят под прессом, при трещине тарелки клапан заменяют, при слабом действии пружины она также подлежит замене. При ТО-2 проделывают выше перечисленные процедуры и плюс к этому проверяют распределительный вал - нет ли изгиба; износ опорных шеек и кулачков. Если есть изгиб, то его правят под прессом, а изношенные шейки и кулачки шлифуют до одного из ремонтных размеров. Определяют нет ли изгиба штанги, износ толкателя. При изгибе штанги ее правят, а толкатель растачивают до одного из ремонтных размеров. Проверяют состояние коромысел.
После всех вышеприведенных операций выполняют регулировочные работы. Проверяют и регулируют тепловые зазоры между толкателями и носиками коромысел. Зазоры регулируют пластинчатым щупом при полностью закрытых клапанах на холодном двигателе. Регулировку зазоров в клапанах выполняют начиная с первого цилиндра в последовательности соответствующей порядку работы цилиндров двигателя.
Зазор регулируют до нужной величины, вращая регулировочный винт толкателя или винт коромысла, отпустив контргайку. Зазор должен соответствовать заводским данным. Например, для двигателей ЗАЗ-53, ЗИЛ-130, ЯМЗ-236 зазор должен быть равен 0,25 - 0,30 мм.
Для установки поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке при также сжатия используют установочные метки двигателя.
Цилиндр, головка цилиндра, штанга и другие механизма привода клапанов нагреваются по мере прогрева двигателя до 80 - 150 о С, а клапаны до 300 - 600 о С. При этом тепловой зазор между деталями уменьшается, что не гарантирует плотной посадки клапана на седло при температурных деформациях деталей.
Например, при работе двигателя с чрезмерно малым тепловым зазором выпускного клапана происходит перегрев тарелки, на ней появляются трещины, размягчается седло клапана и ускоряется его износ вследствие прорывов газов. С другой стороны, если тепловой зазор больше необходимого, появляется сильный стук при работе клапанов, возникает интенсивный износ деталей механизма газораспределения.
На практике тепловой зазор обычно определяют с помощью стального щупа при 20 - 25 о С (рис 2,6). Если температура стальных деталей привода клапана и алюминиевых деталей, в которых они установлены, отличается от указанной, то необходимо вводить поправку, так как при уменьшении температуры деталей измеренный зазор будет меньше, а при увеличении - больше. Следует также учитывать, что при износе контактных поверхностей фактический зазор будет больше измеренного щупом из - за не учета канавок 4, которые оказываются под нижней полостью щупа (рис 2,6 а). Поэтому лучше пользоваться индикатором для изменения хода рычага привода в зоне его контакта с клапаном.
