Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа по предмету: “Ремонт и техническое обслуживание автомобилей”

На тему: “Ремонт головки блока цилиндров”

Городовиковск 2017

Содержание

Введение

1. Проверка технического состояния деталей и их ремонт

2. Операции, наиболее часто применяемые в комплексном ремонте головки блока цилиндров

3. Клапанный механизм

4. Восстановление клапана

5. Седла клапанов

6. Регулировка тепловых зазоров в клапанном механизме двигателя

Литература

Введение

1 - Крышка распределительных зубчатых колес, 2 - прокладка головки цилиндров, 3 - камера сгорания, 4 и 9 - головки цилиндров, 5 - гильза цилиндров, 6 и 19 - уплотнительные кольца, 7 - блок-картер, 8 - резиновая прокладка, 10 - прокладка крышки, 11 - крышка головки цилиндра, 12 и 13 - болты крепления крышки и головки цилиндра, 14 - патрубок выпускного коллектора, 15 - болт-стяжка, 16 - крышка коренного подшипника, 17 - болт крепления крышки коренного подшипника, 18 - стальное опорное кольцо

Головка цилиндров отлита из алюминиего сплава имеет камеры сгорания клиновидной формы. Запрессованные седла и направляющие втулки клапанов. Седла клапанов изготавливаются из специального чугуна. Чтобы обеспечить высокую прочность при воздействии ударных нагрузок. Рабочие фаски седел обрабатываются после запрессовки в сборе с головкой цилиндров. Чтобы обеспечить точную соосность фасок с отверстиями направляющих втулок клапанов.

Направляющие втулки клапанов также изготавливаются из чугуна и запрессовываются в головку цилиндров с натягом. На наружной поверхности направляющих втулок имеется проточка. Куда вставляется стопорное кольцо. Оно обеспечивает точность положения втулок при запрессовке их в головку цилиндров и предохраняет втулки от возможного выпадения. Отверстия во втулках обрабатываются после запрессовки их в головку цилиндров. Это обеспечивает узкий допуск на диаметр отверстия и точность его расположения по отношению к рабочим фаскам седла и клапана. В отверстиях направляющих втулок имеются спиральные канавки для смазки. У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов - на всей длине отверстия.

Сверху на направляющие втулки надеваются масло-отражательные колпачки из тепломаслостойкой резины со стальным арматурным кольцом. Колпачки охватывают стержень клапана и служат для уменьшения проникновения масла и камеру сгорания через зазоры между направляющей втулкой и стержнем клапана двигателях.

1. Проверка технического состояния деталей и их ремонт

Перед проверкой устанавливают головку цилиндров на подставку в виде металлической или деревянной рамки, удаляют нагар со стенок камер сгорания и с поверхности выпускных каналов обычной металлической щеткой или приводимой во вращение электрической дрелью. Очищают и осматривают впускные каналы и каналы подвода масла к рычагам привода клапанов. Если наблюдались случаи попадания охлажденной жидкости в масло, то проверяют герметичность головки цилиндров, для чего устанавливают на головке заглушки с прокладками и закрепляют болтами. Устанавливают фланец со штуцером подвода воды и нагнетают насосом воду внутрь головки под давлением 5 кгс/ см 2. В течение 2 минут не должно наблюдаться течи воды из головки цилиндров двигателя.

Можно проверять головку цилиндров сжатым воздухом, для чего нужно закрыть плотно каналы контура верхней части агрегата и опускают ее в ванну с водой, нагретой до 60-80 С, и дают ей прогреться в течение 5 минут. Подают внутрь головки сжатый воздух под давлением 1,5-2 кгс/ см2. В течение 1-1,5 минут не должно наблюдаться выхода воздуха из головки. При обнаружении трещин головку цилиндров заменяют. Основные неисправности головок блока показаны на рис.

Основные дефекты головки цилиндров двигателя Газ-53: 1 -- пробоины, прогар и трещины на стенках камеры сгорания, разрушение перемычек между гнездами; 2 -- трещины на рубашке охлаждения; 3 -- износ, риски или раковины на рабочих фасках седел клапанов; 4 -- износ гнезд под седла клапанов; 5 -- коробление поверхности прилегания к блоку цилиндров; б--износ отверстий в направляющих втулках; 7 -- износ отверстий под направляющие втулки клапана; 8 -- срыв или износ резьбы под свечи

2. Операции, наиболее часто применяемые в комплексном ремонте головки блока цилиндров

В самом деле, никого не надо убеждать в том, что высокая мощность, экономичность и экологические показатели любого двигателя во многом определяются конструкцией и состоянием газораспределительного механизма. Поэтому хотелось бы выделить и подробно рассмотреть операции, наиболее часто применяемые в комплексном ремонте головок.

Деформация головки блока чаще всего наступает из-за местного или общего перегрева. Но в результате накопленных механических и термических напряжений может деформироваться и нормально работавшая головка. Поэтому при каждом снятии с мотора головку блока следует обязательно проверять на плоскостность. Сильную деформацию позволяет выявить проверка лекальной линейкой. Более точные результаты обеспечивают притирочная плита или обкатка индикатором.

Восстановление плоскости алюминиевых или чугунных головок выполняется на фрезерном станке инструментом с одним резцом на высоких оборотах. Определенную сложность представляет обработка головок предкамерных дизелей. Предкамеры выполнены из жаропрочной стали, имеют высокую твердость и трудно обрабатываются. В таких случаях обычно используют специализированный станок. Обработка на нем ведется не резцом, а абразивными секторами с охлаждающей жидкостью, что дает хорошие результаты. Очень важно наличие поворотного стола. Это удобно при восстановлении сложных головок и при обработке привалочной плоскости коллекторов.

Восстановление изношенных направляющих втулок накаткой -- известный метод, и о нем писали достаточно много. Например, инструментом Neway или Sunnen можно накатать внутри направляющей втулки клапана спиральную канавку, «уменьшив» тем самым диаметр, а затем развернуть в номинальный размер и фактически «обновить» направляющую втулку без ее замены. Но такая технология малоэффективна при больших износах или когда направляющие выполнены из твердых материалов. клапанный механизм двигатель

Замена втулок -- это более радикальная мера. Но перепрессовывать их нужно крайне аккуратно. Перед запрессовкой необходимо убедиться, что посадочные отверстия обеспечивают необходимый натяг и не имеют задиров и повреждений. Втулки запрессовывают «на горячую», предварительно подогрев головку до температуры около 200°С. Облегчает работу охлаждение втулок сухим льдом. После запрессовки отверстия втулок обрабатывают разверткой, чтобы обеспечить требуемый зазор со стержнем клапана.

Обработка седла клапана -- один из наиболее важных этапов ремонта. Правильная геометрия седла, как известно, обеспечивает надежное уплотнение камеры сгорания, хороший отвод тепла от тарелки клапана, что исключает перегрев клапана и увеличивает срок службы маслосъемных колпачков. Точная обработка рабочей фаски седла и ограничивающих фасок обеспечивает максимальный ресурс сопряжения «седло-клапан». Обеспечить эти требования традиционной притиркой невозможно.

В условиях небольших мастерских седла обычно правят ручным инструментом, например, твердосплавными зенкерами отечественного производства или американскими фрезами.

Отечественные зенкеры просты и недороги, их при необходимости можно многократно затачивать, но они не дают достаточной точности и чистоты, и потому не позволяют исключить притирку. Кроме того, зенкеры не регулируются по диаметру.

Инструмент Neway более универсален и при соответствующем навыке дает неплохую точность. Резцы Neway имеют несколько режущих кромок и могут регулироваться по диаметру седла.

И все же наилучшую концентричность фасок и максимальную точность обеспечивает специализированное оборудование.

Обработка плоскости -- традиционная операция при ремонте головок.

Обработка седла на таком специализированном станке ведется фасонным твердосплавным резцом. Это обеспечивает высокую производительность и позволяет создавать точный, а не упрощенный, как в случае работы ручным инструментом, профиль седла. Так, на многих современных моторах применяются радиусные ограничивающие фаски, а в моторах спортивного назначения часто применяют полностью радиусное седло. Станок же позволяет обеспечить любой сложный профиль с высокой точностью.

Еще одна важная особенность спецстанков -- это возможность обрабатывать все седла на одинаковую глубину. Можно также проконтролировать, а при необходимости -- исправить взаимное расположение осей направляющих втулок клапанов. Вручную это сделать невозможно.

Обработка седла на станке обеспечивает высокую чистоту и позволяет обойтись без притирки. Значит, избавляет от лишней операции и исключает «втирание» абразивных зерен в материал седла и тарелки клапана, значительно снижающее ресурс деталей.

Замена седла -- одна из главных изюминок серьезного ремонта головок. Эта операция позволяет вернуть к жизни, казалось бы, безнадежно загубленные головки. Старое седло удаляется специальной резцовой головкой, которая легко выставляется на размер с помощью простого приспособления. Вся операция по удалению седла занимает 5-7 минут. Новые седла поставляются в запчасти готовыми или в виде заготовок. Вытачивая седла самостоятельно, мы получаем возможность заменять седла даже в случае повреждения посадочного места. Для алюминиевых головок блока при замене седла обеспечивается натяг 0,10-0,12 мм. Новое седло запрессовывается «на горячую» и затем профильным резцом обрабатываются фаски седла.

К сожалению, отечественная промышленность не выпускает специальных «головочных» станков. И если научиться (а это не так трудно, как кажется) значительную часть оснастки к подобному станку делать самостоятельно, то есть надежда, что в будущем удастся освоить выпуск упрощенного варианта «головочного» станка, к примеру, на базе обычного координатно-расточного.

Ремонт постелей распределительного вала в головке блока-- тоже очень важная операция при ремонте двигателя. Подшипники распредвала у изрядно походивших моторов оказываются изношены и нередко имеют задиры -- ведь масло до распредвала, расположенного в верхней части двигателя, доходит, как известно, в последнюю очередь. Проблему можно решить с помощью специализированного горизонтально-хонинговального станка, если «занизить» крышки подшипников на 0,1-0,3 мм по плоскости разъема, после чего обработать постели хонингованием в номинальный размер.

Обработка седел клапанов на специализированном станке дает наивысшую точность и чистоту поверхности. Притирка после этого не требуется

Заварка трещин остается отдельной и весьма «деликатной» областью ремонта головок блока. Высокие термические деформации, наличие легирующих элементов и вспенивание металла сварного шва могут привести к образованию скрытых дефектов. Поэтому после сварки головка блока обязательно должна быть испытана на герметичность под давлением.

Растачивание гнезд под седла -- на специализированном станке выполнить эту операцию не составит большого труда

Таковы вкратце основные операции при ремонте головок блока. Это тот необходимый минимум, который должно обеспечивать ремонтное предприятие, выполняющее так называемый «серийный» ремонт. Но и индивидуальный мастер или владелец автомобиля, решивший отремонтировать двигатель самостоятельно, должны уделить головке блока самое серьезное внимание.

3. Клапанный механизм

Клапаны приводятся в действие распределительным валом, вращающимся в корпусе подшипников, с помощью промежуточных рычагов. Зазор между кулачками распределительного вала и рычагом устанавливается регулировочным болтом, на сферической головке которого качается рычаг. От самоотвертывания болт удерживается контргайкой. Клапаны имеют две цилиндрические пружины- наружную и внутреннюю, зажатые между тарелкой (вверху и двумя опорными шайбами (внизу). Тарелка пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса. Для повышения износостойкости стержня оба клапана азотируются, а торцы стержней, на которые опираются рычаги закалены токами высокой частоты.

4. Восстановление клапана

Внешне конструкция клапана довольно проста. Основные части: стержень, перемещающийся в направляющей втулке, и головка, которая «садится» на седло, герметизируя камеру сгорания. Формой головка напоминает перевернутую вверх дном тарелку, поэтому головку называют еще "тарелкой клапана". Она имеет рабочую фаску с углом 30° или 45° относительно плоскости тарелки и цилиндрический поясок. Он необходим для увеличения жесткости тарелки и защиты ее кромок от обгорания и коробления. Кроме того, поясок позволяет сохранить основные геометрические размеры тарелки клапана в случае перешлифовки его рабочей фаски. Ширина пояска в различных конструкциях двигателях бывает до 2 мм.

На форсированных двигателях клапаны делают составными. Если обычный клапан изготавливается из однородного материала, то составной - из двух частей: стержня из износостойкого металла и тарелки из жаропрочного. Соединение производится сваркой трением.

Нередко полый выпускной клапан заполняется легкосплавным металлом (натрием), что снижает теплонапряженность клапана.

Стремясь повысить износостойкость, некоторые фирмы, например MERCEDES, хромируют поверхность стержня клапана. BMW применяет «ремонтные» клапаны с увеличенным диаметром стержня: 8.0; 8.1; 8.2 мм. Для чего -- понятно: чтобы не перепрессовывать направляющую втулку клапана, у которой со временем увеличивается внутренний диаметр по причине естественного износа. Торец стержня, испытывающий, как и тарелка, большие нагрузки, в разных типах двигателей упрочняют различными методами на глубину до 1 мм.

На стержне клапана есть специальные проточки для «сухарей», фиксирующих клапанные пружины. Если дело дошло до ремонта или проверки клапана, не мешает на всякий случай проверить состояние этих проточек -- не нарушена ли геометрия их поверхностей вследствие выработки. Это может привести, как говорят механики, к «рассухариванию» клапана.

Впускные и выпускные клапаны -- составляющие одного целого. Выполняют они общую задачу, но в разных условиях.

Большой диаметр тарелки впускного клапана обеспечивает лучшее наполнение цилиндра топливной смесью. Той же цели служит тюльпанообразная форма тарелки, встречающаяся в некоторых конструкциях.

При работе двигателя клапаны одновременно совершают возвратно-поступательное и хаотичное вращательное движения, что обеспечивает более равномерный износ седел, направляющих втулок и самих клапанов. Эксплуатация двигателя с увеличенными тепловыми зазорами из-за возрастания ударных нагрузок приводит к повышенному износу торца стержня и росту боковых нагрузок на втулку.

Обычно уже предварительный осмотр торца стержня клапана позволяет сделать вывод: если глубина выработки торцевой части не более 0,2 - 0,3 мм, то ее, выработку, еще можно вывести на шлифовальном станке. Не забывайте, что глубина упрочняющего слоя торца стержня клапана 0,5-0,7мм. Обязательно промерьте износ стебля клапана с помощью микрометра. Наличие «осязаемой ступеньки» в районе маслосъемного колпачка и без измерений говорит о необходимости замены клапана.

Незначительные износы фаски клапана, типа точечной эрозии, можно устранить притиркой. Допустимая зернистость притирочного порошка -- 10-14 мкм. Притирая клапаны более грубым порошком, Вы наверняка повредите рабочие кромки пары «клапан-седло». При этом образуются глубокие риски, от которых уже никак не избавишься. Они ускоряют образование нагара на рабочей фаске, что приводит к увеличению теплового сопротивления в месте контакта клапана и седла. Это ухудшает теплоотвод от тарелки клапана, увеличивая опасность ее перегрева, коробления и разрушения. Если же на рабочей фаске Вы обнаружили значительную выработку, раковины, небольшие участки прогара и т. п., нарушающие плотность посадки клапана.

Проверка герметичности клапанов: 1 - приспособление для упора; 2 -- приспособление; 3 -- подставка; 4 - пробка для отверстий свечей зажигания

Основанием для отбраковки клапана являются:

Явные повреждения клапана: гнутость, прогары, трещины, забоины.

Изменение диаметра стебля по его длине более 0,02 мм.

Ступенчатый или боковой износ стебля клапана.

Поврежденные проточки под сухари.

Уменьшение высоты цилиндрического пояска ниже допустимой производителем.

Расклеп торцевой части стержня и глубина выработки торцевой части более 0,2 - 0,3 мм.

Если ваш клапан прошел эти тесты, то есть шанс его восстановить.

Восстановление протекает следующим образом:

Вначале клапан очищают от нагара и масляных отложений.

Проводят измерения диаметра стебля клапана, а результаты записывают маркером на тарелке клапана. Эти значения потребуются при восстановлении направляющей втулки.

Замеряют выступание торца клапана над опорной поверхностью тела головки блока под пружину. Это значение для каждого клапана рекомендуется записать и сравнить со значением, полученным после обработки фаски клапана и седла.

После этого клапан зажимают в цанговый зажим станка и далее резцом или камнем формируют фаску.

После обработки такой фрезой на поверхности фаски образуется особый микрорельеф, благодаря которому приработка клапана происходит быстро и эффективно, а притирка носит контрольную функцию.

К резанию фаски клапана следует относиться осторожно. Снять необходимо ровно столько, чтобы поверхность стала чистой. Иногда встречаются клапаны с некачественно нанесенным упрочняющим слоем. В этом случае после обработки наблюдается пятнистая структура. Самое главное в этот момент остановиться и не продолжать резание. Дальнейшую доработку поверхности лучше провести пришлифовкой с седлом. С новыми клапанами, как правило, проблем нет, однако к новым отечественным клапанам и различным подделкам следует относиться как к б/у и тщательно контролировать все параметры. К этому призывает весь опыт восстановления головок блока. Основная характеристика подделки - низкая цена. Она очень привлекательна при покупке, но убытки впоследствии будут во много раз больше.

5. Седла клапанов

Седла не должны иметь на рабочих фасках (зоне контакта с клапанами) точечных раковин, коррозии и других повреждений. Небольшие повреждения на поверхности рабочих фасок устраняют шлифованием с помощью шлифовальной машинки или вручную. Для шлифования устанавливают головку цилиндра на подставку металлическую либо деревянную рамку и вставляют в направляющую втулку клапана стержень. Удаляют с фасок седел нагар и наклеп зенкерами для седел впускных клапанов и зенкерами для выпускных клапанов.

6. Регулировка тепловых зазоров в клапанном механизме двигателя

Для нормальной работы двигателя между стержнем клапана и регулировочным болтом толкателя или коромысла имеется зазор, который гарантирует плотную посадку клапана в его седле. Предусмотренный зазор компенсирует линейные деформации деталей газораспределительного механизма, происходящие под воздействием изменения температур в течение рабочего процесса двигателя. В силу этого зазор получил название теплового. Величина теплового зазора по мере эксплуатация двигателя изменяется вследствие износа деталей газораспределительного механизма. Износ трущихся поверхностей деталей, передающих усилие на клапан от кулачка распределительного вала (толкатели, штанги, коромысла, и регулировочные болты), приводит к увеличению установленного ранее зазорна. В то же время износ рабочей фаски и седла клапана приводит уменьшению этого зазора. Указанное изменение зазора в клапанах требует систематической их проверки и своевременной регулировки.

Величина теплового зазора обусловливается конструктивными особенностями и для каждого типа двигателей оговаривается техническими условиями. Работы по проверке и регулировке тепловых зазоров клапанов следует производить через каждые-6000 км пробега, а также при первых признаках неисправностей в работе клапанного механизма. В период обкатки нового двигателя или после его ремонта регулировочные работы следует производить в более короткие сроки первая регулировка через 300 км, вторая через 1000 км пробега.

Величина теплового зазора между наконечником клапана и регулировочным болтом коромысла зависит от температуры деталей двигателя, особенно головки цилиндров. Так, при прогреве двигателя и повышении его температурного режима на 60 - 700 тепловой зазор увеличивается на 0,1 - 0,12 мм. При эксплуатации автомобиля зимой этот перепад температур деталей двигателя может достигать большой величины, тепловой зазор может значительно уменьшиться по сравнению с установленным зазором. Поэтому регулировочные работы следует производить при температуре двигателя в пределах 15 - 200 выше нуля. При этой температуре тепловой. зазор должен иметь следующие значения: для выпускных клапанов - 0,20 мм; для впускных клапанов - 0,15 мм.

Охрана труда

При техническом обслуживании и ремонте автомобилей необходимо принимать меры против их самостоятельного перемещения. Запрещаются техническое обслуживание и ремонт автомобилей с работающим двигателем, за исключением случаев его регулирования.

Гидравлические и пневматические устройства должны быть снабжены предохранительными и перепускными клапанами. Рабочий инструмент следует содержать в исправном состоянии.

Литература

1. Газарян А. Техническое обслуживание автомобилей. М, 2000

2. Лившиц А. Устройство и основы эксплуатации автомобиля. М, 1991

3. Михайловский Е. В. Устройство автомобиля, М, 1987

4. Ремонт автомобилей. М, 1988

5. Роговцев В. П. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. М, 1990

6. Слон Ю. М. Автомеханик. Ростов-на-Дону, 2003

7. Третьяков В. Справочник молодого слесаря по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей. М, 1989

8. Тур Е. Я. И др. Устройство автомобиля. М, 1990

Размещено на Allbest.ru