Ремонт блока цилиндров автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

ремонт автомобиль блок цилиндр

В процессе эксплуатации автомобиля его рабочие свойства постепенно ухудшаются из-за изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются отказы и неисправности, которые устраняют при техническом обслуживании (ТО) и ремонте. Ремонт представляет собой комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий и их составных частей. Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлены, прежде всего, неравно прочностью их составных частей (сборочных единиц и деталей). Известно, что создать равнопрочный автомобиль, все детали которого изнашивались бы равномерно и имели бы одинаковый срок службы, невозможно. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили проходят на автотранспортных предприятиях (АТП) периодическое ТО и при необходимости текущий ремонт (ТР.), который осуществляется путем замены отдельных деталей и агрегатов. Это позволяет поддерживать автомобили в технически исправном состоянии. При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда их ремонт в условиях АТП становится технически невозможным или экономически нецелесообразным. В этом случае они направляются в централизованный текущий или капитальный ремонт (КР.) на авторемонтное предприятие (АРП). Капитальный ремонт должен обеспечивать исправность и полный (либо близкий к полному) ресурс автомобиля или агрегата путем восстановления и замены любых сборочных единиц и деталей, включая базовые. Базовой называют деталь, с которой начинают сборку изделия, присоединяя к ней сборочные единицы и другие детали. У автомобилей базовой деталью является рама, у агрегатов -- корпусная деталь, например, блок цилиндров двигателя, картер коробки передач. Основным источником экономической эффективности КР автомобилей является использование остаточного ресурса их деталей. Около 70...75 % деталей автомобилей, поступивших в КР, могут быть использованы повторно либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия. Себестоимость КР автомобилей и их составных частей обычно не превышает 60... 70 % стоимости новых аналогичных изделий. При этом достигается большая экономия металла и энергетических ресурсов. Высокая эффективность централизованного ремонта обусловила развитие авторемонтного производства, которое всегда занимало значительное место в промышленном потенциале нашей страны. Объемы централизованного ремонта автомобилей и их составных частей достигли, а по некоторым позициям превзошли объемы их производства. Одной из прогрессивных тенденций в отечественной практике ремонта явилось широкое распространение агрегатного метода при ТР автомобилей. Он осуществляется путем плановой замены неработоспособных агрегатов новыми или заранее отремонтированными, взятыми из оборотного фонда. При ремонте автомобилей агрегаты в зависимости от их технического состояния подвергаются ТР или КР. Агрегатный метод отделяет процессы индустриального ремонта агрегатов от работ по их демонтажу и монтажу в эксплуатационных условиях и тем самым обеспечивает значительное сокращение простоев автомобилей в ремонте и способствует централизации работ как по капитальному, так и по текущему ремонту агрегатов.

1. Блок цилиндров

-- основная деталь 2-х и более цилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания. Является цельнолитой деталью, объединяющей собой цилиндры двигателя. Отливается как правило -- из чугуна, реже -- алюминия. На блоке цилиндров имеются опорные поверхности для установки коленчатого вала, к верхней части блока, как правило, крепится головка блока цилиндров, нижняя часть является частью картера. Таким образом, блок цилиндров является основой двигателя, на которую навешиваются остальные детали. Сами цилиндры в блоке цилиндров могут являться как частью отливки блока цилиндров, так и быть отдельными сменными втулками, которые могут быть «мокрыми» или «сухими». Помимо образующей части двигателя, блок цилиндров несет дополнительные функции, такие как основа системы смазки -- по отверстиям в блоке цилиндров масло под давлением подается к местам смазки, а в двигателях жидкостного охлаждения основа системы охлаждения -- по аналогичным отверстиям жидкость циркулирует по блоку цилиндров.

Стенки внутренней полости цилиндра служат также направляющими для поршня при его перемещениях между крайними положениями. Поэтому длина образующих цилиндра предопределяется величиной хода поршня.

Цилиндр работает в условиях переменных давлений в над поршневой полости. Внутренние стенки его соприкасаются с пламенем и горячими газами, раскаленными до температуры 1500--2500°С. К тому же средняя скорость скольжения поршневого комплекта по стенкам цилиндра в автомобильных двигателях достигает 12-- 15 м/сек при недостаточной смазке. Поэтому материал, употребляемый для изготовления цилиндров, должен обладать большой механической прочностью, а сама конструкция стенок повышенной жесткостью. Стенки цилиндров должны хорошо противостоять истиранию при ограниченной смазке и обладать общей высокой стойкостью против других возможных видов износа (абразивного, коррозионного и некоторых разновидностей эрозии), уменьшающих срок службы цилиндров (Износ цилиндров автомобильных двигателей является следствием комплексного воздействия на стенки многочисленных физических и химических быстротекущих процессов, которые по характеру проявления разделяются на три основных вида износа: эрозивный, возникающий вследствие механического истирания, схватывания и других разрушающих процессов при непосредственном контакте металлических трущихся поверхностей; коррозионный, возникающий при всякого рода окислительных процессах на поверхностях трения; абразивный, вызывающий разрушение поверхностей трения при наличии между ними твердых или, как говорят, абразивных частичек, в том числе и продуктов износа). Материалы, применяемые для изготовления цилиндров, должны обладать хорошими литейными свойствами и легко обрабатываться на станках. В соответствии с этими требованиями в качестве основного материала для цилиндров применяют перлитный серый чугун с небольшими добавками легирующих элементов (никель, хром и др.). Применяют также высоколегированный чугун, сталь и алюминиевые сплавы.

2. Основные дефекты блока цилиндров

Блок цилиндров -- самая важная часть автомобильного двигателя. Именно он служит "базой", основой всего мотора. Если блок выйдет из строя, автовладельца ждут немалые проблемы -- не столько технические, сколько юридические, поскольку блок цилиндров -- номерная деталь, и этот номер указан в регистрационных документах на автомобиль. Грамотная дефектовка блока цилиндров позволит определить не только причины выхода мотора из строя, но и его пригодность для дальнейшей эксплуатации.

Дефект 1. Глубокие задиры и царапины на поверхности цилиндра Дефект 2. Выработка поверхности цилиндра Дефект 3. Трещины в цилиндрах Дефект 4. Трещины на верхней плоскости блока, в районе отверстий под болты головки Дефект 5. Трещины, пробоины на поверхностях блока цилиндров Дефект 6. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях Дефект 7. Нарушение соосности и геометрии постелей коренных вкладышей, износ посадочных отверстий дополнительных валов Дефект 8. Кавитации на гильзах цилиндра

Причины появления 1-го дефекта:

Ослаблена посадка поршневого пальца в верхней головке шатуна или нарушена его фиксация в бобышках поршня. Перегрев двигателя, в результате которого разрушаются поршни. Попадание в цилиндры двигателя посторонних предметов.

Действия:

Задиры устраняются расточкой либо хонингованием, глубокие задиры гильзовкой, при необходимости поменять шатуны и поршни. Крайне важно найти и устранить причину, приведшую к данной неисправности двигателя.

Расточка и хонингование:

Чаще всего расточка цилиндров необходима для увеличения объёма гнезда для ремонтного комплекта. В этом случае вы уже должны знать для какого размера гильз будет производиться расточка. Для расточки применяются специальные расточные станки. Проточка цилиндров процедура не быстрая и требует высокой точности. Растачивание происходит на малой скорости. Это обеспечивает высокое качество поверхности, и точность до 0,01мм. При обработке на станке поверхности цилиндра добиваются параллельности всех цилиндров по длине с одновременной перпендикулярностью их базе - плоскости. С учетом некоторой «кривизны» блоков, идеальным является параллельность постелям коленчатого вала. В процессе расточки цилиндров обязательно оставляют припуск на хонингование цилиндров. Это примерно 0,1 - 0,15 мм. Этот слой металла является дефектным, после расточки, и убирается (полируется) именно хонингованием. И такой небольшой припуск не даёт возможности перекоса оси цилиндров во время хонингования. Хонинговка цилиндров после расточки Хонингование - это абразивная обработка материалов с применением хонов (хонинговальные головки). Хонинговка цилиндров производится на специализированных станках, обработка сопровождается обильным орошением поверхности. Жидкости для хонингования применяются традиционные: керосин или смесь масла с керосином. Существует и технология хонингования цилиндров с водой, в которую добавляются. Как правило, синтетические вещества для предотвращения коррозийных процессов.

Гильзовка:

Гильзовка двигателя имеет ряд преимуществ, перед обычным растачиванием. Как известно, в процессе работы цилиндры изнашиваются, принимают бочкообразную форму, что существенно влияет на работоспособность и экономичность двигателя. Невозможно вечно растачивать блок цилиндров. В конце концов, бывает, что все ремонтные размеры уже пройдены и нет смысла растачивать двигатель дальше, поскольку поршней необходимого диаметра просто нет в природе. При гильзовании блок цилиндров растачивается один раз, под размер вставляемых гильз. При работе гильзованного двигателя, сам блок цилиндров не изнашивается. Изнашиваются гильзы, которые выполняют роль цилиндров. Но изношенные гильзы всегда можно поменять и сделать это гораздо проще, чем вновь растачивать цилиндры.

Существуют два вида гильз: «сухие» и «мокрые». «Сухие» гильзы устанавливаются в уже расточенные гнезда цилиндров, с предварительным натягом и непосредственно не имеют контакта с охлаждающей жидкостью. «Мокрые» гильзы постоянно контактируют с охлаждающей жидкостью. «Мокрые» гильзы устанавливаются гораздо проще, старые гильзы вынимаются и заменяются новыми. Перед установкой «сухих» гильз производят расточку блока под их размеры, в этом случае требуется высокая точность применяемого оборудования. Гильзы могут запрессовываться как «на холодную», так и термическим способом. При установке гильз на «горячую» обеспечивают натяг порядка 50- 80 мкм, предварительно равномерно нагрев блок до 120-150 градусов. Затем, охлажденные в азоте гильзы, вставляют в блок. После выравнивания температуры, гильза будет сидеть в блоке «намертво». При установке гильз на «холодную», увеличивают толщину гильзы, чтобы не наступило коробления при запрессовке. Принципиально отремонтировать способом гильзовки можно практически любой двигатель. Блоки из чугуна гильзуют чугунными гильзами из специального легированного чугуна. Алюминиевые блоки гильзуются по аналогии с чугунными блоками, с установкой специальных гильз из алюминия с содержанием различных присадок под разные виды покрытий поверхностей цилиндров. Гильзовка значительно удешевляет ремонт двигателя и с большей вероятностью гарантирует без проблемную дальнейшую эксплуатацию в сравнении с заменой блока на новую деталь, т.к. современные упрочняющие покрытия типа «Nicasil» не справляются с отечественным топливом и разрушаются даже в гарантийный период эксплуатации.

Причины появления 2-го дефекта:

Причины:

Длительная эксплуатация двигателя (естественный износ); Неисправности системы питания; Нарушение работы системы газораспределения и зажигания; Длительная эксплуатация двигателя с неисправной системой вентиляции картера или с поврежденным воздушным фильтром.

Действия:

Визуальный осмотр на наличие хона в местах наибольшего износа двигателя, измерение геометрии цилиндра при помощи индикаторного нутромера (допустимая выработка в цилиндрах не более 0.1 мм, эллипсность 0.05 мм).

В случае если выработка цилиндра выходит за допустимые нормы, он ремонтируется методом расточки в ремонтный размер с последующим хонингованием. Если ремонтных размеров больше нет или не предусмотрены, возможна гильзовка. В отдельных случаях, когда расточка или гильзовка не предусмотрены, блок цилиндров меняется на новый.

Причины появления 3-го дефекта:

Перегрев двигателя. Разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания посторонних предметов в цилиндр.

Действия:

Как правило, при наличии трещин в цилиндрах блок не ремонтируется, а списывается. В исключительных случаях повреждённый цилиндр можно загильзовать. Проверьте и отремонтируйте систему охлаждения. Проверьте целостность впускного и выпускного трактов. Замените повреждённые детали.

Причины появления 4-го дефекта:

Блок перед сборкой был плохо промыт и не продут, в результате чего осталась жидкость или грязь в резьбовых отверстиях для болтов, крепящих головку блока. Неправильная затяжка болтов головки блока. Перегрев двигателя.

Действия:

Требуется замена блока цилиндров. В исключительных случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

Заварка трещин чугунных блоков цилиндров:

Блок цилиндров. Трещины на блоках цилиндров (как и пробоины) являются их браковычными признаками. Однако допускается устранение пробоин постановкой заплат, а трещин - заваркой и заделкой синтетическими материалами с последующей постановкой усиливающих деталей. На чугунных блоках цилиндров перед сваркой концы трещины заваривают сверлом диаметром 5 мм и затем разделывают по всей длине при помощи шлифовального круга, установленного на пневматической или электрической шлифовальной машине, под углом 90… 120 на 4/5 толщины стенки. Заварку ведут после нагрева блока до температуры 600…650С ацителено-кислородным пламенем горелкой с мендштуком № 3, используя чугунные прутки диаметром 5 мм и флюс-буру. Шов должен выступать над поверхностью основного металла не более чем на 1,5 мм; руковины и шлаковые включения не допускаются. При охлаждении блока до 450С сварку останавливают и его вновь нагревают до заданной температуры. По окончании сварки блок медленно охлаждают. Сварку можно вести и без предварительного подогрева. В этом случае применяют электродуговую сварку с постоянным током обратной полярности в среде аргона на полуавтомате А-547Р (электродная проволока МНЖКТ диаметром 1,2 мм. Давление аргона у сварочной дуги 30…50 кПа, сила тока 125…150 А, напряжение 27…39 В). При применении электородов ПАНЧ-11 полуавтоматическую сварку можно производить без применения защитного газа. Трещины без предварительного нагрева блока можно заваривать электродами МНЧ-1, состоящими из проволоки монель и константана диаметром 3…4 мм, покрытой фтористо-кальциевой обмазкой (сила тока 130 А, напряжение 30…35 В, твердость направленного металла НВ 170). Сварочный шов получается плотным и хорошо обрабатываемым. Рекомендуется применение электродов ОЗЧ-1 и АНЧ-1, но обработка их шва затруднительна. Электроды ЦЧ-3 и ЦЧ-4 применяются для заварки трещин без последующей обработки. Трещины, проходящие через перемычки между верхними посадочными поясками под гильзы цилиндров, ремонтируют пайкой-сваркой припоем ЛОМНА 49-1-10 с использованием флюса ФПСН-2. При этом применяют газовую сварку. Температура нагрева, кроме шва, не превышает 700…750С. Это снижает опасность отбела и образование трещин, повышает производительность труда по сравнению со сваркой с предварительным нагревом деталей, сохраняет геометрические размеры элементов деталей, прочность шва на разрыв не менее 300 Мпа. Этот способ рекомендуется к применению при необходимости иметь прочный, герметичный и хорошо обрабатываемый шов. Технологический процесс пайки-сварки заключается в разделке и обезжиривании трещины, нагреве разделанной трещины до температуры 300…400С, нанесении и расплавлении флюса с последующим равномерным распределением по разделке, заполнении шва расколенным припоем, проковке шва после его затвердения медным молотком. Заварка трещин в блоках цилиндров, отлитых из алюминиевых сплавов, имеет свои особенности: желательно, чтобы трещина находилась в горизонтальном положении, концы трещины засверливать не надо, разделку и зону шириной 15…20 мм необходимо зачистить до металлического блеска и затем место прохождения трещины простучать легкими ударами молотка. Перед заваркой производят местный нагрев зоны трещины пламенем газовой горелки до температуры 300С. Заварку трещины осуществляют аргонно-дуговой сваркой с присадочной проволокой из алюминиевого сплава марки АК диаметром 4…6 мм. Сварка осуществляется на установках УГД-301 или УГД 501, предназначенных для проведения аргонно-дуговой сварки. Для закрепления вольфрамового электрода, подвода к нему сварочного тока и подачи в зону дуги защитного газа служат горелки ГРАД-200 или ГРАД-400. После сварки блок цилиндров медленно охлаждают, прикрыв нагретое место листом асбеста. Сварочный шов защищают от наплывов металла и окислов заподлицо с плоскостью основного металла шлифовальной машинкой с кругом диаметром 50 мм марки 12АУО СМК. Затем блок испытывают на герметичность под давлением 0,5 Мпа. Трещины можно заделывать и эпоксидной пастой, если они не проходят через поверхности, несущие нагрузки, по следующей технологии. Поверхность вокруг трещины обрабатывают косточковой крышкой, а саму трещину разделывают шлифовальной машинкой под углом 60…90 на глубину 3/4 толщины стенки. Концы трещины на блоках, отлитых из чугуна, засверливают сверлом диаметром 3…4 мм и в полученные отверстия забивают заглушки из медной или алюминиевой проволоки. В зоне вокруг трещины шириной 30 мм создают шероховатость дробеструйной обработкой или насечкой и обезжиривают ее ацетоном. На сухую поверхность наносят первый слой пасты до 1 мм, резко перемещая шпатель на поверхности металла. Затем наносят второй слой пасты толщиной не менее 2мм, плавно перемещая шпатель по первому слою. Общая толщина слоя пасты по всей поверхности 3…4 мм. Блок помещают в сушильный шкаф, где при температуре 100С его выдерживают около 1 часа, обеспечивая при этом отвердение эпоксидной пасты. После отвердения потеки пасты срубают, неровности обрабатывают шлифовальным кругом. Пробоины ремонтируют наложением заплат. На зачищенные и обезжиренные края пробоины наносят пасту, на которую накладывают заплату из стеклоткани толщиной 0,3 мм и прикатывают роликом. Заплата должна перекрывать пробоину со всех сторон на 15…20 мм. Затем на заплату и поверхность блока вокруг заплаты наносят второй слой пасты и накладывают вторую заплату так, чтобы она перекрывала первую на 10…15 мм со всех сторон. В таком порядке накладывают до 8 слоев стеклоткани. Каждый слой прикатывают роликом. Последний слой покрывают полностью пастой. Пробоины в блоках можно устранять также приваркой металлических заплат.

Причины появления 5-го дефекта:

Обрыв шатуна. Разрушение поршня. Последствия аварии, в которой произошла деформация моторного отсека. Общий перегрев двигателя. Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия:

Требуется замена блока цилиндров. В некоторых случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

Причины появления 6-го дефекта:

Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действие:

Рассверлите отверстия и нарежьте резьбу большего диаметра.

Причины появления 7-го дефекта:

Эксплуатация автомобиля с разрушенными коренными или шатунными вкладышами; Длительная эксплуатация автомобиля с повышенными нагрузками; Несоблюдение моментов затяжки болтов коренных постелей; Проворот втулок вспомогательных валов, в связи с нарушением натяга посадки или отсутствием давления масла.

Действия:

Последовательно проверяется каждая опора коренной постели в нескольких плоскостях при помощи индикаторного нутромера (отличие от номинального размера не более 0.02 мм). При необходимости производиться ремонт постелей коленвала. Подобным образом проверяются посадочные места втулок вспомогательных валов, если требуется производится расточка и установка втулок с увеличенным диаметром.

Причины появления 7-го дефекта:

Не соблюден правильный зазор поршня (повторная установка уже работавших поршней или цилиндры со слишком большими размерам) Некачественная или неточная посадка гильзы в корпусе. Отсутствует предписанная присадка для защиты от замерзания с защитой от коррозии или соответствующая присадка для охлаждающей воды. Использование неподходящих средств охлаждения, как напр. соленая вода (морская вода), агрессивная или содержащая кислоту вода или другие жидкости. Недостаточное избыточное давление в системе охлаждения. Слишком низкая рабочая температура двигателя

Действия: гильзовка

3. Экология

Прежде чем понять, как защитить окружающую среду, следует вспомнить о причинах ее загрязнения и разрушения некоторых зон. Огромный вред окружающей среде наносят выхлопные газы от заводов и машин. Это очень важно, так как вредные выхлопы разрушают озоновый слой в атмосфере планеты. Озоновый слой защищает Землю от ультрафиолетовых лучей Солнца, которые пагубно влияют на все живое. Если вы когда-либо долго загорали на пляже, то знаете, что ультрафиолет опасен для здоровья, если не знать меры. Кроме этого все чаще в морях и океанах случаются техногенные катастрофы и аварии, в результате которых нефть разливается в морские зоны. В таких зонах проживают разные виды морских животных, которые вынуждены покинуть привычную среду обитания, либо погибнуть. Человечество создало такие огромные территории, на которых хранятся отходы, что страшно смотреть на окружающую среду в таких районах. К сожалению, на таких зонах (некоторые из которых пострадали от радиоактивных отходов) вынуждены проживать не только животные, но и люди. Многие неспроста требуют от правительств стран принять решения по важным вопросам, которые коренным образом влияют на состояние окружающей среды, так как ситуация создается действительно катастрофическая. Достаточно посмотреть на реки городов, узнать про состав воздуха, которым мы дышим (особенно в мегаполисах) и почитать про вымирание все большего количества разных видов среди растений и животных.

4. Как разрешить ситуацию?

Во-первых, надо быть не безразличным к проблеме. Во-вторых, воспитывать как в себе, так и в других чувство и понимание того, что мы живем не раздельно с природой, а вместе с ней, в-третьих, объединиться с единомышленниками и вместе охранять леса, моря, реки от вырубки, уничтожения и загрязнения (действовать можно в рамках целого государства) В-четвертых, ограничить вредные выбросы в атмосферу и не только; технологии позволяют это сделать, но важно, чтобы люди осознали и увидели необходимость пересесть на более экологичные виды транспорта. Следовательно, нужно пояснять, что это действительно необходимо, так как здоровье каждого человека страдает, не говоря о будущих поколениях детей, внуков Мы пьем воду, дышим воздухом, жалеем свое здоровье, и в то же время сами себя отравляем. Где логика? Есть один ответ: это кому-то выгодно... а значит, надо противодействовать (но только мирными способами).

Список литературы

1. Автомобиль: Учебник водителя третьего класса / Калисский В.С., Манзон А.И. 1979 г.

2. Автомобиль категории С: Учебник водителя / Калисский В.С., Нагула Г.Е. 1987 г.

3. Отечественные автомобили. М., «Машиностроение», 1977 г. / Анохин В.И.

4. Устройство и эксплуатация автомобилей: Учеб. Пособие /Полосков В.П., Лещев П.М., 1987 г.

Размещено на Allbest.ru