ћосква +7 495 545 6936
E-mail: написать
YouTube Instagram
Ќаш опыт в двигател€х Ч с 1990 года!
—ѕ≈÷»јЋ»«»–ќ¬јЌЌџ… ћќ“ќ–Ќџ… ÷≈Ќ“–
јЅ-»нжиниринг
√Ћј¬Ќјя

"ћоторист-конструктор",или как правильно собрать двигатель


јЋ≈ —јЌƒ– ’–”Ћ≈¬, кандидат технических наук

¬ предыдущих публикаци€х мы познакомили читателей с технологи€ми ремонта и сборки кривошипно-шатунного механизма и поршневой группы, рекомендованными известной немецкой фирмой Kolbenschmidt. Ќо надежность и долговечность двигател€ определ€ютс€ не только этими узлами - многое зависит и от газораспределительного механизма, о сборке которого речь пойдет ниже.

¬о врем€ эксплуатации головка блока цилиндров и газораспределительный механизм изнашиваютс€, а также могут повреждатьс€.  ак и в других механизмах двигател€, не все дефекты видны Ђневооруженным глазомї,- некоторые вы€вл€ютс€ только после тщательных проверок и измерений.

ƒл€ проведени€ качественного ремонта моторист не может ограничиватьс€ лишь разборкой и сборкой узла. Ќеобходима тщательна€ дефектовка деталей, от которой зависит выбор способов ремонта, причем эта задача чаще всего ложитс€ на плечи самого ремонтника.   тому же многие ремонтные операции удобнее выполн€ть непосредственно на —“ќ. »менно по этой причине мотористу необходимо прекрасно разбиратьс€ в технологи€х ремонта деталей узлов, а не только в пор€дке их сборки. »наче трудно рассчитывать на надежную работу двигател€ после ремонта.

 ак проверить головку блока?

√оловка блока цилиндров - один из наиболее ответственных и нагруженных узлов двигател€, в котором монтируютс€ детали газораспределительного механизма, имеютс€ близко расположенные камеры сгорани€, впускные и выпускные каналы, а также масл€ные магистрали и полости систем охлаждени€ и вентил€ции. ≈стественно, при отклонени€х в работе систем смазки и, особенно, охлаждени€, а также при нарушении правил эксплуатации и техобслуживани€ в головке блока возникают дефекты, не только нарушающие нормальную работу двигател€, но и способные вообще привести к выходу его из стро€.

Ќаиболее часто на практике встречаютс€ деформации рабочих и привалочных поверхностей, вызванные перегревом, износ направл€ющих втулок и седел клапанов, выгорание участков поверхностей у камер сгорани€, трещины, ослабление посадки и даже разрушени€ седел клапанов, механические повреждени€ камер сгорани€ из-за поломок поршней, шатунов, клапанов, и многое другое.

Ѕольшинство из перечисленных дефектов может быть устранено с помощью правильно выбранной технологии ремонта без ущерба дл€ надежности и долговечности двигател€. ’от€ при этом следует учитывать и экономические соображени€: в некоторых случа€х ремонт получаетс€ чрезмерно трудоемким, а его цена - сопоставима или даже выше цены новой головки блока.

ѕроверку головки блока следует начинать с тщательной мойки и очистки. »ногда бывает полезным даже слегка Ђпройтисьї соответствующим режущим инструментом по поверхности седел - известны случаи, когда трещины и иные их дефекты обнаруживались лишь на самой последней стадии ремонта, непосредственно перед сборкой.

ќсобое внимание следует уделить привалочной плоскости головки. ѕрофессиональный ремонт предполагает об€зательную обработку этой плоскости Ђкак чистої. ќднако при сильной деформации плоскости (измер€етс€ с помощью лекальной линейки и набора щупов) этого недостаточно, может потребоватьс€ растачивание отверстий подшипников распределительного вала из-за нарушени€ их соосности, а в наиболее т€желых случа€х сильного перекоса седел и направл€ющих втулок клапанов может потребоватьс€ их замена.

¬се дефекты, вы€вленные на поверхности камеры сгорани€, необходимо проанализировать на предмет необходимости их ремонта. “акие дефекты, как забоины, трещины, оплавленные и изъеденные коррозией участки вблизи седел клапанов и окантовки прокладки головки блока обычно ремонтируютс€ сваркой. ќднако от расположени€ и размера дефектов завис€т способы ремонта. ћожет потребоватьс€ большой объем подготовительных работ (к примеру, удаление седел) или дополнительных ремонтных операций (расточка подшипников из-за больших деформаций головки после сварки).

ѕроверка направл€ющих втулок клапанов сводитс€ к определению зазора в отверстии втулки со стержнем клапана. »змерить зазор можно как непосредственным определением размеров деталей микрометром и нутромером, так и косвенно - с помощью стойки с индикатором по Ђкачаниюї клапана во втулке. “ем не менее, отметим, что профессиональный подход к ремонту предполагает замену направл€ющих втулок, клапанов и гидротолкателей. “акое правило не лишено оснований - после ремонта должны быть восстановлены до номинальных все зазоры, геометри€ сопр€женных деталей (выступание клапанов, размеры фасок клапанов и седел) и взаимное расположение поверхностей (некруглость, неплоскостность, несоосность, непараллельность, неперпендикул€рность). »наче бессмысленно говорить о высоком ресурсе двигател€ после ремонта. ѕоэтому использование старых деталей и Ђвыбрасываниеї из ремонтных технологий отдельных операций по механической обработке поверхностей - неоправданное исключение, позвол€ющее Ђускоритьї ремонт и Ђсэкономитьї деньги (в том числе, клиенту —“ќ), а вовсе не правило профессионального ремонта.

 ак отремонтировать головку блока?

Ќаиболее серьезные повреждени€ головки блока цилиндров, о которых мы упом€нули выше, требуют замены седел клапанов.

ќчевидно, новое седло должно быть установлено концентрично отверстию в направл€ющей втулке клапана. ј если втулка изношена? “огда точно обеспечить соосность седла и втулки не получитс€. ѕоэтому перед заменой седел приходитс€ вначале заменить направл€ющие втулки клапанов. ’от€ эта операци€ хорошо освоена на многих —“ќ, иногда можно встретить нарушени€ технологии этой работы, пр€мо или косвенно способствующие снижению ресурса деталей.

¬ыпрессовать (выбить) втулку из гнезда в головке, как правило, больших проблем не составл€ет. ƒл€ этого необходима ступенчата€ оправка (Ђвыколоткаї) с направл€ющей частью, заход€щей в отверстие втулки. ¬ыпрессовка осуществл€етс€ в направлении от седла клапана, причем диаметр стержн€ оправки должен быть заметно меньше диаметра гнезда, которое легко повредить. ќтметим также, что выбить Ђтвердыеї втулки (чугун, сталь, металлокерамика) из алюминиевой головки блока легче, если нагреть головку в печи до 150-180о— (но не выше 200о—, иначе головка может деформироватьс€).  роме того, перед выпрессовкой втулок желательно очистить ту их часть, котора€ выступает в каналы впуска-выпуска. ¬ противном случае нагар, покрывающий втулку, может повредить гнездо.

ƒальнейшие действи€ ремонтников тоже не всегда безупречны. ѕервый вопрос - какие втулки устанавливать? ¬опрос совсем не праздный, поскольку некоторые модификации двигателей могут иметь различные материалы втулок. ј об отечественной продукции вообще отдельный разговор - в продаже встречаютс€ втулки, изготовленные из м€гких сталей, с несоосностью отверсти€ и наружной поверхности и недопустимыми отклонени€ми посадочных размеров. ѕоэтому к выбору поставщиков следует относитьс€ со всей серьезностью, иначе автосервису придетс€ тратить немало времени на замену приобретенной некачественной продукции.

Ќо вернемс€ к направл€ющим втулкам. ќбычно производители деталей двигателей (включа€ и фирму Kolbenschmidt) изготавливают втулки из серых чугунов и бронз. —ерый чугун дл€ втулок должен иметь мелкозернистую перлитную микроструктуру, причем дл€ форсированных двигателей в состав материала дл€ снижени€ трени€ и износа добавл€ют фосфор, а дл€ двигателей с наддувом - еще и хром.

¬ двигател€х немецкого производства (BMW, Mercedes, Audi-VW) обычно примен€ютс€ бронзовые направл€ющие втулки. ƒл€ не слишком форсированных моторов это обычные сплавы с содержанием цинка и алюмини€, а дл€ наиболее форсированных в них ввод€тс€ добавки кремни€, никел€ и других металлов. Ѕронзовые втулки лучше отвод€т тепло от нагретых клапанов, но дороже, чем чугунные, из-за чего некоторые двигатели даже имеют разные материалы дл€ втулок впускных и выпускных клапанов. ќтметим также, что сложные в производстве и дорогие металлокерамические втулки - редкость, поскольку им не уступают чугунные издели€ с правильно подобранным химсоставом, микроструктурой и твердостью.

»так, втулки приобретены, что дальше? ќчевидно, проверка нат€га втулок в гнездах, что требует точного измерени€ наружного диаметра каждой втулки и отверсти€ каждого гнезда. ѕолученна€ величина нат€га должна соответствовать данным производител€ двигател€, но в среднем нат€г составл€ет 0,03-0,07 мм. —лишком малый нат€г ведет к перегреву клапана, просачиванию масла по наружной поверхности втулки и даже ее выпадению из гнезда. Ѕольшой нат€г может спровоцировать повреждение деталей и поломку втулки при установке.

”становку втулок лучше производить с разностью температур деталей, дл€ чего головку блока следует подогреть до 150-180о—, а втулку - охладить с применением Ђсухогої льда, жидкого азота или в крайнем случае просто в морозильной камере. «апрессовка втулок осуществл€етс€ в направлении к седлу клапана ударным способом той же оправкой, что и дл€ выпрессовки. ѕри установке втулок с тонкими стенками посадочного по€са дл€ маслосъемного колпачка на оправку необходимо установить дополнительную, специальную втулку, защищающую тонкую часть направл€ющей втулки (иначе втулка, скорее всего, будет сломана).

≈сли гнездо дл€ направл€ющей втулки повреждено и обеспечить необходимый нат€г невозможно, придетс€ ставить ремонтные втулки с увеличенным на 0,1-0,2 мм наружным диаметром. ≈стественно, придетс€ увеличить диаметр гнезда, и сделать это необходимо с помощью соответствующего станочного оборудовани€. ’отим предостеречь от использовани€ ручного инструмента (дрель, сверла, развертки) - в этом случае легко сместить обработанное отверстие от его первоначальной оси. ѕоэтому не удивл€йтесь, если после такой Ђработыї потребуетс€ Ђглубока€ї обработка седел, а клапаны будут торчать вверх на разной высоте, как грибы в лесу.

«аключительна€ стади€ установки втулок - калибровка их отверстий развертками. Ѕольших проблем эта работа не вызывает, но есть одна тонкость. —тремление некоторых ремонтников к Ђплотнойї посадке деталей распростран€етс€ не только на поршневую группу, но и на клапанный механизм. ѕоэтому и здесь номинальный зазор клапана во втулке (в среднем 0,02-0,05 мм дл€ впускных клапанов и 0,025-0,065 мм дл€ выпускных) воспринимаетс€ ими как Ђпрослабленныйї. ћежду тем известно немало случаев заклинивани€ клапанов в направл€ющих втулках и полного выхода двигател€ из стро€ с дальнейшей неремонтопригодностью головки блока именно из-за этой пресловутой Ђболезни малых зазоровї.

 лапаны, которые будут установлены в отремонтированную головку блока цилиндров, требуют к себе не меньшего внимани€. —тарые клапаны необходимо проверить - не исключено, что они имеют незначительный износ и вполне работоспособны.

ѕровер€етс€ диаметр стержн€ в трех сечени€х по высоте, его деформаци€, износ фаски и торца стержн€. »знос стержн€ не должен превышать 0,01-0,02 мм, иначе клапан подлежит об€зательной замене. —ледует также убедитьс€, что тарелка клапана не имеет трещин, а стержень - забоин и дефектов в верхней части (подобные дефекты часто по€вл€ютс€ в результате так называемой Ђударнойї разборки).

ƒл€ проверки деформации стержн€ служат специальные измерительные приспособлени€. — их помощью легко определить биение фаски относительно стержн€ клапана. ≈сли биение превышает 0,03-0,05 мм, то клапан деформирован и подлежит замене.

ƒл€ двигателей с гидротолкател€ми особое значение имеет износ фаски клапана. ƒело в том, что ремонт фаски клапана и седла приводит к Ђутопаниюї клапана, фактически - к уходу его стержн€ вверх относительно головки блока. Ёто может стать причиной нарушени€ работы гидротолкателей - их плунжеры будут иметь слишком малый ход во втулках, из-за чего клапаны способны Ђзависнутьї в открытом положении при работе двигател€.

≈сли износ и деформаци€ клапанов невелики, то их фаски и торцы довод€тс€ на соответствующих шлифовальных станках (дл€ правки фасок существуют и ручные приспособлени€). ¬о всех остальных случа€х клапаны необходимо заменить на новые. ќднако здесь ремонтника могут также поджидать опасности и разного рода Ђподводные камниї.

ѕервое, о чем надо сказать, - это большое число модификаций клапанов на некоторых иностранных двигател€х.

ѕри этом у клапанов могли измен€тьс€ не только диаметр тарелки, длина и диаметр стержн€, но даже размеры и число канавок дл€ сухарей.  роме того, изменени€м иногда подвергаетс€ материал клапана и тип покрыти€ стержн€ и фаски. »сключить ошибки поможет грамотна€ работа с каталогами производителей и личный опыт моториста.

ѕроизводители клапанов изготавливают клапаны двух типов: цельные и сварные - биметаллические. ÷ельные клапаны из одного материала (обычно жаростойка€ сталь), должны противосто€ть и тепловому воздействию гор€чих газов на тарелку, и механическому износу. — ростом форсировани€ двигателей выполнить эти требовани€ одновременно в одном материале затруднительно. ѕоэтому широкое применение нашли биметаллические клапаны, у которых тарелка из жаростойкого сплава сварена встык со стержнем из легированной стали. “акую конструкцию чаще всего имеют выпускные клапаны.

ƒл€ увеличени€ износостойкости фаски в услови€х высоких температур и агрессивной среды газов на нее нередко нанос€т покрытие из твердого сплава. —тержень дл€ повышени€ износостойкости иногда хромируют, а его торец у всех без исключени€ клапанов закален (обычно примен€етс€ закалка токами высокой частоты - “¬„).

ќсновна€ задача моториста при замене клапанов - выбрать именно такие клапаны, какие сто€ли в двигателе с его Ђрождени€ї. ќчевидно, замена Ђродныхї клапанов на более дешевые

варианты, а также использование клапанов сомнительного происхождени€ - пр€мой путь к повторному ремонту головки блока цилиндров в скором будущем.

  такому же результату может привести и неаккуратность в работе персонала —“ќ.   примеру, набивание керном на тарелках клапанов различных меток. »ли попадание в отверстие направл€ющей втулки абразива - он способен быстро Ђслизатьї со стержн€ даже самое твердое хромовое покрытие.

“еперь, когда с клапанами все €сно, можно приступить к ремонту седел. Ќо об этом - в наших будущих публикаци€х.

ƒругие наши статьи...


ќриентировочные значени€ зазоров между стержнем клапана и отверстием в направл€ющей втулке

ƒиаметр стержн€ клапана (мм)
¬пускные клапаны (мм)
¬ыпускные клапаны (мм)
6-7
0,01-0,04
0,025-0,055
8-9
0,02-0,05
0,035-0,065
10-12
0,04-0,07
0,055-0,085

фото

¬ыпрессовка направл€ющих втулок больших проблем не вызывает - нужна лишь подход€ща€ оправка

фото

ѕроверка клапана на биение фаски - операци€ об€зательна€

фото

„тобы определить износ стержн€ клапана, потребуетс€ микрометр

фото

јльтернативное решение дл€ —“ќ - ручное приспособление Neway дл€ правки фасок клапанов



—ћ÷ "јЅ-»нжиниринг"© 2001. ¬се права защищены