Ремонт головки блока двигателя

10-01-2009 23:02
22568
Рейтинг:
 
1
 
Голосов 1
Размер шрифта: A A A A

Большинство дефектов головки можно обнаружить еще при полностью собранном и работающем двигателе. При внешнем осмотре следует обратить внимание на следы подтекания масла и охлаждающей жидкости. После мойки деталей сложнее выявить источник потери жидкости. На листе бумаги следует зарисовать места появления масла и антифриза, чтобы иметь подсказку во время дефектовки демонтированного и разобранного узла.

При измерении компрессии двигателя можно наблюдать степень герметичности цилиндров в общем, по скорости нарастания давления, а влияние на компрессию состояния головки блока проследить при этих измерениях сложнее. Данное измерение позволяет определить, в рабочем ли состоянии находится конкретный цилиндр и весь двигатель в целом, но вывод делается по конкретному цилиндру: очень хорошо или очень плохо. Распределить степень ответственности между участвующими компонентами по одному измерению бывает очень сложно. Приходится сделать несколько измерений, изменив условия. Механики часто (по старой методике) добавляют в каждый цилиндр по 30 мл моторного масла и повторяют измерения. При этом видно степень вины поршневой группы. Жаль, никто не задумывается, что масло попадает также и на рабочие поверхности фаски клапана и седла, уменьшая просачивание сжатого воздуха и маскируя дефект герметичности деталей головки блока.

Желаемые результаты диагностики дает методика определения герметичности цилиндропоршневой группы, путем закачивания в цилиндр воздуха до определенного давления, при этом фиксируется степень снижения давления за обусловленный отрезок времени (См схему 1). Поскольку процедура производится раздельно для каждого цилиндра, в положении распределительного вала, обеспечивающем полное закрытие клапанов, можно с большой достоверностью определить недостаточную герметичность впускного или выпускного клапана, прослушивая шумы во впускном коллекторе либо в системе выпуска отработанных газов. Но этот метод потребует определенных финансовых вложений на оборудование и не один месяц экспериментальных работ для получения навыка и уменьшения процента ошибок при диагностике. В последние годы хорошие результаты показал метод измерения давления газов в картере двигателя. При этом заметно сократилось время, затрачиваемое на диагностику, а процент ошибок при диагностике существенно уменьшился. для измерения давления применяется специально разработанный манометр позволяющий зафиксировать даже самое малое давление (20 мм. рт. ст.), а так же кратковременные броски давления. Методика позволяет на ранней стадии определить износ деталей цилиндропоршневой группы, чтобы вовремя принять меры и предотвратить развивающиеся процессы. Можно определить наличие залегания поршневых колец (даже в одном из цилиндров). Очень точно определяется износ деталей газораспределительного механизма клапан - направляющая втулка - сальник клапана. Все эти сведения получают без разборки двигателя, с минимальными затратами, и по времени около одного рабочего часа.

После углубленной диагностики, принимается решение о необходимости демонтажа головки блока и проведении восстановительного ремонта.

Снятую с двигателя головку блока поместим в емкость, позволяющую собирать вытекающие остатки технических жидкостей из снятого узла. Для этого понадобится некоторое время. Параллельно проводим осмотр и возможные измерения деталей блока цилиндров. Проверяем плоскость блока в месте прилегания головки, состояние поверхности цилиндров, степень износа цилиндров и поршневых колец (см. "Автомастер" за август 2004 г.). От правильного проведения этой части работы может зависеть результат в целом. Даже самый доскональный ремонт головки блока не даст результата, если есть повреждения поршневой группы. Как правило, после ремонта головки блока увеличивается количество газов прорывающихся через изношенные детали цилиндро-поршневой группы и, как следствие, увеличивается расхода моторного масла при дальнейшей эксплуатации двигателя. Иногда в двигателе имеет место залегание поршневых колец в канавках поршня из-за нагара, тогда на время ремонта головки следует в цилиндры залить средство, размягчающее и растворяющее смоляной нагар, чтобы вернуть кольцам свободное перемещение в канавках поршня.

При разборке головки блока необходимо внимательно осмотреть состояние прокладки впускного коллектора. Может обнаружиться подсос воздуха, что влечет за собой неустойчивую работу двигателя на холостом ходу. Тщательно осматриваем все заглушки каналов охлаждения, очищаем их от коррозии и возможного залегания соленых отложений. При этом можно обнаружить причину будущей утечки охлаждающей жидкости. Проверяем все резьбовые отверстия в головке и при малейшем сомнении в надежности производим ремонт резьбы. При разборке и снятии возвратных пружин клапанов, следим за тем, чтобы при сжатой пружине сухарики не оказались зажатыми между тарелкой и стержнем клапана. Сухарики имеют очень высокую твердость материала и оставляют глубокие повреждения на поверхности в зоне работы сальника (Фото 1). При возникновении таких повреждений клапан необходимо заменить, даже если все его размеры будут в допусках. Очень удобно вынимать сухарики магнитом на металлическом стержне, последнего звена телескопического магнита. Не нужно бояться намагничивания деталей, размагнитить любую мелкую деталь можно, применив катушку электромагнитного пускателя, включенную сеть переменного напряжения 12, 24 или 36 Вольт.

Как правило, в мастерской переносные осветители применяются с такими значениями.
При разборке газораспределительного механизма следует маркировать все детали, пригодные к дальнейшему использованию, по месту их установки, чтобы при сборке установить их на свои прежние места и уменьшить время для приработки их между собой (Фото 2). На сегодняшний день ассортимент маркеров позволяет сохранить надписи даже после тщательной мойки. Стальные и чугунные детали очень удобно маркировать электроискровым карандашом. Снятые клапана очень хорошо размещаются в отверстиях просверленных парами в специальном держателе. Самая недопустимая ошибка метить клапана кернением. Удар керном приводит к появлению микротрещин внутри метала, через некоторое время трещина распространяется на всю поверхность (Фото 3). Если разбираем головку блока с верхним расположением распределительного вала и прямым нажимом клапана (без коромысел как у большинства моделей Volkswagen), болты (гайки) крепления бугелей опорных шеек вала следует отпускать равномерно по всей длине, чтобы избежать перекоса и поломки дорогостоящей детали. Особенно это касается двигателей японского происхождения, где предельно уменьшены массы этих деталей. После полной разборки производим предварительную мойку головки блока. При этом вымывать до металла не стоит, так как это затруднит последующую диагностику и дефектовку. После этого осматриваем плоскость прилегания к блоку. Основные и наиболее часто встречающиеся дефекты и повреждения: протравы из полости водяной рубашки от применения некачественной охлаждающей жидкости, прогары и раковины из-за повышенной температуры в камере сгорания, повреждения поверхности во время предыдущих ремонтов, неровность плоскости головки после сильного перегрева двигателя. Плоскость головки проверяется прикладыванием линейки. А более наглядно неровности можно увидеть, если попытаться притереть плоскость на притирочной плите (Фото 4). При этом если плоскость в норме, то будут удалены остатки прокладки и полностью очищена прилегающая поверхность. Если обнаружиться искривление плоскости, то головку следует прошлифовать на станке до получения ровной плоскости. Это все основные дефекты головки, которые могут повлиять на дальнейшее использование ее в двигателе. дальше производим дефектовку деталей, которые необходимо заменить на новые, либо отремонтировать на месте.

Значительное влияние на общую работу двигателя, а главное на давление масла в системе смазки, оказывает зазор между опорными шейками распредвала и его посадочными местами. При достижении двигателем максимальной рабочей температуры, масло в головке разжижается, увеличивается текучесть и сброс давления масла, резко увеличивается шумность работы газораспределительного механизма, недостаточное давление приводит к голоданию гидрокомпенсаторов и износу всех деталей. Измеряем размеры всех рабочих опорных шеек распределительного вала и сравниваем их с допустимыми размерами производителя мотора. При значительных отклонениях необходимо заменить изношенную деталь на новую. При работе газораспределительного механизма, в зависимости от конструкции, усилие от распределительного вала прикладывается либо к основанию в теле головки (конструкция с промежуточными коромыслами) либо к крышке крепления вала с прямым нажатием клапана. Незначительный износ постели распределительного вала позволяет исправить данную деталь для продолжи- тельной дальнейшей работы в двигателе. Поскольку изнашивается одна половина из пары, то именно ее необходимо про- шлифовать в местах сопряжения ответной части до возвращения к нормальному размеру отверстия, только не переусердствовать, распределительньй вал должен вращаться свободно. Небольшой износ легко поддается ремонту в мастерской на притирочной плите (Фото 5). Очень тяжело устранить износ первой шейки постели вала после продолжительной работы с ремнем или цепью газораспределения, работавшего с натяжением, значительно превышающим рекомендованное изготовителем двигателя значение. Для восстановления таких повреждений нужна поддержка мастерской с хорошим оборудованием для механической обработки металлов. Следующим этапом производится проверка и отбраковка легкозаменяемых деталей головки. Клапана после разборки размещаем в держателе парами впуск-выпуск слева направо, начиная с первого цилиндра (Фото б). дальше очищаем детали от нагара и остатков отработанного масла и приступаем к дефектовке. Промеряем направляющий стержень клапана по всей длине рабочей поверхности (Фото 7). Если размер стержня клапана не выходит за пределы 0,03 мм от номинального и не имеет механических повреждений, проверяем состояние рабочей фаски клапана. Глубокие прогары и раковины (Фото 8) не удастся удалить шлифованием, а многие производители не допускают шлифовку фаски вообще. Можно попытаться шлифовать фаску, но не более чем на 0,2 мм. Например, клапана двигателя МВ ОМ 102-103 и большинства бензиновых моторов VW AUDI, установленные при сборке заводом-изготовителем, не допускают шлифовку фаски. Объясняется это сложной конструкцией тарелки клапана. Клапана, поставляемые как запчасти для ремонта, как правило, все дают возможность исправления дефекта фаски.

Приступаем к проверке на пригодность к дальнейшей работе направляющих втулок клапанов. Измерение диаметра внутреннего отверстия втулки проводим при помощи нутромера с шариковым сменным наконечником подходящего диаметра (Фото 9). Обычно тепловой монтажный зазор втулка-стержень клапана находится в пределах от 0,04 мм до 0,07 мм, многие производители моторов допускают максимальный зазор до 0,12 мм для изношенных деталей (но как вынужденная мера). Наша задача обеспечить долговременную надежную работу всего узла, поэтому измерения производим по всей длине втулки и в двух направлениях вдоль оси распределительного вала и поперек. Если обнаружен конический износ или эллипсность втулки, превышающая 0,04 мм, она подлежит замене на новую деталь. для благополучного удаления втулки необходимо применять специальную наставку размерами, подходящими к конкретной втулке (Фото 10). При этом головку блока предварительно нужно разогреть до температуры около 120 ?С. После чего выбить поврежденные втулки с помощью заготовленного приспособления. Обязательно промеряем все демонтированные втулки по наружному диаметру (Фото 11). Заводские втулки обычно имеют натяг 0,05 мм, а втулки, поставляемые для ремонта около 0,06 - 0,07 мм.

Если повреждено посадочное место втулки, производитель запчастей для ремонта предлагает увеличенный размер втулок плюс 0,1 мм - первый ремонт, плюс 0,2 мм второй ремонт. В таких случаях отверстие под втулку разворачивается разверткой или растачивается на координатно-расточном станке, обеспечив натяг посадки детали 0,05 - 0,06 мм.
Для запрессовки направляющих втулок клапанов применяется наставка, обеспечивающая направление и глубину запрессовки втулки (Фото 1). Головка предварительно разогревается до температуры примерно 120-1400 С. Втулка перед запрессовкой смазывается моторным маслом.

После остывания производим замер отверстий втулок и при помощи развертки со спиральными перьями доводим диаметр втулки в размер, обеспечивающий необходимый тепловой зазор между втулкой и клапаном (Фото 2). Придать рабочую форму седлу и обеспечить соосность с новой направляющей втулкой, можно применив специальные фрезы (шарошки). Наиболее удобны в этом случае инструменты от производителя Newaу. Этот инструмент довольно давно применяется автомеханиками и пользуется популярностью, несмотря на достаточно высокую цену. Хорошее дешевым не бывает. Важно правильно воспользоваться достоинствами этого инструмента. Первое - нужно научиться безошибочно устанавливать расширительный пилот (направляющий стержень для фрезы) (Фото 3) в направляющую втулку клапана. Пилот обеспечивает правильное положение фрезы и от этого зависит точность обработки седла клапана. Перед установкой направляющего пилота, втулку необходимо прочистить щеткой (Фото 4) и продуть сжатым воздухом для удаления стружки после обработки разверткой. При установке пилота нужно следить за тем, чтобы разрезная втулка полностью пряталась в отверстие направляющей втулки клапана. Если же длина втулки меньше длины разрезной втулки пилота, последнюю нужно расположить так, чтобы концы выходили из отверстия на одинаковое расстояние с обеих сторон и очень умеренно зажимать пилот (Фото 5). В случае значительного выступания расширительной втулки за пределы направляющей втулки клапана, нужно применить дополнительное кольцо на эту часть инструмента. Это может быть обрезанная часть от направляющей втулки клапана такого же внутреннего диаметра, и установить ее со стороны посадки сальника клапана (Фото 6). В случае неправильной установки направляющего пилота фрезы, последствия самые печальные и недешевые. Не заметив неправильной установки пилота, можно полностью вывести из строя седло клапана. Стоимость ремонта увеличится за счет операции по замене испорченного седла клапана. К тому же само приспособление приходит в непригодное состояние, вынуждая понести расходы на покупку нового для продолжения работы. При этом герметичности клапана и седла достигнуть не удастся.

После правильной установки пилота, можно начинать обработку седла. Если седло было установлено новое, то лучше начинать обработку фрезой с углом 45 град. Первые несколько оборотов фрезы нужно сделать без нажима на ключ вращения фрезы. Фреза под собственным весом выполняет обработку седла, подчиняясь положению, задаваемому пилотом. Инструмент должен удерживаться в оси пилота, а при нажиме он может повторить неточную установку седла. Если ми сделаем нажим корпуса фрезы, то она отклонится в сторону наименьшего сопротивления резанию, и мы получим обработку седла несоответствующую оси направляющей втулки клапана. Поэтому не нужно спешить на начальной стадии обработки седла. После того как фреза коснется ножами по всей окружности седла, можно несколько ускорить обработку, прикладывая незначительное усилие к ручке привода фрезы. Нельзя допускать больших усилий нажатия на фрезу, так как это может привести к выкрашиванию режущих зубьев фрезы, которые не успевают освободиться от стружки, возникающей в процессе обработки материала седла. Необходимо чаще снимать фрезу и очищать ножи от залегающей в пазы стружки после обработки (Фото 7). Если первой обработкой была выполнена рабочая фаска с углом 45 град., то следующей обрабатывается верхняя фаска с углом 15 град., (или с другим значением, предусмотренным заводом изготовителем двигателя). После нарезки верхней фаски, необходимо проверить положение контакта рабочей фаски седла с клапаном. Для этого вынимаем направляющий пилот из втулки клапана и ставим на свое рабочее место клапан, предварительно затушировав его рабочую фаску маркером любого цвета (Фото 8). Делаем несколько притирочных движений клапаном, для определения положения контактной поверхности клапан-седло.

Начало контакта должно быть не менее 0,5 мм от наружного края фаски клапана, а лучше - располагаться примерно на середине рабочей фаски клапана. После этого, фрезой с углом 60 град. Доводим до номинального значения ширину рабочей фаски клапана, используя значения, предусмотренные заводом изготовителем мотора или таблицей, предложенной изготовителем запчастей для ремонта, например KS.

При ремонте головки блока дизельного двигателя очень важное значение для одинаковой степени сжатия в цилиндрах имеет такой параметр, как залегание клапана в плоскости головки (Рисунок 1). Поэтому в дизельной головке обязательно нужно проверить это значение и сделать подгонку всех седел клапанов до номинального значения, предусмотренного изготовителем мотора (Фото 9). В случае исправления седел без замены, первой обрабатываем верхнюю фаску с углом 15 град.(Фото 10) или другим значением, предусмотренным заводом изготовителем мотора. Дальше работаем фрезой с углом 60 град. и в последнюю очередь выводим угол рабочей фаски (обычно 45 град., реже 30 град.).

Следующим этапом проверяем положение контакта на клапане и исправляем, если он не соответствует требуемому. Если место контакта ближе к краю клапана, то глубже срезаем фрезой с углом 15 град. Если ближе к центру клапана, то дополнительно обрабатываем фрезой с углом 60 град, а после _ 45 град. (или 30 град.), до получения правильного расположения ширины контактной поверхности седло-клапан. Для проверки расположения контактной поверхности прилегания седла и клапана используем тот же метод визуального наблюдения по следу на краске, нанесенной на клапан. Если контактируемая поверхность приобрела необходимое расположение, приступаем к притирке прилегающих поверхностей для обеспечения наилучшей герметичности между седлом и клапаном. Для этой цели подходят инструменты в виде резиновой присоски, закрепленной на деревянном несущем стержне (Фото 11). Для притирки лучше всего применять: абразивную пасту, порошок карбида титана (кристаллы серебристо-черного цвета) с размером зерна от 40 до 64 мкм, разведенный до густой концентрации в моторном, трансмиссионном масле. К достоинствам этого абразивного материала следует отнести достаточную податливость к измельчению в процессе обработки и в, тоже время, значительно большую стойкость при продолжительной обработке притираемых поверхностей. И самым решающим фактором является возможность отмывания любым видом моющего средства, на основе нефтепродуктов, а так же водными растворами пенообразующих бытовых составов.

Ни в коем случае не следует применять при ремонте деталей двигателя пасты на основе алмазных порошков. Очень прочные частицы материала способны внедряться, при механическом воздействии, в более мягкую основу и превратить ее в несокрушимый износостойкий инструмент. Его невозможно удалить с поверхности мягкого металла (алюминия). Износ ответной детали в процессе эксплуатации неизбежен, независимо от ее твердости.

Материал для притирки подобран. Приступаем к конечной обработке седла и клапана. На рабочую поверхность клапана наносим несколько точек абразивной пасты. И применяем вращение клапана при помощи присоски с ручкой предназначенной для этого (как в старину добывали огонь трением). После хорошей обработки седла фрезой с углом рабочей фаски клапана, можно потратить около 15-20 сек. времени для достижения окончательного результата (Фото 12). Может случиться так, что придется потратить времени раза в два-три больше, но результат все же получим. Если не сложилось притереть за такой период времени, нужно просмотреть правильность обработки седла или пригодность самих ножей фрезы для подобной работы. Притирка необходима как компонент быстрой дальнейшей приработки деталей механизма газораспределения. Разрыхленные притиркой, поверхность седла головки блока и фаски клапана во время первых минут работы двигателя от удара одной детали о другую очень быстро образовывают "наклеп" на обеих деталях, образуя прочную долговечную герметичную пару, обеспечивающую хорошую плотность давления в цилиндре ремонтируемого двигателя. Проверить качество прилегания и обеспечения герметичности поможет несложный прибор для проверки герметичности деталей топливной и тормозной системы, при несложной его доработке для этих целей (Фото 13). После проверки таким способом всех прилегающих пар головки можно приступить к окончательной мойке и сборке узла двигателя.

Для сборки применяем рабочее моторное масло двигателей.

У вымытых от остатков абразива клапанов смазываем направляющий стержень и монтируем его в соответствующую направляющую втулку притертого седла в головке блока цилиндров (Фото 14). После установки всех клапанов в свои подогнанные и притертые места, монтируем сальники клапанов при помощи монтажных конусов для перехода места посадки сухарей клапана (Фото 15), чтобы избежать повреждения рабочей поверхности сальника клапана. Не забываем при этом смазать моторным маслом внутри сальника. При помощи специальной наставки (Фото 16), изготовленной под конкретный размер сальника и стержня клапана, легкими ударами молотка досаживаем сальник до упора в направляющую втулку (Фото 17). Правильно изготовленная наставка не позволяет установить сальник с перекосом и предохраняет сальник от разрушения. Перед сборкой следует проверить прилегание сухарей к стержню клапана. Между плоскостями разреза сухариков должен оставаться незначительный зазор - это даст возможность соединить клапан и тарелку при сборке без проворачивания. Если после сборки клапан и тарелка свободно проворачиваются, - это может привести к износу посадочного места сухариков на стержне клапана (Фото 18) (Слева новый клапан без износа).

Производим сборку всего узла - тарелка пружины нижняя, пружина, тарелка верхняя и запорные сухарики.
При регулировке зазоров клапанов следует учитывать, что во время приработки седла и клапана, зазор, как правило, уменьшается и лучше сделать больше на 0,05 мм от номинального. После пробега автомобиля 10 000 км нужно обязательно проверить и при необходимости довести зазоры до номинальных.

Если механизм газораспределения оснащен автоматическими регуляторами зазора (гидрокомпенсаторами), которые при ремонте не были заменены новыми, следует произвести подготовку их для установки в двигатель для дальнейшей работы. Сначала проверяем пригодность гидротолкателей для дальнейшей работы в двигателе. Гидравлические компенсаторы, имеющие внешние повреждения, например выбоины, царапины или задиры, подлежат обязательной замене. Необходимо также проверить состояние соответствующих контактных поверхностей ГРМ. В гидротолкателях особо тщательно следует проверять состояние торцевой поверхности. Эта контактная поверхность особенно подвержена ударным нагрузкам при работе двигателя. Например, в новом толкателе для VW фосфатированная торцевая поверхность имеет выпуклый контур. В процессе приработки покрытие стирается. Критерием оценки степени износа гидротолкателя является не пятно контакта на покрытии, а контур торца толкателя. Если по прошествии определенного времени эксплуатации торцевая поверхность толкателя становится вогнутой, необходимо менять весь комплект толкателей вместе с распредвалом. Если есть износ в месте контакта с торцом стержня клапана (Фото 19), - необходима обязательная замена. Этот дефект возникает на ранней стадии потери герметичности сопрягаемых деталей устройства. В условиях автосервиса простым, но весьма информативным способом контроля состояния гидрокомпенсатора может быть сжатие его усилием рук. Заполненный компенсатор не должен быстро сжиматься от руки. Эту проверку следует выполнять осторожно, поскольку через зазор может выступить слишком большое количество масла. Если заполненный компенсатор без особого усилия сжимается рукой, его необходимо заменить.
Подготовка гидрокомпесатора делается для приведения его размера в исходное состояние, как у нового, на начало хода поршня.

Есть два варианта возврата компенсатора в исходное состояние. Гидротолкатель зажимаем в слесарные тиски отверстием вниз для выхода масла и через проставку из мягкого металла прижимаем поршень, постепенно сжимая в тисках. Повторяя эту процедуру несколько раз, постепенно удаляем масло из гидротолкателя и можно устанавливать его на рабочее место. Второй способ - разобрать гидротолкатель.

Перед установкой гидротолкатели следует разобрать и удалить из внутренних полостей остатки старого отработанного масла. Проверить целостность возвратной пружины корпуса внутреннего элемента. Обязательно проверить и почистить шариковый клапан, промыть все детали в бензине (в случае прочных смолистых отложений применить очиститель карбюратора или концентрированный очиститель инжекторов), затем собрать, слегка смазав моторным маслом все детали устройства. Заправлять маслом не нужно, маслонасос двигателя должен сам заполнить толкатель рабочим маслом. После сборки головки, каждый толкатель, при поднятом кулачке распредвала, должен свободно проворачиваться в своем посадочном месте и не ограничивать полное закрытие клапана.

Сергей ГРИГОРЬЕВ, журнал "Автомастер", сентябрь - октябрь 2004 года

    тэги не добавлены

  • 12-02-2009 22:40
    VladTM
    1

    Обворожительно!!!! Но, только уж, если ДРАТЬ, то, драть с ФОТОГРАФИЯМИ!!!!!!