Ремонта газораспределительного механизма ЯМЗ, Д, А, СМД

Ремонта газораспределительного механизма ЯМЗ, Д, А, СМД

ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

1.Краткая характеристика деталей ГРМ.

Головки цилиндров тракторных двигателей изготавливаются литьем из чугуна. Крепится головка к блоку цилиндров при помощи шпилек или болтов. Уплотнение между головкой и блоком достигается при помощи прокладки из жаростойкого материала (металлоасбест). В головке цилиндров выполнены отверстия для установки форсунок, полости для циркуляции охлаждающей жидкости. На верхней плоскости головки смонтирован клапанный механизм и детали его привода. Внутри головки выполнены газоходы для впуска в цилиндр воздуха и выпуска выхлопных газов. В посадочных местах клапанов установлены гнезда из жаростойкого чугуна.

Распределительный вал изготавливают штамповкой из углеродистой стали. Он состоит из кулачков, управляющих движением клапанов и опорных шеек. Поверхности опорных шеек и кулачков закаливают и полируют. Число кулачков соответствует удвоенному числу цилиндров, а их профили – принятым фазам газораспределения и кинематике механизма привода. Взаимное расположение кулачков определяется расположением цилиндров и порядком их работы.

Распределительный вал устанавливают на втулках в расточках блока у двигателей Д-65Н. Д-240, А – 41 или в развале блока – у двигателей СМД-60, СМД-62.

Толкатели передают движение от кулачков распределительного вала на штанги. Их изготавливают из стали. Они могут быть цилиндрическими с возвратно-поступательным движением (Д-65Н, Д-240, СМД-60) или консольными качающимися (А-41). Цилиндрические толкатели изготавливают с плоским (СМД-60) или сферическим (Д-240) днищем, которым они опираются на поверхность кулачка. При сферическом днище толкателя кулачки распределительного вала выполняют с наклоном и точка касания толкателя и кулачка смещена относительно оси толкателя, что при работе вызывает вращение толкателя и равномерный износ по кольцу его днища. При плоском днище ось толкателя смещают относительно середины кулачка, что вызывает его вращение, и обеспечивает равномерный износ. Трущиеся поверхности толкателя цементируют и закаливают до высокой твердости.

Штанги передают движение от толкателя на коромысла. Изготавливают их из стальных трубок или прутков (Д-240) со сферическими наконечниками, которые термически обработаны до высокой твердости. Наконечники выполняют с выпуклой (СМД-60) или вогнутой (Д-240) сферической поверхностью.

Коромысла клапанов представляют собой двуплечий рычаг с коротким плечом, обращенным к штанге. Соотношение плеч коромысла 1 : (1,5…1,8), что уменьшает действие сил инерции и при установленных размерах кулачков позволяет получить достаточное опускание клапанов (13,0…13,5 мм). Коромысла изготавливают из легированной стали точной отливкой.

На коротком плече коромысла установлен регулировочный винт со сферической поверхностью, куда входит наконечник штанги.

Длинное плечо коромысла заканчивается бойком с цилиндрической поверхностью, что обеспечивает минимальные радиальные нагрузки на стержень клапана. Коромысла устанавливают во втулках на полой оси, которую изготавливают из стальных трубок.

Клапаны состоят из тарелки и стержня. С учетом нагрева до 600оС клапаны изготавливают из легированных жаропрочных сталей: впускной – из хромистых, выпускной – из специальных сплавов. Поверхности фасок выпускных клапанов наплавляют сплавом на основе кобальта (СМД-60, СМД-62). Фаски клапанов для уплотнения притирают к поверхности седел, запрессованных в гнезда клапанов в головке цилиндров.

Клапаны перемещаются в направляющих втулках, установленных с натягом в отверстиях головки цилиндров. С учетом работы втулок в условиях высоких температур и недостаточного смазывания их изготавливают из стали с покрытием из фосфористой бронзы (Д-240), чугуна (А-41), металлокерамики (СМД-60).

Пружины служат для закрытия клапанов и плотного удержания их в таком положении. Обычно применяют по две пружины на один клапан, что уменьшает возможность резонанса и повышает надежность работы. В верхней части пружина упирается в тарелку, которая с помощью сухариков закреплена на стержне клапана. Между сухариками и тарелкой (А-41,СМД-60) устанавливают конусную каленую втулку, которая дает возможность при работе поворачиваться клапанам относительно оси при посадке на фаску. Этим достигается равномерный износ торца стержня клапана и лучшая герметичность уплотнения клапанов. Внизу пружина опирается на опорную шайбу.

Таблица 1. Основные показатели технической характеристики газораспределительного механизма.

Диаметр тарелки клапана, мм:

Зазоры между клапанами и коро-мыслами на холод-ном двигателе, мм

Установка первого цилиндра в ВМТ

Установочной шпилькой на картере маховика (при совмещении со сверлением в маховике поршень первого цилиндра не доходит до ВМТ на угол опережения подачи топлива)

Установочным винтом на картере маховика.

Нажимом на указатель ВМТ, установленный на картере маховика.

Возможные дефекты основных деталей ГРМ, допустимые значения параметров и средства контроля (приспособления и приборы для дефектовки) указаны в таблицах 2 – 5.

На рисунках 1 – 15 показаны основные средства дефектовки и способы их использования.

Таблица 2. Контролируемые параметры, дефекты головок цилиндров и применяемые контрольно-измерительные приспособления и приборы.

Дефект и контролируемый параметр

Допустимые без ремонта значения параметров, мм

Износ седла или тарелки клапана.

Утопание тарелки клапана относительно по-верхности прилегания к блоку цилиндров:

Клапаны контрольные; приспособление индикаторное

Радиальное биение фаски клапанного гнезда.

Износ направляющих втулок клапанов

Внутренние диаметры направляющих втулок клапанов.

Нутромер индикаторный модели 105.

втулки клапанов (проверяют при ослаблении посадок)

Нутромер индикаторный модели 109.

Диаметры отверстий под седла клапанов (проверяют при ослаблении посадки или замене седла):

Нутромер индиикаторный модели

Коробление, деформация головки цилиндров.

Отклонение от плоскостности поверхности прилегания головки к блоку.

Линейки поверочные ШД-1-1500 и ШД-1-1000;

Износ и повреждение резьбовых отверстий

Резьбовые калибры Крм-ТС

Высота головки цилиндров.

Утопание клапанных гнезд в головках цилиндров проверяют двухсторонними шаблонами (рис. 1 а, б).

Если шаблон, помещенный в гнезде стороной с индексом «1», не касается плоскости головки, то в гнездо после фрезеровки можно ставить шлифованный клапан (рис. 1 а).

Когда шаблон опирается на плоскость и не касается конической поверхности гнезда (рис. 1 б), надо проверить гнездо стороной шаблона с индексом «2». Если шаблон не ляжет на плоскость головки, то в это гнездо можно ставить новый клапан.

Головку с седлами, негодными и под новые клапаны, следует восстановить или выбраковать.

Рис. 1 Контроль утопания гнезд клапанов:

а — годная головка;

б — головка изношена больше нормы.

Рис.2 Проверка шаблоном седел клапанов в головке цилиндров.

Рис.3 Проверка пробкой втулок клапанов.

Рис. 4 Индикаторное приспособление для контроля отклонения осей клапанного гнезда и направляющей втулки:

1 — цанга; 2 — втулка; 3 —державка; 4 и 6 — винты; 5 —индикатор; 7 — разжимной винт.

Таблица 3.Контролируемые параметры распределительных валов

и применяемые контрольно-измерительные приспособления и приборы.

Дефект и контролируемый параметр.

Допустимые без ремонта значения параметров, мм

Биение средних опор относительно крайних.

Индикатор ИЧ10Б; плита поверочная

Диаметр опорных шеек

Овальность опорных шеек не более

Номинальные и ремонтные для сопряжений с новыми деталями и деталями б/у. (см.раздел Восстановление).

Профиль кулачков и угол скручивания

Рис. 5. Проверка скручивания распределительного вала и профиля кулачка на специальном приспособлении

Рис.6.Проверка скобой высоты кулачка

Таблица 4 Контролируемые дефекты клапанов и средства их обнаружения.

Дефект и контролируемый параметр.

Допустимые без ремонта значения параметров, мм

Износ запорной поверхности тарелки клапана.

Утопание тарелки клапана относительно поверхности головки цилиндров.

Контрольная головка цилиндров.

Овальность и конусность стержня, мм

Отклонение от прямолинейности поверхности стержня.

Износ торца стержня клапана.

Износ рабочих поверхностей тарелок клапанов проверяют шаблонами (рис. 4 а, б). Если цилиндрический поясок тарелки не доходит до риски на шаблоне, клапан после шлифовки годен к дальнейшей работе.

Рис. 7. Проверка тарелки клапана: а — годен; б — брак

Рис.8. Проверка шаблоном тарелок клапанов

Рис.9. Проверка скобой стержня клапана

Рис.10 Проверка клапана на биение фаски.

Рис. 11 Проверка клапана на индикаторном приспособлении:

а – проверка прямолинейности стержня; б – проверка биения фаски тарелки; 1, 5 – стойки для индикатора; 2 – клапан; 3, 6 – прижимы; 4 – индикатор; 7 – упор.

Рис.12.Определение износа стержня клапана микрометром.

Для проверки штанг толкателей выпускается специальная стойка-шаблон КИ-1677 (рис. 4). Расстояние между сферической вставкой 1 основания и ограничителем 2соответствует допустимому при ремонте размеру штанги. Если штанга упирается в ограничитель, ее оставляют для дальнейшей работы.

Для проверки изгиба штанг на обратной стороне стойки предусмотрен специальный подвижной выступ 3с высотой, равной допустимому изгибу. Штанга, прижатая средней частью квыступу, при провертывании вокруг продольной оси должна касаться плоскости стойки только одной стороной.

Рис. 13. Стойка-шаблон для дефектовки штанг толкателей:

1 — сферическая вставка;

3 - подвижный выступ.

Рис.14. Проверка длины штанги толкателя на стойке-шаблоне

При дефектовке коромысел контролируются следующие основные размеры: диаметр отверстии втулки, диаметр отверстия в коромысле под втулку, высота бойка, длина коромысла. Допустимые и ремонтные размеры указаны в разделе «Восстановление». При наличии обломов и трещин, срыве или износе резьбы в отверстии под регулировочный винт коромысло подлежит выбраковке.

Рис.15 Проверка пробкой втулки коромысла

Рис. 16 Высота бойка .

Рис. 17 Величина не параллельности коромысла рабочей поверхности бойка коромысла.

При дефектовке клапанных пружин контролируется их упругость путем измерения длины под заданной нагрузкой и в свободном состоянии.

Упругость и длина клапанных пружин.

Усилие сжатия (упругость) пружины на рабочей длине, Н

Длина пружины, мм

В свободном состоянии

В рабочем состоянии

См. дополнительно: [1 с. 175 – 176 т.42], [4 с. 118 т. 20]

Пружины не должны иметь деформаций, изгибов и изношенных мест. Поверхности витков должны быть ровными и гладкими, без следов коррозии, трещин и надломов.

Опорные поверхности пружины должны быть перпендикулярны к ее оси, отклонение допускается не более 2 мм на 100 мм длины. Неравномерность шага витков не должна превышать 20%.

3 Основное содержание технологии ремонта ГРМ

Ремонт головок цилиндров. Технологический процесс ремонта головок цилиндров может включать следующие операции:

-мойку и очистку от накипи, нагара,

-дефектацию с гидравлическими испытаниями аналогично блокам цилиндров, (0,4 МПа в течении 3 минут).

-выпрессовку дефектных седел клапанов, направляющих втулок клапанов,

-удаление стаканов форсунок,

-обработку отверстий под седла и направляющих втулок клапанов (при ослаблении посадки),

-запрессовку седел клапанов и направляющих втулок,

-шлифование фасок впускных и выпускных седел клапанов,

-развертывание отверстий в направляющих втулках,

-установку стаканов форсунок,

-шлифование (шабрение) плоскости прилегания головки к блоку цилиндров,

-устранение трещин, ремонт резьбовых соединений.

Ремонт седел клапанов без замены, заключается в фрезеровании или шлифовании фасок набором фрез или шлифовальных камней. Изучить схему образования рабочей фаски при фрезеровании.

Таблица 6. Угол заточки фрез (шлифовальных камней) для обработки клапанных гнезд головок цилиндров некоторых двигателей.

Угол заточки фрез для

впускных гнезд, град

Угол заточки фрез для

выпускных гнезд, град.

При утопании клапана выше допустимого гнезда клапанов заменяют (см.табл.2). При этом выпрессовывание гнезда выполняется при помощи съемника.

Предельное утопание тарелки клапана: Вп. / Вып.

ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-01, А-41 2,7 мм / 3,2 мм;

СМД-60, СМД-62, 2,8 мм / 3,0 мм;

Д-240 3,5 мм / 3,0 мм;

Д-65Н 2,5 мм / 3,0 мм;

Д-37Е 3,5 мм / 3,0 мм;

Ремонтные гнезда (кольца) вытачивают из чугуна СЧ 21-40 или из стали ЭП-616. Перед запрессовкой нового гнезда головку необходимо нагреть до 90о С в масле, а гнездо охладить в жидком азоте или головку нагревают в печи до 400 оС, а кольца охлаждают в углекислоте (сухой лед).

После обработки гнездо клапана должно иметь радиальное биение фаски относительно поверхности втулки клапана не более 0,05 мм. Его величину проверяют контрольным приспособлением.

Рис.18. Контрольное приспособление для проверки биения фаски седла клапана:

1 – втулка; 2 – винт; 3 – индикатор ИТП; 4 – ось; 5 – хомут; 6 – кольцо; 7 – винт.

Направляющие втулки клапанов заменяют при износе внутренней поверхности более допустимого (см. табл.2) или при ослаблении посадки в головке цилиндров.

Перед запрессовыванием новых втулок прочищаются отверстия в головке цилиндров. Запрессовывание осуществляется при помощи ограничительной втулки-оправки, обеспечивающей заданный размер выступания верхнего торца втулки относительно поверхности головки цилиндров, или до упорного бурта. Запрессовывание должно осуществляться с натягом 0,010…0,016.

Выступание торца направляющей втулки над поверхностью головки цилиндров должно составлять:

СМД-60, СМД-62 - 31 мм, Д-240,Д-65Н - 31± 0,5 мм, А-41 - ----

Выпрессовка направляющих втулок больших проблем не вызывает - нужна лишь подходящая оправка

После запрессовки отверстия втулок обрабатываются разверткой до нормального или ремонтного размера. Развертывание отверстия во втулке должно осуществляться с учетом фактического диаметра стержня клапана. Нормальные зазоры в сопряжении втулка-клапан должны составлять, мм:

СМД-60; Д-37Е; Д-240; СМД-62; Д-37М; Д-65Н; А-01М; А-41; Д-21; Д-65М

Клапан впускной-втулка 0,030 – 0,074 0,035 - 0,090 0,050 – 0,097

Клапан выпускной-втулка 0,070 – 0,114 0,070 – 0,120 0,070 – 0,117

Перед развертыванием втулок необходимо определить величину износа стержня клапана и при необходимости шлифовать его до ремонтного размера.

При правильно обработанном отверстии втулки слегка смазанный моторным маслом клапан должен без зависания медленно опускаться под действием собственной массы. Подобранные по гнездам клапаны метят на торцах тарелок.

Шлифование, фрезерование или пришабривание поверхности головки, сопрягающейся с блоком цилиндров выполняется при наличии неплоскостности поверхности более 0,10…0,15 мм (по маркам двигателей). При этом высота головки должна быть не менее допустимой для данной марки двигателя (см. таблицу 2) Неплоскостность головки проверяется на поверочной плите или при помощи поверочной линейки и набора щупов.

Ремонт клапанов, соответствующих техническим требованиям, предъявляемым к прямолинейности и величине износа стержня, к биению тарелки, заключается в основном в восстановлении рабочих фасок.

Рабочие фаски клапанов восстанавливаются шлифованием на станке ОПР-823 и специальных стендах.

Шлифовка фаски осуществляется под углом 45. На поверхности тарелки не должно остаться рисок и задиров и цилиндрический поясок ее должен быть высотой не менее 1.1…1.3 мм.

Изношенный торец клапана шлифуется на специальной подставке, прилагаемой к станку ОПР-823. После шлифования угольником проверяют перпендикулярность торца стержня по отношению к цилиндрической поверхности. Допускается просвет на торце до 0,05 мм.

Изношенную поверхность стержня клапана шлифуют до соответствующего ремонтного размера, уменьшенного на 0,0250 – 0.050 мм.

Овальность и конусность после шлифования допускаются до 0,02 мм. Непрямолинейность стержня клапана не должна превышать 0,05 мм.

Клапаны с размером тарелки меньше допустимого или с износом стержня могут быть восстановлены только в условиях специализированных предприятий методами плазменного напыления сормайта 1 или гальваническими способами. В условиях проектируемой мастерской такие клапаны подлежат выбраковке.

После восстановления гнезда клапана и шлифовки тарелки клапана осуществляется его притирка на станке ОПР-1841А, ОР-6687М.

При отсутствии станка притирку можно производить вручную при помощи дрели или других приспособлений.

Для притирки клапанов к седлу применяют притирочные пасты на основе обычных абразивных порошков (электрокорунда, карбида кремния) и синтетических алмазов – АС 40/28НО, АС 20/14НО, АС 10/7РО. Последние увеличивают производительность процесса притирки в 2…3 раза, и обработанная поверхность получается глаже, чем при использовании обычных абразивных паст. Для повышения качества и производительности притирки рекомендуется в притирочный состав вводить поверхностно-активные вещества, например олеиновую или стеариновую жирную кислоту.

Состав притирочной пасты должен выбираться в зависимости от материала, из которого изготовлены гнезда клапанов. Так для притирки клапанов дизелей, имеющих гнезда из чугуна СЧ 21-40, рекомендуется притирочный состав из 40% шлифовального порошка из серого электрокорунда зернистостью М14 или М20, 55-58% дизельного масла и 2-5 % олеиновой или стеариновой кислоты. Если гнездами клапанов служат вставные кольца из стали ЭП-616, то рекомендуется такой состав: шлифовальный порошок марки 64С (К3) зернистостью М20 - 40-50 %; дизельное масло - 46-48 %; олеиновая кислота - 4-5 %; сульфофрезол – 2-3 %; керосин – 4-5 %.

После притирки на конических поверхностях тарелки клапана и гнезда головки должна быть ровная матовая кольцевая полоска шириной 1,5…2,0 мм. Разрывы и углубления на ее поверхности не допускаются..

Таблица 7. Размеры фасок клапанных гнезд и притертой кольцевой полоски на клапане.

Ширина фаски гнезда, мм

А-41, А-01М и типа СМД-18

После сборки клапана проверятся герметичность при помощи керосина или пневматического приспособления.

Течь керосина из-под клапана указывает на его негерметичность. Пневматическое испытание проводится при давлении 0,07 МПа. Падение давления в течение 30 с указывает на негерметичность сопряжения и плохое качество притирки клапана.

После ремонта клапанов их моют, а затем графитируют стержни для лучшей приработки в отверстиях направляющих втулок. Стержень клапана

опускают в графитовый раствор на 1-2 с, приготовленный из семи частей графитовой смазки и трех частей дизельного масла.

На сборку клапанного механизма должны поступать пружины, состояние которых соответствует требованиям изложенным в разделе дефектовка. После сборки сухари клапанов должны выступать над плоскостью тарелки пружины клапана на 1 ± 0,5 мм.

Для сборки клапанного механизма могут использоваться стенды: ОР-13171 – для СМД-60, СМД-62; ОР-13770 – для ЯМЗ-240В, ЯМЗ-238НБ; ОР-2953 – для А-01, СМД-14. В условиях мастерской аграрного предприятия чаще используется приспособление типа ОПР-1627 заводского или собственного изготовления.

При износе внутренней поверхности втулки выполняются следующие ремонтные операции:

- выпрессовка изношенной втулки,

- запрессовка новой свернутой втулки,

- уплотнение внутренней поверхности втулки гладкой

- обработка фаски 1,0+0,25 х 45о с двух сторон,

- растачивание или развертывание отверстия втулки до

- нормального или ремонтного размера.

Восстановление размера отверстия втулки может выполняться и путем осаживания с последующим развертыванием до нормального размера.

При запрессовке новой втулки необходимо обеспечить совпадение отверстий для смазки во втулке и в коромысле.

При ослаблении посадки и износе отверстия под втулку может применяться запрессовывание новой втулки с последующей разверткой. При необходимости, для обеспечения необходимого натяга (не менее 0,05 мм), может применяться осаживание новой втулки.

Для выполнения перечисленных операций необходимо следующее оборудование: пресс гидравлический ПА-411, оправка для запрессовки втулок в коромысло, прошивка, развертки. В условиях специализированных ремонтных предприятий могут использоваться стенды для разборки и сборки коромысел и толкателей ОР-17901, алмазно-расточные станки 2705 или ВС-477 и др.

При износе поверхности бойка осуществляется его шлифование по радиусу до выведения следов износа «начисто» и полирование до шероховатости поверхности 0,63…0,32 мкм, зачистка заусенцев на кромках.

Таблица 8. Размеры коромысел клапанов, мм

Диаметр отверстия втулки, допустимый без ремонта

Диаметр отверстия коромысла клапана

Диаметр отверстия втулки после расточки

Диаметр отверстия втулки после осаживания

Высота бойка коромысла.

4.Регулировка механизма газораспределения.

Основной регулировкой газораспределительного механизма является регулировка теплового зазора. Величина зазора указана в таблице 1. В этой же таблице указаны и способы контроля установки поршня первого цилиндра в ВМТ.

Первыми операциями являются подготовительные, т.е. обеспечение доступа к клапанам и коромыслам: открывание капота, снятие клапанных крышек и т.п; проверка затяжки гаек крепления стоек валика коромысел.

Технология регулировки имеет отличия в зависимости от марки двигателя.

Двигатели Д-65Н, Д-240, А-41, А-01.

Включив декомпрессионный механизм (Д-65Н, А-41 и А-01М), повора-чивают коленчатый вал двигателя до тех пор, пока оба клапана первого цилиндра закроются. Вывинтив установочную шпильку из картера маховика и вставив ее в то же отверстие ненарезанной частью, медленно поворачивают коленчатый вал до совмещения шпильки с углублением на маховике. При этом поршень первого цилиндра окажется в положении ВМТ такта сжатия.

Выключив декомпрессионный механизм, замеряют щупом фактический зазор между стержнем клапана и бойком коромысла у обоих клапанов первого цилиндра. При необходимости отпускают контргайку 1 (рис. 20) регулировочного винта 2 на коромысле 3 клапана и, завинчивая или отвинчивая винт, устанавливают требуемый зазор между коромыслом и клапаном. Затянув контргайку, вновь проверяют зазор щупом, поворачивая штангу толкателя вокруг ее оси.

Не изменяя положения коленчатого вала, регулируют декомпрессор первого цилиндра. Для этого устанавливают валик 3 (рис. 21) декомпрессора так, чтобы регулировочные винты 2 заняли вертикальное положение. Отпустив контргайку 1, отворачивают регулировочный винт 2 декомпрессора проверяемого клапана до упора сферической головки в валик. Затем, заворачивая винт 2, выбирают зазоры между винтом и коромыслом, стержнем клапана и коромыслом. После этого винт 2 декомпрессора заворачивают дополнительно на 3/5 - 4/5 оборота и затягивают контргайку /. К регулировке механизма декомпрессора нужно относиться внимательно, так как расстояние между клапаном и поршнем, когда он находится в ВМТ, невелико, и неправильная регулировка декомпрессора может привести к ударам клапанов о поршни.

Отрегулировав зазор в клапанах и декомпрессоре первого цилиндра, вынимают установочную шпильку и снова завинчивают ее в отверстие картера маховика.

Для регулировки зазора в клапанах и декомпрессорах каждого следующего цилиндра поворачивают коленчатый вал на 1/2 оборота для четырехцилиндровых двигателей (Д-65М, Д-65Н, Д-240, Д-240Л и А-41) и на 1/3 оборота для шестицилиндрового двигателя А-01М, имеющих порядок работы цилиндров соответственно 1—3—4—2 и 1—5 — 3 — 6 — 2 — 4. По окончании регулировки снятые детали устанавливают на двигатель.

1. И.Е.УльманТехническое обслуживание и ремонт машин. М. Агропромиздат 1990.
2. А.ИСидашенко Ремонт машин. К. Урожай 1994 г.
3. 3. М.И.Черновол и др. Обладнання ремонтних пiдприэмств. К. «Урожай» 1996 г.
4. И.С.Левитский и др. Практикум по ремонту машин. М. «Колос» 1974
5. А.И.Сидашенко, А.А.Науменко Практикум по ремонту машин. Харьков «Прапор» 1993.

Материалы: http://mehanik-ua.ru/remont-mashin-i-oborudovaniya/1377-remonta-gazoraspredelitelnogo-mekhanizma-yamz-d-a-smd.html

Головка цилиндров представляет собой цельную отливку из серого чугуна и крепится к блоку шпильками, ввернутыми в блок. Шпильки изготовлены из хромоникелевой стали и термически обработаны. Для обеспечения отвода тепла головка цилиндров имеет водяную рубашку, сообщающуюся с рубашкой блока, для обеспечения подвода топлива к форсунке в боковой поверхности имеются отверстия под штуцера.

В головке цилиндров размещены клапаны с пружинами и деталями их крепления, коромысла, оси коромысел и форсунки.

Седла клапанов вставные. Седла впускных клапанов изготовлены из специального чугуна, а седла выпускных — из специального жаропрочного сплава. Седла запрессованы в гнезда с натягом. Седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов окончательно обрабатываются после их запрессовки в головку.

Рис. 1

Устанавливаемые на двигатели головки цилиндров имеют между собой конструктивные отличия:

Головки цилиндров на двигателях ЯМЗ-236НЕ2,БЕ2 могут быть блочные на три цилиндра каждая или индивидуальные:

— Блочная головка на три цилиндра каждая. Привалочная поверхность шлифована и в зоне уплотнения гильз цилиндров выполнены кольцевые проточки.

Стык головки цилиндров, блока и гильзы уплотняется прокладкой состоящей из металлической единой на три цилиндра прокладки, уплотняющей газовый стык, и резиновых уплотнительных элементов, уплотняющих масляные, водяные и штанговые полости. Уплотнительные элементы пяти видов в количестве 14 шт. на прокладку (рис. 1).

Рис. 2

Индивидуальная головка установлена на каждый цилиндр и крепится к блоку шестью шпильками, имеющими длину 209 мм и 248 мм. В головку запрессован чугунный стакан форсунки. Стакан в верхней части уплотнен резиновым кольцом. Привалочная поверхность в зоне уплотнения гильз цилиндров имеет три кольцевые проточки. Стык головки цилиндров, блока и гильзы (рис. 2) уплотняется прокладкой состоящей из металлической прокладки, уплотняющей газовый стык, и резиновой прокладки, уплотняющей масляные, водяные и штанговые полости. Металлическая и резиновая прокладка устанавливаются на штифты блока. Металлическая прокладка выпускается четырех размеров по толщине (1,1 мм; 1,3 мм; 1,5 мм; 1,7 мм) и подбирается при сборке двигателя индивидуально с целью достижения оптимального рабочего процесса в каждом цилиндре. В запасные части поставляется прокладка толщиной 1,7 мм.

Головки цилиндров на двигателях ЯМЗ-236Н; (Б; НЕ; БЕ) блочные на три цилиндра каждая. Конструктивно выполнена в основном аналогично предыдущей блочной.

Головку цилиндров снимать только для устранения неисправностей деталей цилиндропоршневой группы, прокладки головки цилиндров, клапанов или для замены самой головки.

Снимать головку цилиндров в следующем порядке:

1. Слить охлаждающую жидкость из системы охлаждения двигателя.

2. Отсоединить от головки все трубопроводы, защитить их внутренние полости от попадания пыли и грязи.

3. Снять крышку головки цилиндров.

Рис. 3

4. Отвернуть гайки скоб крепления форсунок (рис. 3),…

Рис. 4

…снять форсунки (рис. 4), предохраняя распылитель от ударов и засорения отверстий.

5. Отвернуть гайки крепления осей коромысел, снять оси коромысел в сборе с коромыслами и извлечь штанги.

Рис. 5

6. Отвернуть гайки крепления головки цилиндров (рис. 5),…

Рис. 6

… соблюдая последовательность, обратную затяжке (рис. 6).

Отворачивать гайки крепления индивидуальных головок цилиндров не менее чем за три приема:

1 – прием - до147. 118Нм (15. 12 кгсм)

2 – прием - до 49. 39Нм (5. 4кгсм)

3 - прием - вывернуть гайки.

7. Снять головку цилиндров с двигателя и осмотреть ее состояние.

8. Если необходимо, осторожно снять прокладку головки цилиндров.

9. Проверить состояние гильз цилиндров и закрыть цилиндровые отверстия, чтобы предохранить их от попадания пыли и грязи.

Установку головки цилиндров на двигатель производить в обратном порядке. Перед установкой протереть чистой ветошью привалочные плоскости блока цилиндров, бурта гильзы цилиндров и головку цилиндров. Повторное использование прокладки головки цилиндров допускается с той же головкой цилиндров только при неизменном положении гильз в блоке цилиндров и при отсутствии следов прорыва газов и разрушения окантовок газового стыка. Обратить внимание на правильность установки прокладки головки цилиндров на штифты и окантовок прокладок — на бурты гильз цилиндров.

Рис. 7

Гайки крепления головок цилиндров затягивать в порядке возрастания номеров, как показано на рис. 7, моментом 240 — 260 Нм (24 — 26 кгсм). После первой затяжки повторной операцией проверить требуемый крутящий момент на каждой гайке, соблюдая указанную последовательность. Нельзя затягивать гайки моментом большим, чем указано, так как это неизбежно приведет к разрушению деталей газового стыка.

Материалы: http://autoruk.ru/maz/dizel/remont-golovok-tcilindrov-maz

Головка цилиндров. Перед проведением ремонта следует испытать герметичность стенок и уплотнений головки цилиндров. Испытания проводятся на стендах типа КИ-9147, ОР-13725М (для ЯМЗ-240Б) и других. В отверстия водных полостей испытываемой головки устанавливается и прижимается специальная обрезиненная плита. При давлении воды 0,4-0,5 МПа утечки и потение стенок головки в течение 5-ти минут не допустимы. Наиболее распространённый дефект чугунных головок цилиндров – износ рабочей фаски клапанных гнёзд, которые ремонтируются фрезерованием. Для этого применяется набор специальных фрез [рис. 70]. Фрезеровка проводится вручную либо на сверлильном станке, используя специально изготовленную шарнирную оправку.

Рис. 70. Ремонт клапанных гнёзд фрезами.

а) – Черновой 45 град;

б) – Черновой 75 град;

в) – Черновой 15 град;

г) – Чистовой 45 град;

д) – Схема образования рабочей фаски гнезда при фрезеровании и её ширина В.

Порядок обработки клапанных гнёзд представлен в таблице 40.

Таблица 40. Угол заточки фрез (шлифовальных камней) для обработки клапанных гнёзд головок цилиндров.

При этом первая фреза предназначена для удаления на фаске следов износа, вторая и третья фреза служит для подрезки верхней и нижней части фаски. Последняя четвёртая фреза предназначается для доведения ширины фаски В до требуемых размеров [таблица 41].

Таблица 41. Размеры фасок клапанных гнёзд и притёртой кольцевой полоски на клапане.

Во время проведения фрезерования стержень оправки фрезы должен с зазором не более 0,05 мм входить в отверстие втулки клапана. Вместо фрез возможно использование зенкеров с твердосплавными пластинками.

Для достижения герметичности прилегания клапанов к гнёздам используется несколько технологий.

При обычной технологии клапаны притираются к гнезду на стенде ОР-6687М либо вручную. В другом случае фаска гнезда также обрабатывается фрезерованием, а у клапана она шлифуется под углом 44 градуса (± 15 мин) и впоследствии не притирается. Следующий способ: гнездо в головке блока и фаска клапана дополнительно наклёпывается, обрабатывая роликовыми накатками.

Для получения малой шереховатости (Ra = 0,8 мкм) поверхности сёдел клапанов, обработки стальных колец в головках, а также минимального снятия металла с фаски применяется планетарно-шлифовальный прибор ОПР-1334-01 [рис. 71, а]. Благодаря эксцентрическому расположению отверстия в шпинделе (6) [рис. 71, б] одновременно с вращением круга (9) вокруг собственной оси происходит обкатывание всего прибора по шлифуемой фаске. Частота вращения абразивного круга 7200 мин -1 . Подача вручную винтом (5).

Рис. 71. Шлифование гнезда клапана прибором ОПР-1334-01.

а) – Процесс шлифования;

б) – Схема прибора;

2) – Ротор электродвигателя;

3) – Статор электродвигателя;

4) – Червячная передача;

5) – Винт регулировки подачи;

9) – Шлифовальный круг;

10) – Седло клапана.

На шлифовальной поверхности фасок гнёзд в головке не допускаются раковины и риски. Биение рабочей фаски относительно оси направляющей втулки клапана не должно превышать 0,06 мм. Биение проверяется приспособлением 70-8720-1311 с индикатором часового типа либо используется калибр.

Предельный (выбраковочный) диаметр гнезда в головке определяется по утопанию тарелки клапана нормального размера либо калибра относительно плоскости головки или блока [рис. 72].

Рис. 72. Замер утопания в клапана штангенглубиномером.

При текущем ремонте допустимо утопание тарелки:

впускных клапанов двигателей ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б, А-01М, А-41 – 2,7 мм,

выпускных клапанов – 3,2 мм;

впускных клапанов двигателей СМД-60, СМД-62, СМД-72 – 2,8 мм,

выпускных клапанов – 3,0 мм;

выпускных клапанов Д-50 – 2,5 мм;

Д-37Е – 3,5 мм, выпускных клапанов – 3,0;

впускных клапанов дизелей СМД-14, СМД-17, СМД-18 – 3,2 мм,

выпускных клапанов – 3,5 мм.

Изношенные клапанные гнёзда кольцуют либо наплавляют. Перед кольцеванием они растачиваются. Кольца изготовляются из специального (перлитного) чугуна диаметром, создающим натяг 0,14-0,18 мм.

Перед проведением запрессовки головка блока нагревается до 400 градусов Цельсия, а кольца охлаждаются в углекислоте (сухой лёд) либо головка нагревается до 90 градусов Цельсия, а кольца охлаждаются в жидком азоте. После запрессовки на кольцах протачиваются фаски. Для замены вставных гнёзд применяются съёмники, представленные на [рис. 73].

Рис. 73. Съёмник для выпрессовки седла клапана из головки цилиндров.

Трещины в перемычках между клапанными гнёздами, а также между гнёздами и отверстием под распылитель форсунки устраняются путём постановки стягивающих фигурных вставок либо методом горячей газовой сварки. Трещины в водяной рубашке, не проходящие через отверстия для шпилек, завариваются электродуговой сваркой проволокой ПАНЧ-11.

Для устранения трещин в рубашке охлаждения применяются составы на основе эпоксидных смол. В том случае, если трещина проходит через отверстие под шпильку, то отверстие рассверливается, затем развёртывается диаметром больше номинального на 4 мм и на глубину меньше высоты головки цилиндров на 8-10 мм, после чего вставляется соответствующего размера втулка на эпоксидном составе. Аргонно-дуговой сваркой завариваются трещины и коррозионные повреждения у алюминиевых головок.

Отклонение от плоскостности привалочной поверхности головок определяется проверочной линейкой и щупом (допустимое отклонение не более 0, 15 мм). При большем отклонении головка подвергается механической обработке:

до высоты не менее 131 мм - для дизелей ЯМЗ-238НБ, А-01М, А-41;

до высоты 131,3 мм - для дизелей ЯМЗ-240Б;

до высоты 130мм - для дизелей СМД-60, СМД-62, СМД-64.

Для автомобильного двигателя ГАЗ-53А допустимо уменьшение высоты головки на 1 мм против номинального размера.

После проведения ремонта головка цилиндров повторно подвергается гидравлическому испытанию.

При ослаблении либо при срыве резьбы в отверстиях головки цилиндров дефект устраняется так же, как у блоков цилиндров.

Клапаны. К основным дефектам клапанов относятся: износ и подгорание рабочих фасок тарелок, износ поверхности стержня и его торца.

Изношенные рабочие фаски тарелок клапанов и торцы стержней шлифуются на стенде ОР-8022 (устройство стенда представлено на [рис. 74]), ЦКР-Р-108 и других. Перед шлифованием проверяется прямолинейность стержня клапана на приспособлении 70-8608-3515, при этом допустимое отклонение составляет до 0,05 мм.

Рис. 74. Схема стенда для шлифования фасок клапанов.

8) – Шлифовальная бабка;

10) – Пульт управления;

11) - Насосная станция.

На основании (3) смонтирована станина (6) с подвижным столом, на котором перемещается опора (7) с устройствами для зажима и привода клапана, а также стойка (9) для алмазной правки абразивного круга. На станине установлена шлифовальная бабка (8). Управление стендом ведётся с пульта (10). Глубина резания управляется при помощи маховика (4) и дополнительно для получения требуемой шероховатости поворачиванием маховика (5). Станцией (11) электронасосом ПА-22 подаётся из бака охлаждающая жидкость при шлифовании. Стенд может настраиваться на любой типоразмер клапана диаметром тарелки до 60 мм, стержня 8-16 мм, углом фасок 40-60 град. Для шлифования используются круги зернистостью 40-25, твёрдостью СМ1 и СМ2.

Предельно изношенные тарелки клапанов (высота цилиндрического пояска тарелки менее 0,5 мм) восстанавливаются плазменным напылением, наплавкой ТВЧ шихты из жаропрочных материалов (ВКЗ, ЭП-616, сормайт №1) и методом электроконтактного напекания металлических порошков.

Напылённые и напечённые поверхности рекомендуется обработать затем электроабразивным (электрохимическим) шлифованием.

Биение конической фаски тарелки клапана после шлифования допустимо не более 0,03-0,05 мм.

Высота цилиндрического пояска на тарелке клапана не должна быть менее 1,1 мм для впускных и 1,3 мм для выпускных клапанов.

Изношенные стержни клапанов шлифуются на уменьшенный размер, наращиваются твёрдым железнением либо хромированием. Овальность и конусообразность стержня клапана после проведения шлифования не должны превышать 0,02 мм, а шероховатость – Ra = 0,32 мкм.

Пружины клапанов. В процессе эксплуатации двигателя пружины клапанов теряют упругость, получают усадку, изнашиваются их торцы.

С помощью прибора МИП-100-2 [рис. 75] контролируется упругость клапанных пружин, сравнивая их с техническими требованиями (таблица 42). Пружины, упругость которых меньше допустимой, могут быть восстановлены методом термической фиксации либо накаткой роликом.

Рис. 75. Контроль упругости клапанных пружин на приборе МИП-100-2.

3) – Весы прибора.

Таблица 42. Характеристика клапанных пружин.

Методом термической фиксации пружина восстанавливается на установке ОРГ-26095. Там она растягивается зажимами приспособления до необходимой длины, затем через неё пропускается электрический ток, нагревая до 400-450 градусов Цельсия и охлаждается на воздухе.

Сборка головки цилиндров и притирка клапанов. Собираются головки на специальном столе (стенде) и применяются кантователи, например 70-0864-1308, для кантования головок цилиндров двигателей СМД и А-41. В головку (блок) запрессовываются направляющие втулки, затем их развёртывают разжимными развёртками, обеспечивая тем самым зазор между стержнем впускного клапана и отверстием втулки в пределах 0,03-0,07 мм, а выпускного 0,07-0,11 мм.

После проведения обработки клапанных гнёзд следует добиться герметичности соединения клапана с гнездом. Притирка клапанов к гнёздам осуществляется на станке ОР-6687М [рис. 76].

Рис. 76. Станок для притирки клапанов ОР-6687М.

Перед притиркой фаска клапана и гнезда смазывается тонким слоем пасты, имеющей следующий состав:

для гнёзд головок из чугуна – 40% абразивного порошка из серого электрокорунда зернистого М-14 – М-20, 55-58% дизельного масла и 2-5% олеиновой либо стеариновой кислоты;

для вставных стальных колец в головках – 40-50% абразивного порошка марки 64С (КЗ) зернистостью М20, дизельного масла 46-48%, олеиновой кислоты 4-5%, сульфофрезола – 2-3%, керосина – 4-5%.

Стержни клапанов смазываются дизельным маслом, затем на них надеваются технологические пружины и устанавливаются клапаны в направляющие втулки. Головка (блок) устанавливается на стол станка (2), совмещаются шпиндели станка (3) с осями клапанов и начинается притирка. Она проводится до образования на конической поверхности тарелки клапана и гнезда ровной без разрывов матовой кольцевой полоски (таблица 41). У клапана кромка матовой полоски должны отстоять от края конусной поверхности тарелки не менее чем на 1,5 мм, а у гнезда поясок должен начинаться у основания большого конуса.

После проведения притирки клапаны размечаются в соответствии с номерами гнёзд. Головка и клапаны тщательно промываются для удаления остатков пасты, затем производится сборка клапанного механизма.

При применении технологии без притирки, как указывалось выше, после установки клапанов в гнёзда, по клапанам наносятся лёгкие удары молотком массой не более 200 граммов, через медную наставку таким образом, чтобы на клапане появилась непрерывная риска шириной 0,1-0,25 мм.

Для того чтобы увеличить срок службы соединения клапанов с гнёздами применяется накатывание роликами рабочих фасок гнезда после фрезерования и тарелки клапана после шлифования, с использованием специальных приспособлений, на сверлильном станке за 6-10 оборотов шпинделя при давлении 2,5-3 МПа. В этом случае герметичность достигается также после лёгких ударов молотка.

При сборке клапаны размещаются по гнёздам согласно разметке, при помощи приспособления сжимаются пружины и устанавливаются тарелки клапанных пружин с сухариками. Сухарики должны плотно сидеть в тарелке пружины, выступая над её плоскостью не более 0,5 мм, и обеспечивать перпендикулярное расположение тарелки относительно стержня клапана. Используя приспособление КИ-9918, следует проверить упругость клапанных пружин в сборе. Контроль качества притирки проводится при помощи пневматического прибора или по просачиванию керосина, или на стендах КИ-8847М для одновременной проверки герметичности всех соединений клапан – гнездо головок блоков двигателей ЯМЗ-240Б и ЯМЗ-238НБ.

Для проверки герметичности пневматическим прибором тарелка клапана сверху при помощи кисти смачивается керосином. Прибор прижимается к соответствующему отверстию головки, грушей нагнетается под клапан воздух до давления 30-50 кПа. Отсутствие пузырьков свидетельствует об удовлетворительной притирке клапана. При проверке керосином головка устанавливается каналами вверх, затем в них наливается керосин. Он не должен просачиваться между клапанами и гнёздами в течение трёх минут.

Валик коромысел (оси) при износе наружной поверхности восстанавливается электролитическим методом.

Коромысла клапанов с втулками. К наиболее распространённым дефектам относятся: износы бойков, износы внутренней поверхности втулок и резьбы под регулировочный винт. При износе бойков по высоте не более двух мм, они шлифуются при помощи приспособлений на станке для шлифования тарелок клапанов либо на обдирочно-шлифовальном станке, выдерживая при этом заданный радиус закругления по шаблону. При износе на глубину более двух мм, боёк наплавляется и шлифуется до нормального размера, добиваясь параллельности цилиндрической поверхности бойка относительно оси отверстия под втулку.

Толкатели клапанов со втулками. В них подвергаются износу поверхности стержня и тарелки. Стержни восстанавливаются твёрдым железнением, хромированием и вибродуговой наплавкой проволокой из высокоуглеродистой стали.

При износе рабочей поверхности тарелки толкателя до 0,3 мм её следует шлифовать. При больших износах тарелка наплавляется электродуговой сваркой электродом Т-590. Для того чтобы не произошёл отпуск стержня, при наплавке тарелки, его погружают в ванну с проточной водой.

Распределительные валы. Наблюдаются следующие дефекты: износ поверхности шеек и кулачков. Допустимое отклонение от прямолинейности оси вала не более 0,05 мм при замере по средней шейке. При большем отклонении рекомендуется правка под прессом. Поверхности опорных шеек при овальности и конусообразности более 0,1 мм шлифуются на ремонтные размеры либо восстанавливаются теми же способами, что и валики коромысел, до нормального размера.

Втулки блоков под опорные шейки вала заменяются и растачиваются под размер шеек с применением специальных станков ОР-14557 (дизельный двигатель Д-50), ОР-14553 (дизельный двигатель СМД-60) и другие.

У кулачков распределительного вала подвергается износу профильная набегающая часть [рис. 77], в результате этого изменяется высота подъёма клапана, запаздывает момент начала его открытия и уменьшается общее время открытия, снижая мощность двигателя.

Рис. 77. Износ кулачка распределительного вала.

h – высота подъёма толкателя при новом кулачке;

h₁ – высота подъёма толкателя при изношенном кулачке;

a – начало открытия нового клапана;

a₁ – начало открытия изношенного клапана;

b – максимальное открытие нового клапана;

b₁ – максимальное открытие изношенного клапана;

c – закрытие клапана.

Допустимая высота кулачка распределительно вала:

для двигателя ЯМЗ-240Б, ЯМЗ-238НБ – 42 мм;

для двигателя Д-50, Д-240 – 40,1 мм;

для двигателя А-01М, А-41 – 44,05 мм;

для двигателя СМД-18 – 41,25 мм;

для двигателя Д-37, Д-144 – 40,70 мм.

Кулачки, имеющие размер меньше допустимого, шлифуются на шлифовально-копировальном станке до ремонтных размеров либо восстанавливаются наплавкой электродом Т-590.

Последние записи

В процессе мойки и заправки ДВС маслом в обязательном порядке следует исключить прямое попадание на генераторную установку струи масла и воды. Очистка реле-регулятора и генератора от грязи и пыли [. ]

Запрещено проверять исправность генераторной установки переменного тока посредством замыкания клемм «+», (В), (Д), (Ш), (О) перемычками на «массу» и между собой. При замыкании клеммы (Ш) на [. ]

Натяжение приводного ремня генератора проверяется по прогибу между шкивами генератора и вентилятора, который от усилия 40 Н для автомобилей ЗИЛ-130 и тракторов «Беларусь» должен составлять 10-14 [. ]

Портал о сельскохозяйственной технике, машинах и агрегатах

Материалы: http://xn----itbachmidudk6msa.xn--p1ai/remont-mexanizma-gazoraspredeleniya.html