Ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ 53

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ - 53

2. Техническое обслуживание газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ - 53

2.1 Неисправности, их признаки, способы устранения

3. Ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ - 53

3.1 Последовательность разборки механизма. Применяемые инструменты

3.2 Дефектовка деталей

3.3 Выбраковка и ремонт отдельных деталей двигателя

3.4 Последовательность сборки механизма двигателя ЗМЗ -53

3.5 Проверка и испытание работы механизма

4. Техника безопасности при ремонте и техническом обслуживании

Используемая литература



Введение

ГРМ -- сокращение от «газораспределительный механизм». Механизм распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Осуществляется путём открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов цилиндров при помощи распределительного вала (распредвала) и кулачкового механизма. Распредвал имеет жёсткую синхронизацию вращения с коленвалом, реализованную с помощью зубчаторемённой или цепной передачи. Как правило, на высокофорсированных двигателях обрыв или проскальзывание ремня ГРМ или цепи ГРМ приводит к выходу двигателя из строя. Несмотря на некоторые конструктивные осложнения двигателя, верхнее размещение клапанов широко применяется на современных автомобильных двигателях (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130, «Москвич-408», ВАЗ-2101 и др.). Это объясняется тем, что верхнеклапанное газораспределение позволяет создать камеру сгорания выгодной формы, что позволяет повысить степень сжатия. Кроме того, улучшается наполнение цилиндров за счет уменьшения сопротивления для горючей смеси и выпуска отработавших газов.

В настоящее время на рынке присутствуют различные двигатели с системами сдвига фаз газораспределения.

Различают одно- и двухвальные ГРМ, в зависимости от количества распределительных валов в головке блока цилиндров. В одновальном ГРМ -- один вал. В двухвальном соответственно два. Это в частности означает, что V-образный или оппозитный двигатель имеет два или четыре распределительных вала.

Цель выпускной квалификационной работы: рассмотреть и изучить устройство и ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ-53.

двигатель газораспределительный ремонт дефектовка



1. Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ - 53

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Газораспределительные механизмы различают по расположению клапанов в двигателе. Они могут быть с верхним (в головке цилиндров) и нижним (в блоке цилиндров) расположением клапанов. Наиболее распространен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов, что облегчает доступ к клапанам для их обслуживания, позволяет получить компактную камеру сгорания и обеспечить лучшее наполнение ее горючей смесью или воздухом.

Газораспределительный механизм состоит из: распределительного вала; механизма привода распределительного вала; клапанного механизма.

Распределительный вал находится в "развале" блока двигателя, то есть между его правым и левым рядами цилиндров, и приводится во вращение от коленчатого вала через блок распределительных шестерен. При цепном или ременном приводе вращение распределительного вала осуществляется с помощью соответственно цепной или зубчатой ременной передачи.

При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает на регулировочный винт, установленный во внутреннем плече коромысла. Коромысло, проворачиваясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие впускного или выпускного клапана в головке цилиндров строго в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров.

Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, которые выражаются в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы газораспределения подбирают опытным путем в зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных патрубков.

Правильность установки газораспределительного механизма определяется по установочным меткам, которые располагаются на распределительных шестернях или приводном шкиве блока цилиндров двигателя.

Отклонение при установке фаз приводит к выходу из строя клапанов или двигателя в целом. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регламентируемого теплового зазора в клапанном механизме данной модели двигателя. Нарушение величины этого зазора приводит к ускоренному износу клапанного механизма и потери мощности двигателя.

Для правильной работы двигателя кривошипы коленчатого вала и кулачки распределительного вала должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга. Поэтому при сборке двигателя распределительные шестерни вводятся в зацепление по имеющимся на их зубьях меткам: одной -- на зубе шестерни коленчатого вала, а другой -- между двумя зубьями шестерни распределительного вала. На двигателях, имеющих блок распределительных шестерен, установка их производится также по меткам.

Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов.

Распределительный вал служит для открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно с порядком работы цилиндров двигателя.

Распределительные валы отковывают из стали с последующей цементацией и закаливанием токами высокой частоты. На некоторых двигателях валы отливают из высокопрочного чугуна.

В этих случаях поверхность кулачков и шеек вала отбеливается и затем шлифуется. Для уменьшения трения между шейками и опорами в отверстия запрессовывают стальные, покрытые антифрикционным слоем, или металлокерамические втулки.

Между опорными шейками распределительного вала располагаются кулачки, по два на каждый цилиндр, -- впускной и выпускной. Помимо этого на валу крепится шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и имеется эксцентрик для привода топливного насоса.

Шестерни распределительных валов изготовляют из чугуна или текстолита, приводную распределительную шестерню коленчатого вала -- из стали. Зубья у шестерен косые, что вызывает осевое перемещение вала. Для предупреждения осевого смещения предусмотрен упорный фланец, который закреплен на блоке цилиндров между торцом передней опорной шейки вала и ступицей распределительной шестерни.

В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала. Это возможно, если распределительный вал за это время сделает в два раза меньшее число оборотов. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.

Рассмотрим ГРМ ЗМЗ-53.

Распределительный вал - стальной. Кроме кулачков, он имеет пять опорных шеек и шестерню привода распределителя зажигания и масляного насоса. Подшипниками распределительного вала являются запрессованные в блок втулки. Втулки изготовлены из стальной ленты, залитой баббитом.

Кулачки по ширине шлифуются на конус. Угол наклона образующей кулачка и сферическая поверхность толкателя сообщают толкателю вращательное движение, снижая износ стержня и торца толкателя.

Кулачки, опорные шейки и шестерня привода распределителя зажигания и масляного насоса, подвергнуты поверхностной закалке.

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала через пару шестерен: стальную на коленчатом валу и текстолитовую на распределительном.

Осевое перемещение распределительного вала ограничивается стальным упорным фланцем. На переднюю шейку распределительного вала устанавливается стальной штампованный эксцентрик привода бензинового насоса и его балансир. Все детали на переднем конце распределительного вала закреплены специальным болтом с шайбой.

Рис. 1 Механизм привода клапанов: 1 - отверстие для выхода масла, 2 - толкатель, 3 и 7 - наконечники штанги, 4 - штанга, 5 - клапан, 6 - направляющая втулка, 8 - коромысло, 9 - контргайка, 10 - регулировочный винт, 11 - ось коромысел, 12 - сухари, 13 - тарелка, 14 - пружина, 15 - опорная шайба

Толкатели 2 (рис. 1) - плунжерного типа. Внутри толкатель имеет сферическое углубление для нижнего наконечника штанги. На цилиндрической поверхности толкателя у нижнего торца имеются два отверстия для слива излишков масла из внутренней полости толкателя.

Штанги 4 толкателей имеют напрессованные на концах стальные, термически обработанные наконечники.

Нижний наконечник 3, опирающийся на толкатель, имеет сферу радиусом 8,73 мм, верхний 7, входящий в углубление регулировочного винта - 3,5 мм.

Коромысла 8. В отверстие ступицы коромысла запрессованы втулки. На внутренней поверхности втулки имеются канавки для равномерного распределения смазки и подачи ее к сверлению в коротком плече коромысла.

Короткое плечо коромысла имеет резьбовое отверстие, в которое ввертывается регулировочный винт. Длинное плечо коромысла имеет термически обработанную цилиндрическую поверхность, которой коромысло нажимает на торец стержня клапана.

Регулировочный винт. В головке регулировочного винта 10 имеется сферическое углубление для верхнего наконечника штанги; на верхнем конце винта - прорезь для отвертки. Головка винта со сферическим углублением термически обработана. Регулировочный винт имеет осевое сверление, поперечный канал и кольцевую выточку на стержне для подвода смазки к верхнему наконечнику штанги. Стопорится регулировочный винт контргайкой 9.

Ось коромысел 11 - полая, с герметически закрытыми торцовыми отверстиями. Внутренняя полость служит для подвода масла к коромыслам через радиальные сверления в оси. Поверхность оси, где работают коромысла, подвергнута закалке.

Стойки оси коромысел. Ось коромысел крепится к головке цилиндров при помощи стоек. Стойки - чугунные, литые. Они фиксируют положение коромысел на оси. От осевых перемещений коромысла удерживаются распорными пружинами, прижимающими коромысла к стойкам. Крайние коромысла прижимаются к стойкам плоскими пружинами, которые закрепляются на оси при помощи шайб и шплинтов.

Клапаны. Впускные и выпускные клапаны изготовлены из жаропрочной стали. Головка и стержень выпускного клапана полые. Полость заполнена металлическим натрием для лучшего отвода тепла от головки клапана к стержню. Выпускные клапаны, кроме того, имеют наплавленную рабочую фаску из жаростойкого сплава. Оба клапана имеют угол рабочей фаски 45°. Впускной клапан открывается за 36° до верхней мертвой точки (в.м.т.) и закрывается через 52° после нижней мертвой точки (н.м.т.). Выпускной клапан открывается за 70° до н.м.т. и закрывается через I8° после в.м.т. Указанные фазы получаются при зазоре между коромыслом и клапаном 0,35 мм. На направляющие втулки впускных клапанов устанавливается маслоотражательный колпачок, ограничивающий излишнее попадание масла в зазор между стержнем клапана и направляющей втулкой, что уменьшает общий расход масла двигателем на "угар".

Пружины 14 клапанов имеют постоянный шаг витков. Пружина опирается на головку через опорную шайбу, которая служит для центрирования пружины. Тарелка пружины опирается на торец пружины и плотно охватывает сухари клапана. Клапаны работают в металлокерамических направляющих втулках 6. Втулки окончательно обрабатываются после запрессовки в головку.

Для предохранения от самопроизвольного смещения втулка впускного клапана снабжена упорным кольцом.



2. Техническое обслуживание газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ - 53

2.1 Неисправности, их признаки, способы устранения

Признаками неисправности газораспределительного механизма являются: уменьшение компрессии и мощности двигателя, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, сильные металлические стуки при различных оборотах двигателя, дымность выхлопа.

Уменьшение компрессии, падение мощности двигателя и хлопки во всасывающем и выхлопном трубопроводах являются следствием неполного закрытия клапанов. Причиной неполного закрытия клапанов может быть малый тепловой зазор, обгорание рабочих поверхностей клапана и его седла, заедание клапана в направляющей втулке, коробление головки клапана, поломка пружин или стержня клапана. Устраняется регулировкой теплового зазора, притиркой рабочих поверхностей клапана и его седла, заменой изношенных и поломанных деталей. Резкие металлические стуки и падение мощности двигателя могут быть следствием неполного открытия клапанов из-за чрезмерно увеличенного зазора в клапанном механизме. Неисправность устраняется регулировкой теплового зазора. В двухтактных дизельных двигателях падение мощности и черный цвет отработавших газов могут быть следствием неправильной регулировки зазоров выпускных клапанов, засорения продувочных окон в гильзах цилиндров, засорения системы выпуска отработавших газов. Устраняется путем регулировки тепловых зазоров, очистки продувочных окон цилиндров и системы выпуска отработавших газов.

К неисправностям газораспределительного механизма также относятся: износ распределительных шестерен, подшипников распределительного вала, толкателей, штанг, втулок и осей коромысел. Неисправности устраняются путем ремонта или замены деталей.

Таблица 1 Неисправности ГРМ

Неисправность	Причина	Способ устранения
Стук клапанов	Чрезмерный зазор между кулачками распределительного вала и рычагами привода клапанов	Отрегулировать зазора
	Поломка клапанной пружины	Заменить пружину
	Чрезмерный зазор между стержнем и направляющей клапана	Проверить детали, при необходимости заменить
	Отворачивание контргайки регулировочного болта	Отрегулировать зазор между рычагом привода клапана и кулачком распределительного вала и затянуть контргайку
Стук клапанов, не устраняемый регулировкой зазоров	Деформация клапанов из-за удара их о днище поршней при превышении допустимой частоты вращения коленчатого вала (~7000 об/мин)	Заменить поврежденные детали
Неравномерная работа двигателя, падение мощности, "выстрелы" из глушителя или вспышки в карбюраторе	Уменьшение или отсутствие зазора между рычагами и кулачками распределительного вала	Отрегулировать зазоры
Чрезмерный шум цепи привода распределительного вала	Уменьшение натяжения цепи вследствие ее износа	Отрегулировать натяжение цепи
	Износ или поломка башмака натяжителя цепи	Заменить башмак натяжителя цепи
	Чрезмерный износ (вытяжка) цепи привода распределительного вала	Заменить цепь
	Заедание штока плунжера натяжителя цепи или поломка сухаря натяжителя	Устранить заедание или заменить сухарь
Чрезмерный шум распределительного вала	Износ кулачков и рычагов распределительного вала	Заменить изношенные детали
	Износ опорных поверхностей корпуса подшипников распределительного вала	Заменить корпус подшипников
Недостаточная компрессия в цилиндрах двигателя, падение мощности	Обгорание рабочих поверхностей клапанов	Заменить клапаны
	Неплотность клапанов и гнезд	Произвести шлифовку клапанов и гнезд



3. Ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ - 53

3.1 Последовательность разборки механизма. Применяемые инструменты

Последовательность разборки ГРМ ЗМЗ-53:

1. Установить двигатель масляным картером вниз;

2. Отвернуть ломиком две рым-гайки;

3. Свернуть гайки со шпилек крепления впускного трубопровода к головкам цилиндров, снять впускной трубопровод и прокладки;

4. Свернуть гайки со шпилек крепления крышки коромысел к правой головке цилиндров.

5. Снять со шпилек шайбы, специальные шайбы, уплотнительные прокладки, крышку коромысел, прокладку крышки;

6. Отсоединить от головки цилиндров ось коромысел и снять в сборе с деталями;

7. Свернуть гайки со шпилек крепления правой головки цилиндров к блоку, снять головку цилиндров и прокладку;

8. Вынуть из блока штанги и толкатели правого ряда цилиндров.
При извлечении толкателей использовать приспособление;

9. Снять с оси коромысел детали и разложить их на столе в последовательности, удобной для сборки;

10. Установить приспособление на головку цилиндров, сжать клапанную пружину, извлечь клапанные сухари, снять приспособление;

11. Снять со стержня клапана освобожденные детали:
Клапанную пружину с втулкой тарелки и тарелкой, маслоотражательный колпачок (только на впускном клапане) и шайбу пружины. Вынуть из направляющей втулки 6 клапан. Операцию повторить еще с одним клапаном с таким расчетом, чтобы из направляющих втулок 6 были извлечены один впускной и один выпускной клапаны;

12. Свернуть гайки со шпилек крепления крышки к блоку цилиндров, снять крышку распределительных шестерен и прокладку.

Снятие газораспределительного механизма (ГРМ):

- снятие крышек коромысел и коромысел, штанг и толкателей.

- головок блока цилиндров

- распределительного вала в сборе

Слесарно-монтажные инструменты должны быть исправными. Не допускается использование ключей с изношенными гранями и несоответствующих размеров, применение рычагов для увеличения плеча гаечных ключей, а также применение зубил и молотка для отвёртывания гаек. Рукоятки отвёрток, напильников, ножовок и так далее должны быть изготовлены из пластмассы или дерева, иметь гладкую, ровно зачищенную поверхность. Деревянные рукоятки во избежание раскалывания должны иметь металлические кольца.

Впрессовывать втулки, подшипники и другие детали следует при помощи прессов и специальных съёмников. Съёмники должны прочно и надёжно захватывать детали в месте приложения усилия.

Осмотровые канавы должны иметь направляющие предохранительные борта и содержатся в чистоте. Неиспользуемые осмотровые канавы должны быть огорожены или закрыты. Автомобили должны въезжать на канаву, когда в ней нет людей.

При постановке автомобиля на пост технического обслуживания или ремонта необходимо на рулевое колесо повесить табличку с надписью: “Двигатель не пускать - работают люди !”. Автомобиль при этом должен быть заторможен ручным тормозом и включением первой передачи в коробке передач.

При обслуживании автомобиля, установленного на подъёмнике, необходимо на механизме управления подъёмником укрепить табличку с надписью: “Не трогать - под автомобилем работают люди!”. Во избежание самопроизвольного опускания гидравлического подъёмника нужно после подъёма автомобиля откинуть предохранительные стойки или вставить штыри в отверстия предохранительных труб, выдвигающихся вместе с плунжерами.

Перед началом работ на автомобиле - самосвале с поднятым кузовом надо устанавливать упорную штангу, предотвращающую опускание кузова.

При техническом обслуживании и ремонте автомобиля со снятыми колёсами, вывешенного на домкратах, талях и кранах, разрешается приступать к работе только после установки автомобиля на подставки (козелки), при этом под неснятые колёса должны быть подложены упоры. Подставки должны быть прочными и надёжными (только металлическими).

При подъёме и транспортировании агрегатов нельзя находится под поднятыми частями автомобиля. Запрещается снимать, устанавливать и транспортировать агрегаты при заваливании их тросом и канатами без специальных захватов. Тележки для транспортирования должны иметь стойки и упоры, предохраняющие агрегаты от падения и перемещения по тележке.

Для осмотра автомобиля применяют переносные безопасные электролампы напряжением до 36 вольт с предохранительными сетками, при работе в осмотровых канавах напряжение не должно превышать 12 вольт. Ручные электроинструменты (дрели, гайковёрты) надо присоединять к сети только через штепсельные розетки с заземляющим контактом. Провода электроинструментов нужно подвешивать, не допуская прикосновения их с полом.

Приёмку автомобиля на ходу и проверку тормозов следует производить вне помещения; пускать двигатель и трогаться с места разрешается только по получении сигнала от рабочего, производящего регулировку.

3.2 Дефектовка деталей

В процессе эксплуатации автомобиля в результате воздействия на него целого ряда факторов (воздействие нагрузок, вибраций, влаги, воздушных потоков, абразивных частиц при попадании на автомобиль пыли и грязи, температурных воздействий и т. п.) происходит необратимое ухудшение его технического состояния, связанное с изнашиванием и повреждением его деталей, а также изменением ряда их свойств (упругости, пластичности и др.).

Изменение технического состояния автомобиля обусловлено работой его узлов и механизмов, воздействием внешних условий и хранения автомобиля, а также случайными факторами. К случайным факторам относятся скрытые дефекты деталей автомобиля, перегрузки конструкции и т. п. Основными постоянно действующими причинами изменения технического состояния автомобиля при его эксплуатации является изнашивание, пластические деформации, усталостные разрушения, коррозия, а также физико-химические изменения материала деталей (старение). Восстановление изношенных и поврежденных деталей является важным резервом экономии трудовых и материальных ресурсов. Стоимость восстановления деталей значительно ниже стоимости их изготовления.

Виды дефектации

Детали после мойки и очистки подвергаются дефектации и сортировке на годные без восстановления, подлежащие восстановлению и подлежащие выбраковке из-за невозможности их восстановления. К годным, без восстановления, относятся детали, износ которых лежит в пределах установленных допускаемых величин. Детали с износом выше допустимого, но не относящиеся к группе негодных, а также детали с повреждениями, поддающимися устранению, подлежат восстановлению и дальнейшему использованию. Детали, которые по техническим условиям на ремонт автомобиля в связи со сложностью повреждений не подлежат восстановлению, бракуются и направляются в утиль. Работы по дефектации сортировке деталей оказывают большое влияние на эффективность авторемонтного производства, а также на качество и надежность отремонтированных автомобилей.

Дефектацию начинают с внешнего осмотра детали. При внешнем осмотре обнаруживают значительный износ, задиры, трещины, обломы, пробоины, коррозию, вмятины и т. п. Для выявления скрытых трещин в корпусных деталях (блок цилиндров, головка блока и пр.) их подвергают гидравлическому или пневматическому испытанию.

При гидравлическом испытании корпусную деталь устанавливают на стенд и герметизируют заглушками наружные отверстия, после чего во внутренние полости детали насосом нагнетают воду до давления 0,3-- 0,4 МПа. Течь воды показывает местонахождение трещины. При пневматическом испытании внутрь детали подают воздух под давлением 0,10--0,15 МПа и погружают ее в ванну с водой. Пузырьки выходящего воздуха указывают место расположения трещины. Пневматическое испытание применяют при проверке на герметичность топливных баков, трубопроводов и др.

Для выявления скрытых дефектов в деталях, изготовленных из стали (например валов), наиболее широкое применение нашел метод магнитной дефектоскопии. Для обнаружения дефектов этим методом деталь сначала намагничивают, затем посыпают сухим магнитным порошком или поливают суспензией, состоящей из смеси керосина и трансформаторного масла (1:1). При наличии на детали трещины магнитный порошок будет притягиваться ее краями и границы трещины обрисуются. После контроля детали размагничивают.

Наибольшее внимание при контроле и сортировке деталей уделяется определению геометрических размеров и формы их рабочих поверхностей. При этом используют как универсальный измерительный инструмент (штангенциркули, микрометры, индикаторные нутромеры, микрометрические штихмасы и др.), так и калибры.

Калибры изготавливают в виде скоб, пробок, пластин, колец. Размер детали назначают всегда с двумя предельными отклонениями. Поэтому калибры имеют обычно проходную и непроходную стороны. Ими проверяют наружные и внутренние цилиндры, конусы, другие элементы деталей.

Важное значение для авторемонтного производства имеет своевременная отправка продефектованных деталей в комплектовочные отделения (куда направляются годные без ремонта детали) и на участки восстановления (куда направляются детали, подлежащие восстановлению). От этого зависит и культура производства, и сохранность деталей, и нормальный ритм всего производственного процесса.

Рассмотрим некоторые дефекты деталей.

Дефект 1. Сильный износ, задиры и царапины на боковой поверхности толкателя или гидрокомпенсатора.

Причины:

· Работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере.

· Применение некачественного или грязного масла.

· Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.

· Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива) и, как следствие, разжижение масла.

· Сборка двигателя без соблюдения требований по чистоте собираемых деталей.

Действия:

· Замена толкателей или гидрокомпенсаторов. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Примечание: Иногда, при сильном износе толкателей, происходит и повреждение посадочных мест под них в головке блока. Практически всегда это требует замены головки блока, поскольку нормально отремонтировать ее невозможно. В редких случаях возможна установка ремонтных толкателей, с увеличенным наружным диаметром. Для этого растачиваются посадочные места под толкатели.

Дефект 2. Износ (выработка и раковины) на торцевой поверхности толкателя.

Причины:

· Неотрегулированный зазор в клапанном механизме.

· Неверно установленные фазы газораспределения.

· Большой пробег двигателя (выработка ресурса).

Действия:

· Замена толкателей или гидрокомпенсаторов. Проверка, регулировка и при необходимости ремонт или замена других деталей газораспределительного механизма.

Дефект 3. "Стук" гидрокомпенсаторов.

Причины:

· Применение некачественного или грязного масла.

· Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.

· Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива) и, как следствие, разжижение масла.

· Сборка двигателя без соблюдения требований по чистоте собираемых деталей.

· Большой пробег двигателя (выработка ресурса).

Действия:

· Замена гидрокомпенсаторов. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка и при необходимости ремонт системы питания. Проверка и при необходимости ремонт системы охлаждения.

Примечание: Кратковременный "стук" гидрокомпенсаторов при запуске двигателя не следует считать неисправностью.

Дефект 4. Повреждения (износ и деформация) толкающих штанг привода клапанов.

Причины:

· Неотрегулированный зазор в клапанном механизме.

· Дефекты гидрокомпенсаторов.

· Неверно установленные фазы газораспределения.

· Разрушение цепи, зубчатого ремня или шестерен привода распредвала.

Действия:

· Замена толкающих штанг. Проверка и при необходимости замена или ремонт других деталей газораспределительного механизма.

Примечание: Подобные повреждения, как правило, происходят при соударении поршней с клапанами. Поэтому необходима дефектовка и других деталей газораспределительного механизма, а также поршней.

Дефект 5. Повреждения (износ, деформация или поломки) коромысел привода клапанов. Износ втулок коромысел.

Причины:

· Неотрегулированный зазор в клапанном механизме.

· Дефекты гидрокомпенсаторов.

· Дефекты и повреждения других деталей привода клапанов.

· Неверно установленные фазы газораспределения.

· Разрушение цепи, зубчатого ремня или шестерен привода распредвала.

· Большой пробег двигателя (выработка ресурса)

Действия:

· Замена коромысел. Проверка, регулировка и при необходимости замена или ремонт других деталей газораспределительного механизма. Изношенные втулки можно заменить, при условии что прочие элементы коромысла находятся в работоспособном состоянии.

Дефект 6. Повреждения оси коромысел. Износ втулок коромысел.

Причины:

· Неотрегулированный зазор в клапанном механизме.

· Дефекты гидрокомпенсаторов.

· Дефекты и повреждения других деталей привода клапанов.

· Неверно установленные фазы газораспределения.

· Применение некачественного или грязного масла.

· Большой пробег двигателя (выработка ресурса).

Действия:

· Замена оси коромысел. Изношенные втулку можно заменить, при условии что прочие элементы коромысла находятся в работоспособном состоянии. Проверка, регулировка и при необходимости замена или ремонт других деталей газораспределительного механизма.

Дефект 7. Износ зубьев шестерен и звездочек.

Причины:

· Работа двигателя на некачественном или грязном масле (для цепного или шестеренчатого привода).

· Попадание посторонних частиц в механизм привода.

· Нарушение технологии сборочных работ.

· Длительная работа двигателя (естественный износ).

Действия:

· Ремонт привода газораспределительного механизма: обычно заключается в полной замене всех элементов привода. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра.

Примечание: Замена одной изношенной шестерни или звездочки обычно не дает эффекта, поскольку работа привода в таком виде вызывает сильный износ и прочих деталей.

Дефект 8. Износ посадочных мест ("разбитые" отверстия и шпоночные пазы) звездочек и шестерен.

Причины:

· Несоблюдение предписанных моментов затяжки болтов, крепящих звездочки и шестерни на валах.

· Длительная работа двигателя (естественный износ).

· Неверно установленные фазы газораспределения.

Действия:

· Замена поврежденных элементов. Замена соответствующих валов (поскольку при этом, как правило, повреждаются и шпоночные пазы на валах). Проверка, регулировка и при необходимости ремонт или замена других деталей газораспределительного механизма. Точное соблюдение предписанных моментов при затяжке болтов. Использование новых болтов (когда это указано производителем).

Дефект 9. Повреждения (увеличенный зазор в шарнирах и износ роликов) приводных цепей.

Причины:

· Работа двигателя на некачественном или грязном масле.

· Длительная работа двигателя (естественный износ).

· Неверно установленные фазы газораспределения.

Действия:

· Замена цепи. Проверка, регулировка и при необходимости замена или ремонт других деталей клапанного механизма. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра.

Дефект 10. Повреждения (деформация и надрывы зубьев и поверхности) зубчатых ремней.

Причины:

· Попадание посторонних частиц в механизм привода.

· Попадание моторного масла на поверхность ремня.

· Биение приводных звездочек.

· Дефекты и повреждения натяжных и направляющих роликов.

· Неверно установленные фазы газораспределения.

Действия:

· При любых повреждениях поверхности и зубьев ремня - его немедленная замена! Проверка и при необходимости замена других деталей привода газораспределительного механизма. Точное соблюдение технологии сборочных работ. При попадании масла на ремень - проверка и замена всех сальников и прокладок, находящихся в непосредственной близости от привода ГРМ.

Примечание: Зубчатые ремни требуют периодической замены. Срок службы этих элементов обычно оговаривается производителем. Однако на моторах с пробегом можно рекомендовать сокращенные на 25-30 % сроки замены зубчатых ремней. Не следует допускать работу ременного привода без установленных на место защитных кожухов или крышек.

Дефект 11. Повреждения (люфты или шум) натяжных и направляющих роликов для зубчатых ремней.

Причины:

· Нарушение технологии сборочных работ.

· Длительная работа двигателя (естественный износ).

Действия:

· При любых повреждениях - замена натяжных и направляющих роликов, а также всех сопутствующих элементов.

Примечание: Настоятельно рекомендуется одновременная замена зубчатых ремней и прочих элементов привода в комплекте.

Дефект 12. Повреждения (люфты или заедание) натяжных устройств для цепей.

Причины:

· Нарушение технологии сборочных работ.

· Длительная работа двигателя (естественный износ).

· Работа двигателя на некачественном или грязном масле.

Действия:

· При любых повреждениях - замена натяжителей. Проверка и при необходимости замена других деталей привода ГРМ. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра.

Дефект 13. Повреждения (износ поверхности, изломы) направляющих элементов (успокоителей) для приводных цепей.

Причины:

· Неправильная регулировка натяжения приводных цепей.

· Длительная работа двигателя (естественный износ).

· Работа двигателя на некачественном или грязном масле.

Действия:

· При любых повреждениях - замена успокоителей. Проверка и при необходимости замена других деталей привода ГРМ. Точное соблюдение технологии сборочных работ. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра.

Таблица 2 Карта дефектации вала коленчатого компрессора

№ по каталогу	Наименование	Материал	Твердость
5320-3509110	Вал коленчатый	Саль 40	HB 179-229
№ дефекта	Обозначение	Возможный дефект	Размеры, мм	Способ Ремонта
			номинальный	Предельно допустимый без ремонта
1		Трещины, сколы			Браковать
2	А	Задиры, риски на шейках			Обрабатывать в ремонтный размер
3	А	Износ шатунных шеек	28,5 - 0,021	28,47	1.Обрабатывать в ремонтный размер 2.Осталивать
		1-й ремонтный	28,2 - 0,021	28,17
		2-й ремонтный	27,9 - 0,021	27,87
4	Б	Износ посадочных поверхностей под шарикоподшипники и шестерню		35,00	1.Наплавить 2.Осталивать
5	В	Износ поверхностей под уплотнитель		25,05	1.Обрабатывать в ремонтный размер 2.Осталивать
6	Г	Износ шпоночного паза по ширине		5,02	Фрезеровать новый паз
7	Д	Износ торцов шеек	Размер И:	Обработать до выведения дефекта
			27+0,084	27,4
8	Е	Повреждение резьбы		Не более 2-х ниток	Браковать



3.3 Выбраковка и ремонт отдельных деталей двигателя ЗМЗ-53

Направляющие толкателей. Необходимость в смене толкателей вызывается, главным образом, увеличением зазоров между толкателем к направляющей в блоке в результате износа, что приводит к стукам в этом сопряжении. Допустимый предельный размер направляющих не должен превышать Ш 25,05 мм. Ремонтные втулки следует изготавливать из алюминиевого сплава или бронзы. Размеры втулок: наружный диаметр 30^{+0,145/+0,100} мм; внутренний диаметр (с припуском под развертку после запрессовки в блок) 24,5^+0,1 мм; длина втулки - 41 мм. Отверстие в блоке под запрессовку втулки должно быть раззенковано, а затем развернуто до диаметра 30^+0,03 мм. Перед запрессовкой втулок рекомендуется нагреть блок до температуры 90-100°С. После запрессовки втулки развертываются до диаметра 25^+0.023 мм, чистота обработки 0,5.

Втулки распределительного вала. Втулки распределительного вала поступают в запасные части полуобработанными. Кроме растачивания или развертывания внутреннего диаметра, они не требуют никакой обработки. Размеры наружного диаметра полуобработанных втулок такие же, как и у втулок стандартного размера, поэтому полуобработанные втулки должны запрессовываться в отверстия блока без какой-либо механической обработки.

При запрессовке втулок надо строго следить за совпадением отверстий в них с соответствующими масляными каналами в блоке.

Окончательное растачивание или развертывание внутреннего диаметра втулок должно производиться после запрессовки их в блок. Чтобы обеспечить соосность втулок, их следует обрабатывать одновременно при помощи длинной и жесткой борштанги с насаженными на нее по числу опор резцами или развертками.

За базу при обработке необходимо принять гнезда коренных подшипников. Параллельность осей распределительного и коленчатого валов должна быть в пределах 0,05 мм на всей длине блока, а расстояние между указанными осями должно быть 125,5 мм +0,025 мм. Чтобы обеспечить надлежащие зазоры в подшипниках, все отверстия должны быть обработаны с допуском +0,050/+0,025 мм от номинального диаметра. Поверхность обработанных втулок должна быть чистой и гладкой.

Головки цилиндров. Проверять и ремонтировать в головках цилиндров нужно вставные седла клапанов и направляющие втулки.

Необходимо проверить, нет ли трещин и следов начала прогорания вставных седел клапанов, а также проверить сохранность направляющих втулок.

От концентричности седла отверстию в направляющей втулке зависит плотность посадки клапана, что влияет на мощность и экономичность двигателя и долговечность клапана. Концентричность седла измеряется индикаторным приспособлением (рис. 2). Измерение производят, базируясь по отверстию в направляющей втулке клапана. Допустимое биение - на более 0,05 мм.

Рис. 2 Измерение концентричности седла клапана относительно оси направляющей втулки

Если зазор между стержнем клапана и его направляющей втулкой более 0,25 мм, то направляющую втулку клапана необходимо заменить новой.

В запасные части выпускаются только клапаны стандартных размеров, а направляющие втулки - с внутренним диаметром, уменьшенным на 0,3 мм. Припуск 0,3 мм дается для развертывания под окончательный размер после запрессовки в головку цилиндров.

Изношенную направляющую втулку выпрессовывают с помощью специальной выколотки, как показано на рис. 3. Втулка запрессовывается со стороны коромысел с помощью специальной упорной оправки.

Рис. 3 Выпрессовка направляющих втулок клапанов

После запрессовки втулки отверстие необходимо развернуть до диаметра 9^+0,022 мм для впускных клапанов и 11,0^+0,022 мм для выпускных клапанов.

Седла клапанов удаляют фрезерованием твердосплавными зенкерами.

Перед установкой ремонтного седла гнездо в головке растачивают до размеров: для седла впускного клапана - 49,25^+0,027 мм, для седла выпускного клапана - 38,75^+0,027 мм.

Седла клапанов к направляющие втулки перед сборкой необходимо охладить в твердой двуокиси углерода (сухом льду), а головку цилиндров нагреть до температуры 160-175°С.

Направляющие втулки клапанов перед установкой в головку должны быть промаслены. Для этого необходимо погрузить втулки в масло И-20А и продержать в нем в течение двух часов при температуре 85-95°С. Седла и втулки при сборке должны вставляться в гнезда головки свободно или с небольшим усилием (под легкими ударами молотка по оправке седло и втулка должны сесть на место). Ни в коем случае не следует запрессовывать седло и втулку с большим усилием, так как при этом нарушится посадка, и в дальнейшем, при работе двигателя, седло и втулка могут выпасть из своего гнезда. Установку седел и втулок в головку необходимо проводить очень быстро, так как головка - горячая, а втулка и седла - холодные. При выравнивании температур в этом соединении появляются большие натяги, при которых дальнейшая запрессовка седел и втулок невозможна без больших усилий.

Установленные седла необходимо прошлифовать концентрично отверстию во втулке (рис. 4). Для этого используется специальное приспособление.

Рис. 4 Шлифование седел клапанов

Разжимная оправка устанавливается в обработанное отверстие в направляющей втулке, а хвостовик оправки служит осью для шлифовального круга с фаской под углом 45°. Привод шлифовального круга осуществляется от небольшого электродвигателя. При шлифовании должна быть обеспечена концентричность рабочей фаски на седле клапана, с отверстием во втулке в пределах 0,05 мм общих показаний индикатора.

После шлифования седла необходимо произвести притирку к нему клапана. При небольших повреждениях рабочей фаски клапана и седла для восстановления плотности посадки клапана в седло достаточно только притереть клапан к седлу без замены деталей.

Притирка клапанов. Перед притиркой клапана необходимо убедиться в отсутствия коробления его тарелки, прогорания фаски и т.д. При наличии этих дефектов одной притиркой восстановить рабочие поверхности невозможно, поэтому такой клапан необходимо заменить новым или отремонтировать.

Притереть клапана, используя притирочную насту, составленную из одной части микропорошка М20 и двух частей масла И-20А.

После шлифования и притирки клапанов все газовые каналы, а также места, куда могла попасть абразивная пыль, должны быть тщательно очищены и продуты сжатым воздухом.

Распределительный вал. Все опорные шейки распределительного вала изнашиваются довольно равномерно. Увеличение зазоров в подшипниках распределительного вала (более 0,15 мм) повышает шумность работы газораспределительного механизма.

Ремонт подшипников заключается в шлифовании опорных шеек до ближайшего ремонтного размера и в замене втулок распределительного вала.

При небольших износах и задирах кулачки зачищаются сначала крупнозернистой, а затем залакировываются мелкозернистой наждачной бумагой 120. Как при зачистке, так и при полировке, бумага должна охватывать примерно половину профиля кулачка и иметь небольшое натяжение. Это способствует наименьшему искажению профиля кулачка. Кулачки на распределительном валу изнашиваются довольно равномерно.

При износах, уменьшающих подъем толкателя более чем на 0,5 мм, следует произвести восстановление профиля кулачков, так как при нарушении правильности профиля кулачка снижается наполнение цилиндров, а следовательно, и эффективность работы двигателя. Кроме того, работа газораспределительного механизма с кулачками неправильного профиля приводит к поломкам клапанных пружин, разбиванию седел клапанов, шумней работе и т. д.

Для восстановления профиля кулачка вал необходимо шлифовать на специальном копировальном станке, снабженном копиром соответствующего профиля. При шлифовании уменьшается как высота кулачка, так и его цилиндрическая часть. При размере цилиндрической части кулачка меньше 28,2 мм распределительный вал подлежит выбраковке. Выбраковке подлежит вал с выработкой на поверхности зубьев шестерен привода распределителя и масляного насоса.

Клапаны. Снятые с двигателя клапаны могут иметь следующие дефекты: погнутость стержня, выработку, риски и раковины на рабочей фаске головки и износ стержня.

Погнутость стержня проверяется на призмах при помощи индикатора. Если биение стержня превышает 0,015 мм, то клапаны могут быть выправлены на правочной плите медным молотком. После правки стержня рабочая фаска клапана должна быть обязательно прошлифована» независимо от ее состояния.

Подлежат выбраковке клапаны, с износом стержня, глубокими рисками и раковинами на поверхности фаски. Ширина цилиндрической части головки клапана после шлифования его рабочей фаски должка быть не менее 0,5 мм.

Клапанные пружины. При разборке клапанного механизма необходимо проверять упругость клапанных пружин, так как при длительной работе упругость их падает и может достичь такой величины, при которой нарушается кинематическая связь отдельных звеньев газораспределительного механизма. Это приводит к падению мощности двигателя, перерасходу топлива, перебоям в работе двигателя и стукам клапанов.

Уменьшение контрольных нагрузок клапанных пружин не должно превышать 10-15% от номинальных величин. Усилие новой клапанной пружины при сжатии ее до длины 46 мм - составляет 30,5 даН (30,5 кгс), а при сжатии до 37 мм - 65,5 даН (66,5 кгс).

Неперпендикулярность наружной поверхности пружины к ее торцам не должна превышать 1,8 мм на свободной длине пружины. Проверка эта производится та плите при помощи угольника.

Коромысла клапанов. В коромыслах клапанов изнашиваются втулки и цилиндрический носок. Изношенные втулки коромысел заменяются новыми с последующим проглаживанием гладкой брошью до диаметра 21,3^+0,045, что увеличивает надежность посадки втулки. При запрессовке втулки необходимо строго следить за совпадением отверстия в ней с каналом подачи тела к регулировочному болту в коромысле. Механическая обработка втулок коромысел производится так же, как и втулок верхней головки шатуна. Диаметр отверстия втулки должен быть 22^+0,030/_+0,007 для новой оси коромысел, а если ось коромысел подвергалась шлифованию на меньший размер, то и отверстия во втулках должны быть того же размера с допуском ^+0,030/_+0,007 мм.

Ось коромысел и стойки оси коромысел. В зависимости от величины износа, ось коромысел шлифуется до диаметра 21,75_-0,014 мм или 21,5_-0,014 мм. Непрямолинейность оси коромысел после шлифования не должна превышать 0,05 мм на длине 200 мм, овальность и конусность ее не должны быть более 0,01 мм.

С уменьшением диаметра оси необходимо также уменьшить диаметр отверстий в стойках оси коромысел, что достигается установкой втулок в головках стоек с обработкой их под необходимый размер.



3.4 Последовательность сборки механизма ГРМ двигателя ЗМЗ - 53

Сборку газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ - 53 начинают со сборки головок блоков цилиндров. Ей предшествует продувка сжатым воздухом отверстий во втулках и седлах клапанов. Перед установкой клапанов их стержни и направляющие втулки смазывают маслом. Клапаны подбирают таким образом, чтобы диаметры их стержней соответствовали диаметрам отверстий направляющих втулок. Клапаны должны плавно вращаться и перемещаться в направляющих втулках.

Для нормальной работы клапанов газораспределительного механизма необходима герметичность сопряжения седло - рабочая фаска клапана. Этого достигают путем притирки клапанов на станке или вручную. Для притирки используют пасту, основу которой составляют абразивный порошок и масло, смешанные в пропорции 1:5.

Притертые детали клапанного механизма моют и сушат. На втулки впускных клапанов надевают шайбы клапанных пружин плоской стороной к головке блока цилиндров, а на втулки выпускных - механизм вращения клапана. После этой процедуры на впускные клапаны надевают резиновые манжеты. При установке пружин на клапаны витки с меньшим шагом располагают ближе к головке цилиндров. Установку клапанов производят при помощи съемника-рассухаривателя. Для этого головку блока цилиндров кладут на ровную поверхность, а под клапан снизу кладут упор, не дающий ему опускаться. На штоки клапанов надевают тарелки. На шпильку крепления оси коромысел навинчивается гайка, под которую поддевается один упор съемника. Другой упор давит на тарелку и сжимает клапанную пружину. Когда тарелка опускается ниже канавки, находящейся в верхней части штока клапана, в эту канавку устанавливают два конических сухарика, смазанных Литолом-24 или солидолом и плавно отпускают рычаг съемника, снимая тем самым усилие сжатия пружин. При этом необходимо следить, чтобы сухарики вошли в конические отверстия тарелок клапанных пружин. После чего вкручивают шпильки в отверстия верхней плоскости и плоскости прилегания впускного и выпускного трубопроводов.

При сборке распределительного вала на его шейку устанавливают упорный фланец и распорное кольцо, а в шпоночную канавку вставляют сегментную шпонку. Потом на шейку вала надевают распределительную шестерню таким образом, чтобы ее шпоночная канавка совпала со шпонкой на валу. Затем шестерню до упора напрессовывают в распорное кольцо и проверяют легкость вращения фланца. На резьбовой конец распределительного вала надевают шайбу и закручивают до упора гайку.

После этого распределительный вал устанавливают в блок цилиндров. Зубчатое колесо распределительного вала вводят в зацепление с шестерней коленчатого вала при совмещении меток на зубьях, контролируя зазор. Затем к блоку цилиндров болтами прикрепляют упорный фланец распределительного вала. Затем нужно проверить осевой зазор между торцом шестерни и упорным фланцем.

Следом на шпильки в местах крепления головок блоков цилиндров надевают металлоасбестовые прокладки. Они необходимы для создания герметичности соединения блок-картер - головка блока цилиндров. Использование прокладки намного уменьшает вероятность утечки охлаждающей жидкости и газов.

Толкатели подбирают по отверстиям. Верность подбора оценивают по легкости их перемещения и вращения в соответствующих отверстиях блока. Производят сборку коромысел и их осей, устанавливают их на головку блока цилиндров. Головки блоков цилиндров надевают на шпильки их крепления к блок-картеру двигателя. Затем соединяют концы установленных в толкатели штанг с коромыслами и закрепляют стойки оси коромысел. В таком же порядке собирают вторую головку цилиндров.

Завершающий этап сборки газораспределительного механизма - затяжка гаек крепления головок цилиндров к блоку. Их необходимо затягивать в определенной последовательности, прикладывая определенный момент силы. Для этого пользуются динамометрическим ключом и изучают техническую документацию на двигатель. Последовательность затяжки гаек крепления головки к блоку цилиндров для двигателя ЗМЗ - 53 показана на рис.7. Момент затяжки этих гаек для данного двигателя составляет 73 - 79 Нм.

После завершения данного процесса проводят регулировку зазоров в приводе клапанов газораспределительного механизма. Затем устанавливают крышку головки блока цилиндров и отправляют двигатель на испытании.

3.5 Проверка и испытание работы механизма

После сборки головки цилиндров проводят испытание клапанов на герметичность. Для контроля качества притирки используют стенд. Головку цилиндров устанавливают на него и уплотняют резиновыми прокладками. После установки и зажима головки цилиндров, которая проверяется, головки клапанов смазывают сверху раствором вводно-мыльной эмульсии. Затем во внутреннюю полость головки блока цилиндров подают сжатый воздух под давлением 0,03 МПа. Воздух при этом не должен выходить из-под рабочей фаски клапана. В противном случае притирку клапанов продолжают.

Дальнейшее испытание проводят после полной сборки и установки газораспределительного механизма в блок цилиндров. Оно включает в себя обкатку на стенде сначала в холодном состоянии при принудительном вращении коленчатого вала и включении системы принудительной циркуляции масла, а затем в горячем состоянии при разных частотах вращения коленчатого вала как без нагрузки, так и с ней (с этой целью используют электрический тормоз). Если этот этап обкатки пройден успешно, данный двигатель устанавливают на автомобиль, совершают на нем пробную поездку и выписывают из ремонта.



4. Техника безопасности при ремонте и техническом обслуживании

Гараж или бокс, где проводятся ремонтные работы, должен хорошо проветриваться, дверь - легко открываться как изнутри, так и снаружи. Проход к двери всегда нужно держать свободным. При работе двигателя (особенно на пусковых режимах) выделяется оксид углерода (угарный газ) - ядовитый газ без цвета и запаха. Опасная для жизни концентрация оксида углерода может образоваться даже в открытом гараже, поэтому перед запуском двигателя обеспечьте принудительный отсос отработавших газов за пределы гаража. При отсутствии принудительной вытяжки можно запускать двигатель на короткое время, надев на выпускную трубу отрезок шланга и вынув его наружу. При этом система выпуска и ее соединение со шлангом должны быть герметичны.

...