Методика и технология выполнения капитального ремонта двигателя

Размещено на http://allbest.ru

Содержание

Введение

1. Устройство и конструктивные особенности двигателя КАМАЗ

1.1 Общее устройство дизельного двигателя

1.2 Конструктивные особенности и характеристика двигателя КАМАЗ-740.31-240

1.3 Конструктивные особенности и дефекты коленчатых валов

2. Диагностика двигателя КАМАЗ перед назначением капитального ремонта

2.1 Понятие капитального ремонта

2.2 Неисправности двигателя и их диагностика

3. Организация капитального ремонта двигателя КАМАЗ

3.1 Организация приемки двигателя на капитальный ремонт

3.2 Технология капитального ремонта двигателей КАМАЗ

4. Технологическое оборудование, приспособления, инструменты, используемые при капитальном ремонте

4.1 Ручной инструмент

4.2 Механизированно-ручной инструмент

4.3 Разборочно-сборочные стенды

4.4 Сборочные приспособления

4.5 Организационная оснастка

5. Технология ремонта двигателя КАМАЗ механической обработкой

5.1 Восстановление деталей под ремонтный размер механической обработкой резанием

5.2 Восстановление коленчатого вала методом наплавки

5.2 Перспективные направления совершенствования механической обработки и повышение качества восстанавливаемых деталей

Заключение

Список используемых источников



Введение

дизельный двигатель коленчатый ремонт

В процессе эксплуатации автомобиля надежность, заложенная в нем при конструировании и производстве, снижается, вследствие изнашивания деталей, коррозии, усталости и старения материала и других вредных процессов, протекающих в автомобиле. Вредные процессы вызывают появление различных неисправностей и дефектов, устранение которых становится необходимым для поддержания автомобиля в работоспособном состоянии. Отсюда возникает объективная потребность в техническом обслуживании и ремонте автомобиля [1].

Базовая модель автомобиля КАМАЗ 53215 с бортовой платформой и колесной формулой 6 х 4. На нем установлен дизель мощностью176 кВт (240 л.с.) [2].

Цель курсовой работы является изучение организации и технология капитального ремонта двигателя автомобиля КАМАЗ 53215.



1. Устройство и конструкционные особенности двигателя КАМАЗ 53215

Двигатель - источник механической энергии, необходимый для движения автомобиля. В двигателе внутреннего сгорания тепловая энергия, получается при сгорании топлива в его цилиндрах, преобразуется в механическую работу [2].

Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей).

1.1 Общее устройство дизельного двигателя

Все двигатели, устанавливаемые на автомобили, состоят из следующих механизмов и систем.

Основные механизмы двигателя:

· Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала.

· Механизм газораспределения управляет работой клапанов, что позволяет в определенных положениях поршня впускать воздух или горючую смесь в цилиндры, сжимать их до определенного давления и удалять оттуда отработавшие газы.

Основные системы дизельного двигателя:

· Система питания служит для подачи очищенного топлива (дозированных порций в определенный момент в распыленном состоянии) и воздуха в цилиндры, а также для отвода продуктов сгорания из цилиндров двигателя.

В дизельных двигателях рабочий цикл происходит в результате сжатия воздуха, впрыска в него топлива,

воспламенения и сгорания образовавшейся рабочей смеси. Впрыск топлива в цилиндры двигателя обеспечивается топливоподающей аппаратурой , которая в конечном итоге образует капельки топлива соответствующих размеров.

· Смазочная система необходима для непрерывной подачи масла к трущимся деталям и отвода теплоты от них.

· Система охлаждения предохраняет стенки камеры сгорания от перегрева и поддерживает в цилиндрах нормальный тепловой режим. [5]

Для описываемого нами двигателя характерно наличие еще двух систем.

· Система газотурбинного наддува воздуха за счет использования части энергии отработавших газов, обеспечивает подачу предварительно сжатого и охлажденного воздуха в цилиндры двигателя. Наддув позволяет увеличить плотность заряда воздуха, поступающего в цилиндры, и в том же рабочем объеме сжечь большее количество топлива и повысить литровую мощность двигателя. Применение двигателя с наддувом расширяет эксплуатационные возможности при движении на затяжных подъемах, по пересеченной местности и в горных условиях.

· Система обеспечения пуска холодного двигателя с электрофакельным устройством предназначена для снижения предельной температуры пуска холодного двигателя. ЭФУ рекомендуется применять в диапазоне температур окружающего воздуха от минус 5°С до минус 22°С. [6]

На автомобиле КАМАЗ 53215 установлен двигатель 740.31-240. Этот двигатель является одним из самых распространенных в серийных автомобилях производства ОАО "КАМАЗ" до введения норм Евро 3 с 01 .01. 2008 года. Можно сказать, что он устанавливался на следующие серийные автомобили: КАМАЗ 54115, КАМАЗ 55111, КАМАЗ 53215, КАМАЗ 4326,

КАМАЗ 43114, КАМАЗ 43253, а так же на шасси: КАМАЗ 53228, КАМАЗ 53229, КАМАЗ 43118, КАМАЗ 55111. За это время двигатель модели КАМАЗ 740.31-240 зарекомендовал себя как неприхотливый и надежный в работе.

1.2 Конструктивные особенности и характеристика двигателя КАМАЗ-740.31-240

Конструкция дизельного двигателя КамАЗ -740.31.240 по сравнению с существующими дизельными двигателями обладает рядом преимуществ. Двигатель КАМАЗ-74031.240 имеет следующиее конструктивные особенности:

- поршни, отлитые из высококремнистого алюминиевого сплава, с чугунной упрочняющей вставкой под верхнее компрессионное кольцо и коллоидно- графитным приработочным покрытием юбки;

- гильзы цилиндров, объемно закаленные и обработанные плосковершинным хонингованием;

- поршневые кольца с хромывм и молибденовым покрытием боковых поверхностей;

- трехслойные тонкостенные сталебронзовые вкладыши коренных и шатунных пдшипиков;

- закрытую систему охлаждения, заполняемую низкозамерзающей охлаждающей жикостью, с автоматическим регулированием температурного режима, гиромуфтой привода вентилятора и термостатами;

- высокоэффективную фильтраци масла, топлива и воздуха бумажными фильтрующими элементами;

-электрофакельное устройство подогрева воздуха, обеспечивающее надежный пуск двигателя при отрицательных температурах окружающего воздуха до минус 25 єС.[4]

Двигатель 740.31-240 четырехтактный с воспламенением от сжатия, жидкостного охлаждения, с V-образным расположением восьми цилиндров (цилиндры двигателя расположены в два ряда с углом развала между ними 90°), с турбонаддувом и промежуточным охлаждением надувочного воздуха (ОНВ) типа «воздух-воздух».

Он имеет малую массу, небольшие габаритные размеры (почти в два раза меньше, чем у двигателя ЯМЗ-238), большую мощность, высокие степень сжатия, частоту вращения и экономичность. Двухрядное расположение цилиндров с большим углом их наклона позволило сократить габариты двигателя.

В таблицу 1.1 сведены технические характеристики двигателя 740.31-240.

Таблица 1.1 - Техническая характеристика дизельного двигателя 740.31-240

Техническая характеристика, ед. изм.	Двигатель 740.31-240
Тип двигателя	Четырехтактный, с воспламенением от сжатия
Количество цилиндров, шт	8
Расположение цилиндров	V-образное, с углом развала 900
Порядок работы цилиндров	1-5-4-2-6-3-7-8
Диаметр цилиндра, мм	120
Ход поршня, мм	120
Рабочий объем, л	10,85
Степень сжатия	17
Номинальная мощность, кВт	154,4
Направление вращения коленчатого вала	правое
Частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности, мин-1	2600
Максимальный крутящий момент, Н*м	637
Частота вращения коленчатого вала при наибольшем крутящем моменте, мин-1	1700
Удельный расход топлива, г/кВт	121
Масса сухого двигателя, кг	750
Количество клапанов в головке цилиндра, шт	2 (впускной и выпускной)
Система наддува	газотурбинная с двумя турбокомпрессорами и ОНВ типа «воздух-воздух».
Охлаждение	Жидкостное
Габаритные размеры	110х880х1093



Базовой деталью двигателя является блок цилиндров, на котором установлены и закреплены агрегаты и детали двигателя. В расточку полублоков установлены гильзы цилиндров «мокрого» типа. Сверху гильзы цилиндров закрыты головками, отдельными на каждый цилиндр. Снизу блок цилиндров закрыт штампованным масляным картером.

В блоке цилиндров на пяти подшипниках скольжения расположен распределительный вал. Коленчатый вал расположен в нижней части блока.

Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытого типа, рассчитана на применение низкозамерзающей охлаждающей жидкости.

Пространство в развале между цилиндрами используется для размещения распределительного вала, привода к клапанам, топливного насоса высокого давления, насоса гидроусилителя рулевого управления, компрессора для подачи сжатого воздуха в тормозную систему автомобиля.

В выпускном коллекторе установлены подвижные заслонки, позволяющие перекрывать выход отработавших газов или воздуха при отключении подачи топлива.

Такая конструкция позволяет использовать компрессию двигателя при торможении автомобиля вспомогательных тормозов на спусках в холмистой и горной местностях. Установка в тормозной системе вспомогательного тормоза значительно снижает нагрузку на тормозные механизмы автомобиля и увеличивает срок их службы. По своим техническим данным отечественный дизельный двигатель КамАЗ-740 не уступает уровню лучших мировых образцов. Однако новые быстроходные двигатели КамАЗ и их модификации отличаются наличием сложных узлов, механизмов и систем, требующих квалифицированного подхода при организации их ремонта.

1.3 Конструктивные особенности и дефекты коленчатых валов

Коленчатый вал изготовлен горячей штамповкой из стали 42ХМФА-Ш. Он имеет 5 коренных опор и 4 шатунные шейки. В шатунных шейках имеются закрытые заглушки и внутренние полости для центробежной очистки масла. На носке коленчатого вала установлена шестерня привода масляного насоса, на хвостовике - распределительная шестерня в сборе с маслоотражателем. От осевых смещений вал фиксируется четырьмя сталеалюминиевыми полукольцами, которые устанавливаются в выточке задней коренной опоры. Хвостовик коленчатого вала уплотняется резиновым самоподвижным сальником.

Заглушки коленчатого вала при капитальном ремонте подлежат 100 % замене. Извлекаются они из своих гнезд перед мойкой коленчатого вала специальным съемником. Коленчатые валы при поступлении в углубленный текущий или капитальный ремонт могут иметь следующие дефекты:

- обломы и трещины;

- изгиб вала (5-10 % от общего количества коленчатых валов, поступающих в капитальный ремонт);

- износ коренных и шатунных шеек.[10]



2. Диагностика двигателя КАМАЗ перед назначением капитального ремонта

Полноремонтный капитальный ремонт автомобилей КАМАЗ, как правило не производится. Ремонт автомобилей выполняется агрегатным методом в АТП.

К основным агрегатам относятся двигатель, рама, коробка передач, раздаточная коробка, передний, средний и задние мосты, рулевое управление, кабина[2].

Ремонт представляет собой комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий и их составных частей. Ремонт предназначен для восстановления работоспособного состояния автомобиля.[1]

2.1 Понятие капитального ремонта

Капитальный ремонт двигателя предусматривает его полную разборку, дефектацию, восстановление или замену деталей с последующей сборкой, регулировкой и испытанием. Агрегат направляется в капитальный ремонт в случаях, когда базовая и основные детали нуждаются в ремонте, требующем полной разборки агрегата, а также, когда работоспособность агрегата не может быть восстановлена путем проведения текущего ремонта.

Основные детали - обеспечивают выполнение функциональных свойств двигателя и определяют их эксплатацилнную надежность. Поэтому восстановление основных деталей при капитальномремонте должно обеспечивать уровень качества, близкий или равный качеству новых изделий(поршень, гильза, поршневые кольца, подшипники качения и т.д.).

К базовым (корпусным) деталям относятся детали, составляющие основу агрегата и обеспечивающие правильное размещение, взаимное расположение и функционирование всех остальных деталей и дизеля в целом.

Работоспособность и ремонтопригодность базовых деталей, как правила, определяют полный срок службы дизеля и условия его списания (блок цилиндров двигателя, картер коробки передач и т.д)[2].

Капитальный ремонт проводят через установленные нормы пробега (в километрах), зависящие от категории дорожных условий эксплуатации и природно-климатических зон. При капитальном ремонте восстанавливают работоспособность и ресурс автомобиля, обеспечивающий его пробег не менее 80% от нормы пробега для нового автомобиля и его агрегатов.

Капитальный ремонт должен обеспечивать исправность и полный (либо близкий к полному) ресурс автомобиля или агрегата путем восстановления и замены любых сборочных единиц и деталей. У агрегатов -- корпусная деталь, например, блок цилиндров двигателя, картер коробки передач.

Основным источником экономической эффективности КР автомобилей является использование остаточного ресурса их деталей. Около 70…75% деталей автомобилей, поступивших в КР, могут быть использованы повторно либо без ремонта, либо после небольшого ремонтного воздействия. Детали, полностью исчерпавшие свой ресурс и подлежащие замене, составляют 25…30% всех деталей.

Это поршни, поршневые кольца, подшипники качения, резинотехнические изделия и др. Количество деталей, износ рабочих поверхностей которых находится в допустимых пределах, что позволяет их использовать без ремонта, достигает 30…35%. Остальные детали автомобиля (40…45%) могут быть использованы повторно только после их восстановления. К ним относится большинство наиболее сложных, металлоемких и дорогостоящих деталей автомобиля, в частности блок цилиндров, коленчатый и распределительные валы, головка цилиндров, картеры коробки передач и заднего моста и др. Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10…50% стоимости их изготовления [4].

2.2 Неисправности двигателя и их диагностика

Неисправности двигателя обуславливаются неисправностями шатунно-кривошипного и газораспределительного механизмов. Признаками неисправности указанных механизмов являются глухие ритмичные стуки в нижней части картера двигателя и звонкие стуки в головках цилиндров [3].

Восстановление деталей шатунно-кривошипного и газораспределительного механизмов производятся при капитальном или углубленном текущем ремонте двигателей.

Для шатунно-кривошипного механизма наиболее характерными являются износ шеек коленчатого вала и его подшипников.

Кроме того, могут иметь место проврот вкладышей и заклинивание масляных каналов в шейках коленчатого вал, обрыв шатунов или шатунных болто, износ пошневых колец и гильз цилиндров, кавитационный износ трех отверстий для прохода охлаждающей жидкости «ТОСОЛ» в головка цилиндров под воздействием ударных колебаний.

Износ поршневых колец и внутренних поверхностей гильз цилиндров, а также пригорание колец в канавках поршней приводят к снижению компрессии и уменьшению мощности двигателя. Признаками этих неисправности являются повышенная дымность отработавших газов, а также увеличенный расход топлива и масла.

Основными диагностическими признаками, информирующими об указанных неисправностях, являются стуки и шум при работе двигателя. Самым простым приемом диагностирования двигателя по стукам и шумам является прослушивание их с помощью стетоскопов.

Оценка технического состояния деталей цилиндропоршневой группы по давлению в конце такта сжатия осуществляется с помощью компрессометра (манометра фиксирующего максимальное значения давления) или компрессографа (записывающего манометра) [7].

Звонкие стуки, возникающие при изменении подачи топлива с увеличением нагрузки на двигатель, являются следствием износа втулок верхней головки шатунов, пальцев, бобышек поршня.

Глухие стуки, появляющиеся при резкой подаче топлива на холостом ходу двигателя, свидетельствуют об увеличении зазора между коренными и шатунными шейками коленчатого вала и вкладышами подшипников. Это происходит в результате износа антифрикционного слоя вкладышей и шеек коленчатого вала.

Уменьшение мощности и перебои в работе двигателя свидетельствуют об износе деталей газораспределительного механизма. Это является следствием неплотного закрытия гнезд клапанов и увеличения зазаров между стержнями клапанов и носками коромысел, что приводи к характерному металлическому стуку.

Глухой металлический стук на холостом ходу и усиление его при увеличении подачи топлива являются признаком поломки клапанных пружин или заедание клапанов.

Перегрев двигателя и нарушение теплового режима происходят вследствие следующих неисправностей системы охлаждения: понижение уровня охлаждающей жидкости в системе, ослабление натяжения приводных ремней, засорения трубок радиаторов, а также неисправности в работе гидромуфты.

Увеличение дымности отработавших газов со специфическим синеватым оттенком при выходе их из глушителя и падение давления масла являются следствием неисправности системы смазки.

Важное значение имеют применение масла рекомендуемого сорта и поддержание нормального его уровня в картере. Уменьшение уровня масла приводит к уменьшению подачи его к трущимся поверхностям деталей. При большом уровне масло забрызгивается в камеру сгорания и сгорает в ней, выделяя дым характерного синего цвета. Неисправности системы смазки,

засорение масляных фильтров и маслопроводов приводят к преждевременному износу всех деталей шатунно-кривошипного и газораспределительного механизма [2].

Основные неисправности дизельного двигателя 740.31-240 сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Основные неиправности дизельного двигателя 740.31-240

Проявление неисправностей	Влияние неисправностей на работу агрегата	Возможность неисправность сопряжение или дефект детали	Способ устранения неисправности
Стук в средней части блока двигателя	Уменьшение мощности двигателя, увеличение расхода топлива и масла, повышенное дымление отработавших газов	Пригорание колец в канавках поршней, износ поршневых колец, гильз цилиндров, деталей газорапределительного механизма	Разобрать двигатель, заменить или восстановить изношенные детали
Стук в нижней части картера двигателя глухого тона, изменяющийся с изсенением частоты вращения коленчатоо вала	Уменьшение давления в масляной магистрали двигателя	Износ коренных подшипников, износ шатунных подшипников, применение нерекомендованного сорта смазки	Восстановить или заменить коленчатый вал, заменить масло
		Износ упорных колец коленчатого вала	Заменить упорные кольца
Резкий звонкий двойной стук в средней части картера двигателя	Уменьшение мощности двигателя, уменьшение скорости движения автомобиля	Износ пальцев в бобышках поршня, износ верхней втулки шатуна	Заменить втулки шатуна
Глухой стук в головке цилиндра	Удары поршня о клапан выводят поршень из строя	Заедание клапана во втулке, поломка клапанных пружин	Снять головку, отремонтировать клапанный механизм
Включается лампочка индикатора указателя температуры охлаждающей жидкости	Не работает гидромуфта или водяной насос	Неисправен включатель гидромуфты, проскальзывают ремни привода водяного насоса, поломаны его детали	Поставить рычаг включателя в положение «В», отремонтировать включатель и водяной насос.



3. Организация капитального ремонта двигателя КАМАЗ 53215

3.1 Организация приемки двигателя на капитальный ремонт

В настоящее время АО КАМАЗ имеет четыре завода по капитальному ремонту агрегатов, в числе которх самый крупный в стране Набережно-челинский завод по ремонту двигателей (ЗРД) с годовой производственной программой 50 тыс. двигателей, а также около 200 автоцентров, осуществляющих снабжение автотранспортных предприятий запасными частями, сбор, доставку объектов ремонта и оказание ремонтно-эксплуатационных услуг.

В отличие от мелких авторемонтных предприятий, Набережночелинский ЗРД, располагая оборудованием для достижения высокого качества ремонта, стабильно обеспечивает средний ресурс отремонтированных двигателей не менее 70% ресурса нового двигателя [4].

Для определения технического состояния двигателей подлежащих капитальному ремонту директором автотранспортного предприятия назначается комиссия. Комиссия устанавливает фактический срок службы двигателей и соответствие их установленным нормам пробега, проверяет наличие технических паспортов и комплектности. После определения технического состояния двигателя, проверки и изучения документов составляется акт технического состояния на двигатель в 4 экземплярах справку об укомплектованности двигателя.

Приемка в капитальный ремонт двигателей производится представителем авторемонтного предприятия в присутствии представителя заказчика на основании Инструкции по приемке в ремонт двигателей и агрегатов КАМАЗ, разработанной Камским объединением по производству большегрузных автомобилей в 1985 г [2].

Транспортировка двигателей в ремонт может осуществляться всеми видами транспорта на специальных подставках. Крепление двигателей на транспортных редствах долно обеспечивать их сохранность.

Сдача двигателей и агрегатов на ремонтные заводы автомобилей КАМАЗ принимаются при наличии наряда, выданного вышестоящей организацией, по предоставлении выше перечисленных документов.

Двигатели направляемые в ремонт, должны быть комплектными и иметь лишь те неиправности, которые возникли в результате естественного износа деталей.

Двигатели первой комплектности - это двигатели в сборе со всеми составными частями, установленными на нем, включая сцепление, компрессор, вентилятор, насос гидроусилителя рулевого управления, топливную аппаратуру, приборы системы охлаждения и смазочной системы, воздухоочиститель, электрооборудование и т.д.

Двигатели второй комплектности - это двигатели в сборе со сцеплением, но без других составных частей, устанавливаемых на нем.

Двигатели выработавшие свой ресурс, но не достигшие предельного состояния , не подлежат капитальному ремонту.

На сданные в ремонт двигатели и агрегаты составляется приемо-сдаточный акт, который подписывается представителями авторемонтного предприятия и заказчиком и заверяется печатью. Два экземпляра передаются в отдел сбыта (один из в дальнейшем вместе с объектом ремонта передается в производственное подразделение), третий передается заказчику.

Двигатели в ремонт не принимается в том случае, когда они не укомплектованы или когда у них были заменены детали. Допускается отсутствие на двигателях и Сборочных единицах отдельных крепежных деталей (болтов, гаек, шпилек) и мелких деталей (колпачков т.д.) [5].

Для хорошей организации приемки и хранения ремонтного фонда на авторемонтном предприятии имеется склад ремонтного фонда. Этот склад обычно состоит из площадок для приемки и хранения ремонтного фонда, площадки для двигателей и агрегатов, принятых на хранение, площадки для хранения списанных агрегатов.

Двигатели и агрегаты сдаваемые в капитальный ремонт, должны быть тщательно вымыты и очищены от загрязнений, не иметь жидкую смазку, герметизированные, а неокрашенные поверхности покрыть консервирующей смазкой [2].

Сохранность ремонтного фонда на всех стадиях капитального ремонта, начиная от приемки двигателей в ремонт и хранения перед разборкой, оказывает большое влияние на экономику ремонтного предприятия [4].

3.2 Технология капитального ремонта двигателей КамАЗ

Капитальный ремонт выполняется в несколько этапов. Силовой агрегат снимается с автомобиля, разбирается. После этого его детали промываются, а поврежденные и неисправные узлы либо ремонтируются, либо заменяются на новые. Затем двигатель собирается заново -- это финальный этап ремонта. Важный этап капитального ремонта двигателя КАМАЗ -- проверка его работоспособности. Для этого силовой агрегат обкатывается на силовом стенде. Только в том случае, если его работа является безукоризненной, ремонт можно считать завершенным. В противном случае осуществляется повторная диагностика и устранение оставшихся неисправностей.

Капитальный ремонт двигателей КамАЗ-740 осуществляется в соответствии с разработанным для них технологическим процессом на стационарных ремонтных заводах.

Технологический процесс капитального ремонта двигателей включает следующие технологические операции: снятие навесного оборудования, мойку двигателей в сборе без навесного оборудования, разборку двигателей на узлы и детали, мойку деталей, дефектацию и восстановление деталей, комплектовку узлов, общую сборку двигателей, обкатку двигателей (приработку и испытание), окраску и предъявление отремонтированного двигателя ОТК.

С двигателей, поступивших в капитальный ремонт, снимается навесное оборудование, отворачивается пробка картера и сливается масло и двигатель подвергается наружной мойке. Мойка производится в моечной машине роторного типа модели 29.4948.

Двигатели загружаются в люльки вращающейся крестовины машины. Люльки периодически погружаются в ванну с водным раствором. Водный раствор синтетических моющих средств (CMC) через отверстия в стенках люлек заполняет внутреннюю полость поддона картеров двигателей и при поднятии люлек выливается из картера, и таким образом осуществляется мойка не только наружной части двигателя, но и внутренней его части.

Мойка осуществляется горячим (90...95 °С) CMC с непрерывной очисткой раствора от маслянистых и твердых загрязнений. Периодическое погружение двигателей в раствор и их вибрация с частотой 46 Гц позволяют очищать от загрязнений не только с наружной стороны, но и вымывать загрязнения внутри двигателя раствором, затекающим через сливное отверстие масла в нижней части картера двигателя.

В качестве моющего раствора применяется моющее средство «Лабомид-203» с концентрацией 30 г порошка на 1 л воды.

После мойки двигатели разбираются на узлы и детали, которые подвергаются мойке во второй моечной машине такой же модели. Вымытые детали поступают на пост дефектации деталей.

Базовые детали, подлежащие восстановлению, поступают в цех ремонта двигателей на отдельные посты.

К годным деталям (не требующим восстановления) при капитальном и углубленном текущем ремонтах двигателя, как правило, относятся крыльчатка вентилятора, картер маховика, пружины клапанов, топливопроводы, трубки масляной системы, соединительные трубки системы охлаждения. Эти детали после дефектации поступают на комплектовку и сборку двигателей.

К деталям, подлежащим обязательной замене (негодным деталям), относятся все резинотехнические изделия (78 наименований), поршневые кольца, шестерня привода масляного насоса, распределительная шестерня коленчатого вала, заглушки масляных карданов, вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, все втулки, уплотнительный элемент водяного насоса. Вместо негодных деталей на комплектовку поступают новые детали со склада или вновь изготовленные детали из цеха восстановления и изготовления деталей (ЦВИД).[10]



4. Технологическое оборудование, приспособления, инструменты, используемые при капитальном ремонте

Разборочно-сборочные и слесарно-монтажные работы являются основным видом работ при выполнении капитального ремонта. Трудоемкость разборно-сборочных работ составляет значительную долю в общей трудоемкости работ по ремонту двигателей. Следует заметить, что сборка является определяющим этапом производственного процесса и от нее в значительной мере зависит качество выполнения ремонтных работ.

Значительному повышению качества разборочно-сборочных работ оказывается механизация и автоматизация. Используемое для этой цели оборудование можно подразделить на следующие группы:

· оборудование и инструмент для механизации операций разборки и сборки резьбовых соединений;

· оборудование и инструмент для разборки и сборки соединений с натягом;

· разборочно-сборочные стенды;

· сборочные приспособления;

· организационная оснастка.[8]

4.1 Ручной инструмент

К ручному универсальному инструменту относятся:

Ключи: гаечные открытые, ключи гаечные закрытые, ключи комбинированные, ключи с внутренним и наружным шестигранником, ключи разводные, трещеточные. Этими ключами проводится демонтаж - монтаж всех составляющих двигателя и навесного оборудования.

Предельный и динамометрический ключи необходимое приспособление для снятия и установки головки блока цилиндров.

Крестовые и шлицевые отвертки.

Шарнирный вороток с длинной ручкой - для откручивания резьбовых соединений без усилий.

Молотки, пассатижи, бокорезы, зубила - инструмент для ремонта двигателя.

Выколотки и бородки - из алюминия или меди, для выбивания валов и осей, из стали, для выбивания штифтов и шплинтов.

Помимо выше перечисленного: тески слесарные П-120, сменные головки 10,12 14,24, удлинитель, плоскогубцы комбинированные 150, кернер 2, штангенглубомер, оправка для сальника, приспособление для сжатия поршневых колец, крейцмесель слесарный 10х60, тройник с вентилем и манометром, съемник универсальный малый, люфтомер, накладки для губок тисков.

4.2 Механизированно-ручной инструмент

Механизированно-ручной инструмент - это инструмент главное движение, которого осуществляется энергией неживой природы, а передача и управление осуществляется людьми (ГОСТ 20004-78).

Механизированно-ручной инструмент классифицируется на инструмент общего и специального назначения.

К инструментам общего назначения относятся сверлильные, шлифовальные, полировальные и фрезеровочные.

К инструментам специального назначения относятся развальцовочные, развертывающие, зенковальные и опиловочные инструменты, ножницы, кромкорезы, шаберы, пилы.[9]

4.3 Разборочно-сборочные стенды

Разборку, регулировку и испытание двигателя осуществляют на специализированных стендах. Стенды предназначены для установки, закрепления и выполнения технологических поворотов разбираемых (собираемых) двигателей. Использование стендов такого типа позволяет облегчить условия труда ремонтных рабочих и повысить безопасность выполнения работ, поскольку рабочие освобождаются от необходимости удерживать объекты разборки и сборки руками.

4.4 Сборочные приспособления

Сборочные приспособления являются простыми, доступными и эффективными средствами механизации ручной сборки. Использование сборочных приспособлений позволяет повысить производительность и качество разборочно-сборочных работ.

При использовании таких приспособлений сборщику не нужно производить выверку взаимного положения сопрягаемых деталей, так как она обеспечивается автоматическим доведением баз деталей до соприкосновения с опорами и направляющими элементами приспособления.

Сборочные приспособления состоят из корпуса и смонтированных на его основе установочных элементов и зажимных устройств.

К вспомогательным устройствам сборочных приспособлений относятся поворотные и делительные механизмы, фиксаторы, выталкиватели и другие элементы. Их функциональное назначение и конструктивное оформление такие же, как и у станочных приспособлений.[9]

4.5 Организационная оснастка

Организационная оснастка -- это средства для размещения и хранения технологической оснастки, а также для облегчения труда и обеспечения его безопасности. Обычно в нее входят: средства для хранения станочных приспособлений, режущего, вспомогательного и измерительного инструмента (шкафы, тумбочки, этажерки и т.п.); средства для хранения материалов, заготовок и обработанных деталей (тара, стойки, стеллажи и пр.); средства для размещения технической и технологической документации (планшеты, полки, ящики и др.); средства, обеспечивающие нормальные условия протекания технологического процесса (производственная мебель, местное освещение, средства связи и т.п.)

Самым главным условием применения любого инструмента и оборудования для ремонта двигателя, является соблюдение мер безопасности при проведении работ.



5. Технология ремонта двигателя КАМАЗ механической обработкой

5.1 Восстановление деталей под ремонтный размер механической обработкой резанием

В авторемонтном производстве широко применяется восстановление деталей под ремонтный размер. Этот способ прост в осуществлении и доступен не только для стационарных ремонтных предприятий, но и для подвижных ремонтных мастерских.

Сущность способа восстановления деталей под ремонтный размер состоит в том, что с поверхности одной из деталей (более дорогостоящей, как правило,-- базовой) снимается слой металла -- припуска на устранение искажения геометрической формы, и получают новый ремонтный размер: меньшего диаметра для вала и большего для деталей класса «полые цилиндры» по отношению к номинальному размеру диаметра детали. Другая сопряженная деталь заменяется новой, имеющей тот же ремонтный размер. Для обеспечения посадки деталей в сопряжении (зазора или натяга) базовую восстанавливаемую деталь необходимо восстанавливать с учетом обеспечения зазора или натяга при сопряжении деталей. Ремонтный размер диаметра гильзы цилиндра больше ремонтного размера поршня того же ремонтного размера на величину зазора.

Ремонтные размеры подразделяются на стандартные, свободные (пригоночные) и регламентированные.

Стандартные (категорийные) ремонтные размеры -- это такие отличные от номинальных размеры деталей, которые определяются ремонтными размерами сопряженных деталей, выпускаемых заводами-изготовителями машиностроительного производства. Так, выпускаемые заводами промышленности поршни и кольца определяют ремонтные размеры гильз цилиндров и цилиндров блоков ДВС и компрессоров; вкладыши коленчатого вала -- ремонтные размеры шеек коленчатого вала. Стандартные (категорийные) ремонтные размеры указываются в «Технических условиях на контроль, сортировку и восстановление деталей».

Свободные ремонтные размеры, получаемые механической обработкой детали до получения правильной геометрической формы и требуемой шероховатости поверхности, по размерам строго не регламентируются, и их размеры ограничиваются только минимальной величиной. Посадка сопряженной детали (зазор) достигается путем выполнения регулировочных работ. Например, кулачки распределительного вала восстанавливаются шлифованием по копиру под свободный ремонтный размер. Компенсация увеличения зазора между клапанами и носками коромысел достигается за счет уменьшения его регулировочным болтом. Минимальный размер кулачка ограничивается величиной выступа тыльной части кулачка над поверхностью вала (0,05 мм). Под свободный ремонтный размер восстанавливаются изношенные поверхности фасок тарелок, седел и торцов клапанов, нажимные диски сцепления и другие детали.

Рассмотрим на примере восстановления ремонтных размеров вала и гильзы цилиндра ДВС рисунок 5.1. Минимальный размер диаметра вала и максимальный размер диаметра отверстия цилиндра определяются прочностью вала или стенок цилиндра и минимальной толщиной слоя термической обработки поверхностного слоя детали.

Восстановление деталей под ремонтный размер осуществляется в соответствии с разработанными рабочими технологическими процессами.

Для восстановления базовых деталей ДВС -- гильз цилиндров и шеек коленчатых валов -- механической обработкой под ремонтный размер расчет производят в следующей последовательности:

- определяют наибольший и наименьший размеры диаметров гильз цилиндров и шеек коленчатого вала; на основании ТУ на контроль,

сортировку и восстановление деталей по наибольшему размеру диаметра цилиндра и наименьшему размеру диаметра шеек коленчатого вала определяют ближайший ремонтный размер;

- после выбора ремонтного размера определяют режимы обработки растачиванием, скорость резания, глубину резания, подачу, частоту вращения шпинделя, число проходов и основное машинное время.

Рисунок 5.1 - Восстановление деталей под ремонтный размер

Скорость резания определяется по табличным данным в зависимости от вида обрабатываемого материала и по графику в зависимости от необходимой шероховатости поверхности детали.

К режимам шлифования относятся окружная скорость вращения шлифовального круга, поперечная и продольная подачи. Поперечная подача (глубина шлифования) выбирается по справочникам и находится в пределах 0,05- 0,08 мм в зависимости от материала и размера детали. Продольная подача (путь перемещения шлифовального круга за один его оборот), скорость шлифования и частота вращения шлифовального круга определяются аналогично точению.

Регламентированные ремонтные размеры определяются в технических условиях на ремонтных предприятиях.



5.2 Восстановление коленчатого вала методом наплавки

Коленчатый вал -- деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Основные элементы коленчатого вала

- Коренная шейка -- опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.

- Шатунная шейка -- опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).

- Щёки -- связывают коренные и шатунные шейки.

- Передняя выходная часть вала (носок) -- часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.

- Задняя выходная часть вала (хвостовик) -- часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.

- Противовесы -- обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей-40ХНМА, 18ХНВА и др.

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке - нормализация - и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со “штампованными” имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и “оборудования” особенно в автоматизированном производстве.

Коленчатые валы отливают в оболочковые формы в горизонтальном положении. Если в одной форме отливают два вала, заливку металла производят через общий литник.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Коленчатый вал испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу и механическому изнашиванию Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу, передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода в действие различных механизмов двигателя. Силы, действующие на коленчатый вал, складываются из сил давления газов и инерционных сил движущихся масс. Особенно большие силы возникают в момент выключения сцепления. Основными неисправностями валов являются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация - искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеек наблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля. Кроме износа шеек под подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбы под храповик (в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы, действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновению изнашивания.

Основными неисправностями валов являются износ опорных шеек из-за повреждения вкладышей или деформация - искривление вала из-за перегрева. В результате этого увеличиваются зазоры в подшипниках, в то время как условия смазки ухудшаются, естественный износ шеек наблюдается при больших нагрузках на двигатель автомобиля.

Кроме износа шеек под подшипники коленчатые валы поступают в ремонт, имеют обычно износ резьбы под храповик-(в зависимости от конструкции вала), износы отверстий во фланце под болты крепления маховика, под установочные пальцы или направляющие шпильки, отверстия под шарикоподшипник ведущего вала. Все эти нагрузки и силы, действующие, на коленчатый вал приводят к проявлению дефектов и возникновению изнашивания.

Детали после мойки и очистки подвергаются дефектации и сортировке:

- годные без восстановления,

- подлежащие восстановлению,

- 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. Данные по дефектации коленчатого вала представлены картой дефектации в таблице 5.1.

Таблица5. 1 - Карта дефектации вала коленчатого [9]

№	Наименование дефекта	Средство для измерения и ремонта	Размер мм	Заключение
			Номинальный	Допустимый без ремонта
1	Обломы, трещины на шейках, трещины на торце, креплении маховика и поверхности под манжету	Лупа ЛИ-4-10, Дефектоскоп магнитный ПНД-70,	-	-	Браковать
2	Изгиб вала	Индикатор И 402, стойка-штатив Ш-11, призмы П3-1-1,	Допуск радиального биения средней коренной шейки относительно общей оси коренных шеек 0,03 0,05	Браковать при биении более 0,05 мм
3	Износ шейки под заднюю манжету	Микрометр гладкий МК 125-1,	105-0,14	104,00	Браковать при значении менее 104,00 мм
4	Износ коренных шеек по наружному диаметру - I ремонтного размера - II ремонтного размера - III ремонтного размера - IV ремонтного размера	Микрометр рычажный МР 100,	94,5±0,011 94,0±0,011 93,5±0,011 93,0±0,011	- - - -	При размере менее 92,989 мм -браковать
5	Износ шатунных шеек по наружному диаметру - I ремонтного размера - II ремонтного размера - III ремонтного размера - IV ремонтного размера	Микрометр рычажный МР 100,	80-0,013 79,5±0,0095 79,0±0,0095 78,5±0,0095 78,0±0,0095	79,98 - - - -	Обработать до ремонтного размера, браковать при значении менее 77,99 мм
6	Увеличение длины шатунных шеек	Нутромер индикаторный НИ 50-100	67+0,12	67,42	браковать - более 67,42 мм
6	Увеличение длины шатунных шеек	Нутромер индикаторный НИ 50-100	67+0,12	67,42	При увеличении более 67,42 мм - браковать
7	Риски, задиры, износ торцов пятой коренной шейки под упорный подшипник - Ремонтного размера	Штангенциркуль ШЦ-11-160--0,05	36,2+0,05 36,5+0,05	36,28 36,58	Обработать до ремонтного размера, браковать при значении более 36,58 мм
8	Износ отверстия под подшипник первичного вала коробки передач	Нутромер индикаторный НИ 50-100	52-0,023+0,008	52,02	Пи значении более 52,02 мм - браковать
9	Износ шейки под передний противовес и шестерню привода масляного насоса	Микрометр рычажный МР-150	125+0,080+0,110	125,058	Браковать при значении менее 125,058
10	Износ шейки под задний противовес и распределительную шестерню	Микрометр рычажный МР-125	105+0,070+0,095	105,045	Браковать при значении менее 105,045 мм
11	Износ шпоночного паза под передний противовес и шестерню масляного насоса	Шаблон 6,01 мм	6-0,055-0,010	6,01	Браковать при значении более 6,01 мм
12	Износ шпоночного паза под задний противовес и распределительную	Шаблон 8,01 мм	8-0,065-0,015	8,01	При значении более 8,01 мм - браковать

Сущность процесса -- тoчечнaя привaркa стaльнoй ленты (прoвoлoки) к пoверхнoсти детaли в результате воздействия мoщнoгo импульса тoкa. В точке сварки прoисхoдит рaсплaвление метaллa ленты (прoвoлoки) и детали. Деталь устaнaвливaют в центрах или пaтрoне, a свaрoчнaя гoлoвкa с рoликaми плотно прижимает ленту (прoвoлoку) пoсредствoм пневмoцилиндрoв. Пoдвoд тoкa к рoликaм прoизвoдится oт трaнсфoрмaтoрa. Требуемaя длительнoсть циклa oбеспечивaется прерывaтелем тoкa.

Ленту привaривaют кo всей изнoшеннoй пoверхнoсти или пo винтoвoй линии в прoцессе врaщения детaли. Скoрoсть врaщения Детaли прoпoрциoнaльнa чaстoте импульсoв и прoдoльнoму перемещению свaрoчнoй гoлoвки.

Преимуществa спoсoбa: высoкaя прoизвoдительнoсть прoцессa (в 2,5 рaзa превoсхoдит вибрoдугoвую нaплaвку); мaлoе теплoвoе вoздействие нa детaль (не бoлее 0,3 мм); небoльшaя глубинa дaвления; незнaчительный рaсхoд мaтериaлa (в 4...5 рaз превoсхoдит вибрoдугoвую нaплaвку); вoзмoжнoсть пoлучения наплaвленнoгo метaллa с любыми свoйствaми; блaгoприятные сaнитaрнo-прoизвoдственные услoвия рaбoты свaрщикa, a недoстaтoк -- oгрaниченнoсть тoлщины нaплaвленнoгo слoя и слoжнoсть устaнoвки.

Спoсoб электрoкoнтaктнoй привaрки ленты испoльзуется для вoсстaнoвлении пoверхнoстей вaлoв, a тaкже oтверстий в чугунных и стaльных детaлях, в тoм числе кoрпусных.

Твердость, изнoсoстoйкoсть и прoчнoсть сцепления ленты с детaлью зaвисят oт мaрки стaли ленты. Высoкую твердoсть oбеспечивaют ленты из хрoмистых и мaргaнцевых стaлей. Тoлщинa ленты берется в пределaх 0,3... 1,5 мм. Усилие прижaтия рoликoв при привaрки ленты 1,3... 1,6 кН.

Применяется как средство наращивания металла на изношенную поверхность стальных и чугунных деталей при восстановлении их размеров.

Обработка поверхностей детали под ремонтный размер эффективна в случае, если механическая обработка при изменении размера не приведет к ликвидации термически обработанного поверхностного слоя детали. Тогда у дорогостоящей детали соединения дефекты поверхности устраняются механической обработкой до заранее заданного ремонтного размера (например, шейки коленчатого вала), а другую (более простую и менее дорогостоящую деталь) заменяют новой соответствующего размера (вкладыши). В этом случае соединению будет возвращена первоначальная посадка (зазор или натяг), но поверхности детали, образующие посадку, будут иметь размеры, отличные от первоначальных. Применение вкладышей ремонтного размера (увеличенных на 0,5 мм) позволит снизить трудоемкость и стоимость ремонта при одновременном сохранении качества отремонтированных блоков цилиндров и шатунов. Ремонтные размеры и допуски на них устанавливает завод-изготовитель. Восстановление деталей под ремонтные размеры характеризуется простотой и доступностью, низкой трудоемкостью (в 1,5...2,0 раза меньше, чем при сварке и наплавке) и высокой экономической эффективностью, сохранением взаимозаменяемости деталей в пределах ремонтного размера. Недостатки способа -- увеличение номенклатуры запасных частей и усложнение организации процессов хранения деталей на складе, комплектования и сборки.



5.3 Перспективные направления совершенствования механической обработки и повышения качества восстанавливаемых деталей

Совершенствование механической обработки осуществляется по трем направлениям:

- совершенствование технологических процессов восстановления деталей;

- применение в ремонтном производстве современного высокопроизводительного промышленного и специализированного оборудования; -применение новых методов обработки деталей и новых видов инструмента.

Технологические процессы совершенствуются путем повышения точности обработки деталей, при оснащении оборудования подшипниками, не подлежащими износу (например, подшипниками с воздушной смазкой,

гидравлической смазкой), повышения производительности технологических процессов (увеличение скоростей резания при обработке деталей резанием, сокращение вспомогательного времени) внедрения плазменно-механической обработки деталей.

В авторемонтном производстве в настоящее время применяется следующее высокопроизводительное оборудование с числовым программным, управлением: токарно-винторезные станки с ЧПУ типа 16К20Т в комплекте с роботами; фрезерные станки с ЧПУ; станки типа «обрабатывающий центр»; многошпиндельные алмазно-расточные станки с наладочным устройством и ЧПУ типа 1295 и 1296; специальные станки для шлифования коленчатых валов с гидропередачей шлифовальной бабки и гидроприжимом типа 3B423; специальные копировальные станки для восстановления кулачков распределительных валов типа 3M423 и гибкие автоматизированные линии ГАП.

Внедрение в авторемонтное производство новых методов механической обработки позволяет повысить эффективность процессов восстановления деталей. К этим методам относятся резание, совмещенное с пластическим деформированием и действием электроэрозии; резание, совмещенное с действием магнитного поля -- магнитно-абразивное полирование; холодное пластическое деформирование -- раскатывание, обкатывание, выглаживание, виброобкатывание и т. д.

Совершенствование механической обработки при применении новых видов инструмента достигается резцами, шлифовальными кругами, хонинговальными брусками, полировальными лентами, пастами из синтетических материалов (кубического нитрида бора-- эльбора-3), алмазами, съемными твердосплавными пластинами из вольфрамовых ТН-20 и термита.



Заключение

Обеспечение высокого качества и надежности, капитально отремонтированных автомобилей и агрегатов может быть достигнуто не только за счет улучшения технологии, но и повышения уровня организации и специализации авторемонтного производства. Дальнейшим развитием в этом направлении должно быть создание хорошо оснащенных заводов по ремонту агрегатов и централизованному восстановлению деталей.

...