Ремонт блока цилиндров двигателя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Елабужский институт (филиал)

инженерный ФАКУЛЬТет

Контрольная работа

на тему: Ремонт блока цилиндров двигателя

Специализация: Техника транспорта, обслуживание и ремонт

Профиль: Эксплуатация транспортных средств

Выполнил студент: «552» группы

Акмалов Фарит Фагилович

Проверил: Епанешников В.В.

Елабуга 2018 год



ВВЕДЕНИЕ

Блок цилиндров, можно назвать основой любого двигателя. К нему крепятся головка блока, агрегаты, коробка передач, а внутри расположены поршневая группа и кривошипно-шатунный механизм. Очевидно, каждый из этих узлов испытывает нагрузки, а, значит, на блок действуют большие силы, переменные по величине и направлению.

И, чтобы противостоять им, блок должен быть достаточно жестким, т.е. не деформироваться под действием этих сил. Сами цилиндры в блоке цилиндров могут являться как частью отливки блока цилиндров, так и быть отдельными сменными втулками, которые могут быть «мокрыми» или «сухими». Помимо образующей части двигателя, блок цилиндров несет дополнительные функции, такие как основа системы смазки -- по отверстиям в блоке цилиндров масло под давлением подается к местам смазки, а в двигателях жидкостного охлаждения основа системы охлаждения -- по аналогичным отверстиям жидкость циркулирует по блоку цилиндров.



1. Теоретический анализ блока цилиндра и условия его работы

1.1 Описание детали

Блок цилиндров - литая деталь, служит основой двигателя внутреннего сгорания. К его верхней части крепится головка блока, нижняя часть является частью картера, в ней имеются опорные поверхности для установки коленчатого вала.

Блок цилиндров (или блок-картер) воспринимает нагрузки от вращающихся и поступательно движущихся деталей. Наиболее распространенные рядные четырехцилиндровые двигатели обычно имеют блок, отлитый из серого легированного чугуна, реже - алюминия, блок. При этом гильзы цилиндров отлиты за одно целое с блоком, образуя рубашку охлаждения между гильзами и наружными стенками. Блок цилиндров имеет в нижней части отверстия - т.е. постели для вкладышей подшипников коленчатого вала. Постели обрабатываются на специальном прецизионном оборудовании с высокой точностью.

Блок цилиндров Камаз-740

Сами цилиндры могут являться частью отливки (негильзованный блок), а могут иметь отдельные сменные гильзы, которые могут быть «мокрыми» или «сухими». Сухие гильзы чаще всего запрессовывают в корпус блока, а мокрые гильзы дополнительно уплотняют кольцами из различных материалов таких, как резина, или меди. Отвод теплоты через гильзы к охлаждающей жидкости зависит от свойств материала гильзы и её толщины (чем выше теплопроводность материала и тоньше стенки гильзы, тем лучше теплоотвод).

Применение гильзованных цилиндров, несколько увеличивает стоимость двигателя и усложняет его сборку, но упрощает ремонт блока, так как в этом случае достаточно заменить гильзы и поршневую группу.

В то же время у негильзованных блоков при износе зеркала цилиндра его необходимо растачивать и хонинговать, что существенно усложняет ремонт, так как требуется обязательная практически полная разборка двигателя. Кроме того, к негильзованным блокам предъявляются очень высокие требования по качеству материала и технологии отливки.

Вокруг каждого цилиндра выполнены резьбовые отверстия для болтов крепления головки блока. Резьбовые отверстия не связываются напрямую с гильзой (что уменьшает деформацию гильзы при затяжке болтов головки. Небольшая деформация гильз при затяжке все равно проявляется, но обычно не превышает 0,010-0,015 мм, хотя может значительно увеличиться при излишнем затягивании болтов головки.

Рабочие поверхности цилиндров и гильз, которые называют зеркалом цилиндра, обрабатываются с высокой точностью и имеют очень высокую чистоту. Иногда на зеркало цилиндра наносят специальный микрорельеф, высота которого составляет доли микрометров. Такая поверхность хорошо удерживает масло и способствует снижению трения боковой поверхности поршня и колец о зеркало цилиндра.

Зеркало цилиндра находится в постоянном контакте с поршнем и смазывается моторным маслом, которое разбрызгивается вращающимися элементами кривошипно-шатунного механизма. Высокие технологические свойства металла и качество его обработки обуславливают необходимое сопротивление поверхности.

Рубашка охлаждения предназначена для отвода тепла от стенок цилиндров и от головки двигателя. Целью применения водяной система охлаждения двигателя является не только отвод тепла от стенок цилиндров, но и поддержание расчетной рабочей температуры.

На картере блока цилиндров предусмотрены места креплений таких элементов, как генератор, компрессор кондиционера, кронштейнов крепления, насоса гидроусилителя руля и др. Картер коленчатого вала может быть отлит с блоком цилиндров в едином корпусе, а может присоединяться к нему болтами. К нижней части картера блока крепится масляный поддон, который предназначен для хранения моторного масла. Поддон обычно изготавливается из стали или алюминиевого сплава.

подшипник коленвал расточка цилиндр

1.2 Анализ условий работы блока цилиндра

Цилиндр двигателя предназначен для направления возвратно поступательного движения поршня, восприятия энергии, выделяющейся при сгорании топлива, восприятия и отвода тепла от камеры сгорания к охлаждающей жидкости, а так же для крепления коленчатого вала для этого в блоке цилиндров выполнены каналы для смазки и охлаждения. В картере блока цилиндров выполнены постели для крепления коленчатого вала. Из этого следует, что блок-картер подвергается:

- воздействию давления газов;

- силе воздействия газов, которые воспринимаются резьбовыми соединениями головки блока цилиндров и опорами коленчатого вала;

- внутренним силам инерции (изгибающие силы), являющиеся результатом сил инерции при вращении и колебаниях;

- внутренним силам кручения (скручивающие силы) между отдельными цилиндрами;

- крутящемуся моменту коленчатого вала и, как результат, силе реакции опор двигателя;

-свободным силам и моментам инерции, как результат сил инерции при колебаниях, которые воспринимаются опорами двигателя;

- боковым силам трения, возникающим при движении поршня;

-изгибающим нагрузкам от сил давления газов и сил инерции, передаваемых через шатуны от поршней, от коленчатого вала нагрузки передаются на коренные опоры коленчатого вала и изгибают блок;

- трениям с элементами поршня (вызывает механический износ);

- высоким температурам (вызывает выжигание и коррозию металла).

В том случае, если блок цилиндров изготавливается из алюминиевого сплава, зеркало цилиндра выполняется в специальной чугунной вставке (гильзе).

Упругие деформации блока или вала приводят к искривлению осей постелей и шеек коленчатого вала. В этом случае появляется износ, неравномерный по ширине шейки;

Нагрузка, передаваемая от вкладышей к постели, при периодическом искривлении осей приводит к износу поверхностей самих постелей(такая ситуация характерна, например, для шатунных подшипников длинных валов с малым количеством опор (например, четырехопорный вал рядного шестицилиндрового двигателя);

1.3 Составление требований к деталям блока цилиндра

Изучив условия работы блока-картера, можно выдвинуть требования к свойствам блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания, а именно:

-жесткость - характеристика блока, которая определяет упругие деформации блока под действием различных сил. При работе двигателя коленчатый вал испытывает изгибающие нагрузки от сил давления газов и сил инерции, передаваемых через шатуны от поршней. От коленчатого вала нагрузки передаются на коренные опоры коленчатого вала и изгибают блок. При его недостаточной жесткости это может привести к ускоренному износу подшипников и выходу двигателя из строя. Жесткость блока на изгиб обычно увеличивается при увеличении расстояния от плоскости разъема коренных подшипников до нижней плоскости разъема блока и поддона картера как показано на рисунке 2 , а также с увеличением ширины блока, толщины стенок. Особенно это важно для рядных многоцилиндровых двигателей (с числом цилиндров 5-6).

Рисунок 2 - Увеличение жесткости блок-картера (а) путем увеличения размера Н (б)

- сносность отверстий всех постелей блока;

-одинаковый размер (диаметр) всех постелей (за исключением специальных конструкций);

-перпендикулярность осей постелей и цилиндров;

-параллельность плоскости разъема блока с головкой и оси постелей;

-параллельность осей постелей вспомогательных и распре делительного валов (если они установлены в блоке) оси постелей коленчатого вала;

-отклонения от перпендикулярности и параллельности не должны превышать половины рабочего зазора деталей. При зазоре 0,04+0,06 мм это составляет не более 0,02+0,03 мм.

1.4 Материалы для изготовления блока цилиндра

Блок-картер является одной из самых тяжелых деталей всего автомобиля и занимает самое критичное место для динамики движения: место над передней осью. Поэтому именно здесь делаются попытки полностью использовать потенциал для уменьшения массы. Серый чугун, который в течение десятилетий использовался в качестве материала для блок-картера, все больше и больше заменяется как в бензиновых, так и в дизельных двигателях алюминиевыми сплавами. Это позволяет получить значительное снижение массы.

1.4.1 Серый чугун

Чугун - это сплав железа с содержанием углерода более 2 % и кремния более 1,5 %. В сером чугуне избыточный углерод содержится в форме графита. Для блок-картеров дизельных двигателей использовался и используется чугун с пластинчатым графитом, который получил свое название по расположению находящегося в нем графита. Другие составляющие сплава - это марганец, сера и фосфор в очень маленьких количествах.

Чугун с самого начала предлагался как материал для блок-картеров серийных двигателей, т. к. этот материал не дорог, просто обрабатывается и обладает необходимыми свойствами. Легкие сплавы долго не могли удовлетворить этим требованиям. Автопроизводители используют для своих двигателей чугун с пластинчатым графитом вследствие его особенно благоприятных свойств, а именно:

-хорошая теплопроводность;

-хорошие прочностные свойства;

-простая механообработка;

-хорошие литейные свойства;

-очень хорошее демпфирование.

Выдающееся демпфирование - это одно из отличительных свойств чугуна с пластинчатым графитом. Оно означает способность воспринимать колебания и гасить их за счет внутреннего трения. Благодаря этому, значительно улучшаются вибрационные и акустические характеристики двигателя.

Хорошие свойства, прочность и простая обработка делают блок-картер из серого чугуна и сегодня конкурентоспособным. Благодаря высокой прочности, бензиновые двигатели и дизельные двигатели и сегодня делаются с блок-картерами из серого чугуна. Возрастающие требования к массе двигателя на легковом автомобиле в будущем смогут удовлетворить только легкие сплавы.

1.4.2 Алюминиевые сплавы

Блок-картеры из алюминиевых сплавов пока еще относительно новые и используются только для дизельных двигателей.

Плотность алюминиевых сплавов составляет примерно треть по сравнению с серым чугуном. Но преимущество в массе имеет такое же соотношение, т. к. вследствие меньшей прочности такой блок-картер приходится делать массивнее. Другие свойства алюминиевых сплавов:

-хорошая теплопроводность;

-хорошая химическая стойкость;

-неплохие прочностные свойства;

-простая механообработка.

Чистый алюминий не пригоден для литья блок-картера, т. к. имеет недостаточно хорошие прочностные свойства. В отличие от серого чугуна основные легирующие компоненты добавляются здесь в относительно больших количествах.

Сплавы делятся на четыре группы, в зависимости от преобладающей легирующей добавки. Эти добавки:

-кремний (Si);

-медь (Си);

-магний (Мд);

-цинк (Zn).

Для алюминиевых блок-картеров двигателей используются исключительно сплавы AlSi. Они улучшаются небольшими добавками меди или магния.

Кремний оказывает положительное воздействие на прочность сплава. Если составляющая больше 12 %, то специальной обработкой можно получить очень высокую твердость поверхности, хотя резание при этом осложнится. В районе 12 % имеют место выдающиеся литейные свойства.

Добавка меди (2-4 %) может улучшить литейные свойства сплава, если содержание кремния меньше 12 %.

Небольшая добавка магния (0,2-0,5 %) существенно увеличивает значения прочности.

Для бензиновых и дизельных двигателей используют алюминиевый сплав AISi7MgCuO,5. Как видно из обозначения AISi7MgCuO,5, этот сплав содержит 7 % кремния и 0,5 % меди.

Он отличается высокой динамической прочностью. Другими положительными свойствами являются хорошие литейные свойства и пластичность. Правда, он не позволяет достичь достаточно износостойкой поверхности, которая необходима для зеркала цилиндра. Поэтому блок картеры из AISI7MgCuO,5 придется выполнять с гильзами цилиндров.

Прогрессивные исследователи задумываются об использовании еще более легкого материала - магниевого сплава. Были созданы прототипы двигателей, в которых металлические гильзы цилиндров устанавливались в легковесные пластиковые блоки, хотя эти двигатели оказывались ужасно шумными.

Таким образом, для алюминиевого блока-картера двигателя необходимо использовать исключительно сплавы AlSi, а именно АЛ4. Они улучшаются небольшими добавками меди или магния. Кремний оказывает положительное воздействие на прочность сплава. Если составляющая больше 12 %, то специальной обработкой можно получить очень высокую твердость поверхности, хотя резание при этом осложнится. В районе 12 % имеют место выдающиеся литейные свойства.

Добавка меди (2-4 %) может улучшить литейные свойства сплава, если содержание кремния меньше 12 %. Небольшая добавка магния (0,2-0,5 %) существенно увеличивает значения динамической прочности. Другими положительными свойствами являются хорошие литейные свойства и пластичность. Правда, он не позволяет достичь достаточно износостойкой поверхности, которая необходима для зеркала цилиндра. Поэтому блок картеры из АЛ4 придется выполнять с гильзами цилиндров.

1.4.3 Анализ материалов

Чугунный блок наиболее жёсткий, а значит -- при прочих равных выдерживает наиболее высокую степень форсировки и наименее чувствителен к перегреву. Теплоёмкость чугуна примерно вдвое ниже, чем алюминия, а значит двигатель с чугунным блоком быстрее прогревается до рабочей температуры. Однако, чугун весьма тяжёл (в 2,7 раза тяжелее алюминия), склонен к коррозии, а его теплопроводность примерно в 4 раза ниже, чем у алюминия, поэтому у двигателя с чугунным картером система охлаждения работает в более напряжённом режиме.

Алюминиевые блоки цилиндров лёгкие и лучше охлаждаются, однако в этом случае возникает проблема с материалом, из которого выполнены непосредственно стенки цилиндров. Если поршни двигателя с таким блоком сделать из чугуна или стали, то они очень быстро износят алюминиевые стенки цилиндров. Если же сделать поршни из мягкого алюминия, то они просто «схватятся» со стенками, и двигатель мгновенно заклинит. Плотность алюминиевых сплавов составляет примерно треть по сравнению с серым чугуном. Но преимущество в массе имеет такое же соотношение, т. к. вследствие меньшей прочности такой блок-картер приходится делать массивнее. Другие свойства алюминиевых сплавов:

-хорошая теплопроводность;

-хорошая химическая стойкость;

-неплохие прочностные свойства;

-простая механообработка.

Механические свойства приведены в таблице 1:

Таблица 1 - механические свойства материалов

	Sв	ST	Твердость по Бринеллю
	МПа	Мпа	Мпа
СЧ25	250	220	HB 10 -1 = 156 - 260
АЛ4	260	200	HB 10 -1 = 70

Sв - Предел кратковременной прочности, МПа

ST - Предел пропорциональности, МПа

HB - Твердость по Бринеллю, МПа

Вывод: в данной главе проведен анализ материалов, из которых изготавливается блок цилиндров.

Блок цилиндров двигателя Камаз-740 изготавливается из чугуна, так как чугун выдерживает наиболее высокую степень форсировки и наименее чувствителен к перегреву. Теплоёмкость чугуна примерно вдвое ниже, чем алюминия, а значит, двигатель с чугунным блоком быстрее прогревается до рабочей температуры.



2. Неисправности блоков цилиндров

Во время работы двигателя блок цилиндров подвергается колоссальным физическим и тепловым нагрузкам, что может привести к разного рода повреждениям и неисправностям. Наиболее часто в блоках двигателей КАМАЗ возникают следующие неисправности:

· Трещины во внешних стенках водяной рубашки;

· Трещины в масляной магистрали;

· Износ и деформации посадочных отверстий под гильзы;

· Износ и срывы резьбовых соединений (в первую очередь -- соединений крышек коренных подшипников);

· Коробление поверхности сопряжения блока с головками цилиндров;

· Деформации, прожоги, задиры, несоосность гнезд вкладышей коренных подшипников коленвала;

· Износ отверстий во втулках распределительного вала;

· Износ опор коренной шейки коленчатого вала.

Большинство неисправностей блока цилиндров поддаются ремонту, и двигатель в целом может быть восстановлен.

В частности, трещины в водяной рубашке завариваются (однако сварка чугуна отличается сложностью и производится с применением специальных аппаратов и расходных материалов). А при необходимости восстановить герметичность рубашки на короткое время допустимо использование специального клея («холодной сварки») -- это позволит нормально доехать до места проведения ремонта.

Большинство проблем с износом втулок, гнезд вкладышей и различных отверстий решается расточкой и запрессовкой новых втулок. Однако в каждом конкретном случае новые втулки приходится растачивать для достижения необходимого внутреннего диаметра. При исправлении коробления поверхности сопряжения блока с головками производится шлифование до полного устранения неисправности.

Необходимо обратить внимание на то, что допуски в блоке цилиндров двигателей КАМАЗ в настоящее время исчисляются сотыми долями миллиметра, поэтому расточка, шлифовка и другие работы по восстановлению двигателя могут проводиться только профессионалами на специализированном оборудовании. Это гарантирует качественный ремонт и обезопасит от лишних затрат на покупку нового блока.

Дефект 1. Глубокие задиры и царапины на поверхности цилиндра Дефект 2. Выработка поверхности цилиндра Дефект 3. Трещины в цилиндрах Дефект 4. Трещины на верхней плоскости блока, в районе отверстий под болты головки Дефект 5. Трещины, пробоины на поверхностях блока цилиндров Дефект 6. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях Дефект 7. Нарушение соосности и геометрии постелей коренных вкладышей, износ посадочных отверстий дополнительных валов Дефект 8. Кавитации на гильзах цилиндра

Причины появления 1-го дефекта:

Ослаблена посадка поршневого пальца в верхней головке шатуна или нарушена его фиксация в бобышках поршня. Перегрев двигателя, в результате которого разрушаются поршни. Попадание в цилиндры двигателя посторонних предметов.

Действия:

Задиры устраняются расточкой либо хонингованием, глубокие задиры гильзовкой, при необходимости поменять шатуны и поршни. Крайне важно найти и устранить причину, приведшую к данной неисправности двигателя.

Расточка и хонингование:

Чаще всего расточка цилиндров необходима для увеличения объёма гнезда для ремонтного комплекта. В этом случае вы уже должны знать для какого размера гильз будет производиться расточка. Для расточки применяются специальные расточные станки. Проточка цилиндров процедура не быстрая и требует высокой точности. Растачивание происходит на малой скорости. Это обеспечивает высокое качество поверхности, и точность до 0,01мм. При обработке на станке поверхности цилиндра добиваются параллельности всех цилиндров по длине с одновременной перпендикулярностью их базе - плоскости. С учетом некоторой «кривизны» блоков, идеальным является параллельность постелям коленчатого вала. В процессе расточки цилиндров обязательно оставляют припуск на хонингование цилиндров. Это примерно 0,1 - 0,15 мм. Этот слой металла является дефектным, после расточки, и убирается (полируется) именно хонингованием. И такой небольшой припуск не даёт возможности перекоса оси цилиндров во время хонингования. Хонинговка цилиндров после расточки Хонингование - это абразивная обработка материалов с применением хонов (хонинговальные головки). Хонинговка цилиндров производится на специализированных станках, обработка сопровождается обильным орошением поверхности. Жидкости для хонингования применяются традиционные: керосин или смесь масла с керосином. Существует и технология хонингования цилиндров с водой, в которую добавляются. Как правило, синтетические вещества для предотвращения коррозийных процессов.

Гильзовка:

Гильзовка двигателя имеет ряд преимуществ, перед обычным растачиванием. Как известно, в процессе работы цилиндры изнашиваются, принимают бочкообразную форму, что существенно влияет на работоспособность и экономичность двигателя. Невозможно вечно растачивать блок цилиндров. В конце концов, бывает, что все ремонтные размеры уже пройдены и нет смысла растачивать двигатель дальше, поскольку поршней необходимого диаметра просто нет в природе. При гильзовании блок цилиндров растачивается один раз, под размер вставляемых гильз. При работе гильзованного двигателя, сам блок цилиндров не изнашивается. Изнашиваются гильзы, которые выполняют роль цилиндров. Но изношенные гильзы всегда можно поменять и сделать это гораздо проще, чем вновь растачивать цилиндры.

Существуют два вида гильз: «сухие» и «мокрые». «Сухие» гильзы устанавливаются в уже расточенные гнезда цилиндров, с предварительным натягом и непосредственно не имеют контакта с охлаждающей жидкостью. «Мокрые» гильзы постоянно контактируют с охлаждающей жидкостью. «Мокрые» гильзы устанавливаются гораздо проще, старые гильзы вынимаются и заменяются новыми. Перед установкой «сухих» гильз производят расточку блока под их размеры, в этом случае требуется высокая точность применяемого оборудования. Гильзы могут запрессовываться как «на холодную», так и термическим способом. При установке гильз на «горячую» обеспечивают натяг порядка 50- 80 мкм, предварительно равномерно нагрев блок до 120-150 градусов. Затем, охлажденные в азоте гильзы, вставляют в блок. После выравнивания температуры, гильза будет сидеть в блоке «намертво». При установке гильз на «холодную», увеличивают толщину гильзы, чтобы не наступило коробления при запрессовке. Принципиально отремонтировать способом гильзовки можно практически любой двигатель. Блоки из чугуна гильзуют чугунными гильзами из специального легированного чугуна. Алюминиевые блоки гильзуются по аналогии с чугунными блоками, с установкой специальных гильз из алюминия с содержанием различных присадок под разные виды покрытий поверхностей цилиндров. Гильзовка значительно удешевляет ремонт двигателя и с большей вероятностью гарантирует без проблемную дальнейшую эксплуатацию в сравнении с заменой блока на новую деталь, т.к. современные упрочняющие покрытия типа «Nicasil» не справляются с отечественным топливом и разрушаются даже в гарантийный период эксплуатации.

Причины появления 2-го дефекта:

Причины:

Длительная эксплуатация двигателя (естественный износ); Неисправности системы питания; Нарушение работы системы газораспределения и зажигания; Длительная эксплуатация двигателя с неисправной системой вентиляции картера или с поврежденным воздушным фильтром.

Действия:

Визуальный осмотр на наличие хона в местах наибольшего износа двигателя, измерение геометрии цилиндра при помощи индикаторного нутромера (допустимая выработка в цилиндрах не более 0.1 мм, эллипсность 0.05 мм).

В случае если выработка цилиндра выходит за допустимые нормы, он ремонтируется методом расточки в ремонтный размер с последующим хонингованием. Если ремонтных размеров больше нет или не предусмотрены, возможна гильзовка. В отдельных случаях, когда расточка или гильзовка не предусмотрены, блок цилиндров меняется на новый.

Причины появления 3-го дефекта:

Перегрев двигателя. Разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания посторонних предметов в цилиндр.

Действия:

Как правило, при наличии трещин в цилиндрах блок не ремонтируется, а списывается. В исключительных случаях повреждённый цилиндр можно загильзовать. Проверьте и отремонтируйте систему охлаждения. Проверьте целостность впускного и выпускного трактов. Замените повреждённые детали.

Причины появления 4-го дефекта:

Блок перед сборкой был плохо промыт и не продут, в результате чего осталась жидкость или грязь в резьбовых отверстиях для болтов, крепящих головку блока. Неправильная затяжка болтов головки блока. Перегрев двигателя.

Действия:

Требуется замена блока цилиндров. В исключительных случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

Заварка трещин чугунных блоков цилиндров:

Блок цилиндров. Трещины на блоках цилиндров (как и пробоины) являются их браковычными признаками. Однако допускается устранение пробоин постановкой заплат, а трещин - заваркой и заделкой синтетическими материалами с последующей постановкой усиливающих деталей. На чугунных блоках цилиндров перед сваркой концы трещины заваривают сверлом диаметром 5 мм и затем разделывают по всей длине при помощи шлифовального круга, установленного на пневматической или электрической шлифовальной машине, под углом 90… 120 на 4/5 толщины стенки. Заварку ведут после нагрева блока до температуры 600…650С ацителено-кислородным пламенем горелкой с мендштуком № 3, используя чугунные прутки диаметром 5 мм и флюс-буру. Шов должен выступать над поверхностью основного металла не более чем на 1,5 мм; руковины и шлаковые включения не допускаются. При охлаждении блока до 450С сварку останавливают и его вновь нагревают до заданной температуры. По окончании сварки блок медленно охлаждают. Сварку можно вести и без предварительного подогрева. В этом случае применяют электродуговую сварку с постоянным током обратной полярности в среде аргона на полуавтомате А-547Р (электродная проволока МНЖКТ диаметром 1,2 мм. Давление аргона у сварочной дуги 30…50 кПа, сила тока 125…150 А, напряжение 27…39 В). При применении электородов ПАНЧ-11 полуавтоматическую сварку можно производить без применения защитного газа. Трещины без предварительного нагрева блока можно заваривать электродами МНЧ-1, состоящими из проволоки монель и константана диаметром 3…4 мм, покрытой фтористо-кальциевой обмазкой (сила тока 130 А, напряжение 30…35 В, твердость направленного металла НВ 170). Сварочный шов получается плотным и хорошо обрабатываемым. Рекомендуется применение электродов ОЗЧ-1 и АНЧ-1, но обработка их шва затруднительна. Электроды ЦЧ-3 и ЦЧ-4 применяются для заварки трещин без последующей обработки. Трещины, проходящие через перемычки между верхними посадочными поясками под гильзы цилиндров, ремонтируют пайкой-сваркой припоем ЛОМНА 49-1-10 с использованием флюса ФПСН-2. При этом применяют газовую сварку. Температура нагрева, кроме шва, не превышает 700…750С. Это снижает опасность отбела и образование трещин, повышает производительность труда по сравнению со сваркой с предварительным нагревом деталей, сохраняет геометрические размеры элементов деталей, прочность шва на разрыв не менее 300 Мпа. Этот способ рекомендуется к применению при необходимости иметь прочный, герметичный и хорошо обрабатываемый шов. Технологический процесс пайки-сварки заключается в разделке и обезжиривании трещины, нагреве разделанной трещины до температуры 300…400С, нанесении и расплавлении флюса с последующим равномерным распределением по разделке, заполнении шва расколенным припоем, проковке шва после его затвердения медным молотком. Заварка трещин в блоках цилиндров, отлитых из алюминиевых сплавов, имеет свои особенности: желательно, чтобы трещина находилась в горизонтальном положении, концы трещины засверливать не надо, разделку и зону шириной 15…20 мм необходимо зачистить до металлического блеска и затем место прохождения трещины простучать легкими ударами молотка. Перед заваркой производят местный нагрев зоны трещины пламенем газовой горелки до температуры 300С. Заварку трещины осуществляют аргонно-дуговой сваркой с присадочной проволокой из алюминиевого сплава марки АК диаметром 4…6 мм. Сварка осуществляется на установках УГД-301 или УГД 501, предназначенных для проведения аргонно-дуговой сварки. Для закрепления вольфрамового электрода, подвода к нему сварочного тока и подачи в зону дуги защитного газа служат горелки ГРАД-200 или ГРАД-400. После сварки блок цилиндров медленно охлаждают, прикрыв нагретое место листом асбеста. Сварочный шов защищают от наплывов металла и окислов заподлицо с плоскостью основного металла шлифовальной машинкой с кругом диаметром 50 мм марки 12АУО СМК. Затем блок испытывают на герметичность под давлением 0,5 Мпа. Трещины можно заделывать и эпоксидной пастой, если они не проходят через поверхности, несущие нагрузки, по следующей технологии. Поверхность вокруг трещины обрабатывают косточковой крышкой, а саму трещину разделывают шлифовальной машинкой под углом 60…90 на глубину 3/4 толщины стенки. Концы трещины на блоках, отлитых из чугуна, засверливают сверлом диаметром 3…4 мм и в полученные отверстия забивают заглушки из медной или алюминиевой проволоки. В зоне вокруг трещины шириной 30 мм создают шероховатость дробеструйной обработкой или насечкой и обезжиривают ее ацетоном. На сухую поверхность наносят первый слой пасты до 1 мм, резко перемещая шпатель на поверхности металла. Затем наносят второй слой пасты толщиной не менее 2мм, плавно перемещая шпатель по первому слою. Общая толщина слоя пасты по всей поверхности 3…4 мм. Блок помещают в сушильный шкаф, где при температуре 100С его выдерживают около 1 часа, обеспечивая при этом отвердение эпоксидной пасты. После отвердения потеки пасты срубают, неровности обрабатывают шлифовальным кругом. Пробоины ремонтируют наложением заплат. На зачищенные и обезжиренные края пробоины наносят пасту, на которую накладывают заплату из стеклоткани толщиной 0,3 мм и прикатывают роликом. Заплата должна перекрывать пробоину со всех сторон на 15…20 мм. Затем на заплату и поверхность блока вокруг заплаты наносят второй слой пасты и накладывают вторую заплату так, чтобы она перекрывала первую на 10…15 мм со всех сторон. В таком порядке накладывают до 8 слоев стеклоткани. Каждый слой прикатывают роликом. Последний слой покрывают полностью пастой. Пробоины в блоках можно устранять также приваркой металлических заплат.

Причины появления 5-го дефекта:

Обрыв шатуна. Разрушение поршня. Последствия аварии, в которой произошла деформация моторного отсека. Общий перегрев двигателя. Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия:

Требуется замена блока цилиндров. В некоторых случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

Причины появления 6-го дефекта:

Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действие:

Рассверлите отверстия и нарежьте резьбу большего диаметра.

Причины появления 7-го дефекта:

Эксплуатация автомобиля с разрушенными коренными или шатунными вкладышами; Длительная эксплуатация автомобиля с повышенными нагрузками; Несоблюдение моментов затяжки болтов коренных постелей; Проворот втулок вспомогательных валов, в связи с нарушением натяга посадки или отсутствием давления масла.

Действия:

Последовательно проверяется каждая опора коренной постели в нескольких плоскостях при помощи индикаторного нутромера (отличие от номинального размера не более 0.02 мм). При необходимости производиться ремонт постелей коленвала. Подобным образом проверяются посадочные места втулок вспомогательных валов, если требуется производится расточка и установка втулок с увеличенным диаметром.

Причины появления 7-го дефекта:

Не соблюден правильный зазор поршня (повторная установка уже работавших поршней или цилиндры со слишком большими размерам) Некачественная или неточная посадка гильзы в корпусе. Отсутствует предписанная присадка для защиты от замерзания с защитой от коррозии или соответствующая присадка для охлаждающей воды. Использование неподходящих средств охлаждения, как напр. соленая вода (морская вода), агрессивная или содержащая кислоту вода или другие жидкости. Недостаточное избыточное давление в системе охлаждения. Слишком низкая рабочая температура двигателя



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой работе был рассмотрен блок цилиндров в сборе двигателя КамАЗ 740. Были проанализированы дефекты блока, был выбран метод устранения дефектов, разработаны и построены маршрутная и операционная карты. Было также сконструировано приспособление для снятия блока. Также были рассчитаны нормы времени на отдельные виды операций. Блок цилиндров, можно назвать основой любого двигателя. К нему крепятся головка блока, агрегаты, коробка передач, а внутри расположены поршневая группа и кривошипно-шатунный механизм. Очевидно, каждый из этих узлов испытывает нагрузки, а, значит, на блок действуют большие силы, переменные по величине и направлению.

Размещено на Allbest.ru

...