Разработка технологического процесса ремонта блока двигателя КАМАЗ-140

Примечание: УТР — углубленный  текущий ремонт двигателя, КР — капитальный ремонт, TP — текущий ремонт.

 

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 неисправностей являются повышенная дымность отработавших газов, а также увеличенный расход топлива и масла.

Звонкие стуки, возникающие при  изменении подачи топлива с увеличением  нагрузки на двигатель, являются следствием износа втулок верхней головки шатунов, пальцев и 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 увеличенных зазоров между  стержнями клапанов и носками  коромысел, что приводит к характерному металлическому стуку.

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

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

Перегрев двигателя и нарушение  теплового режима происходят вследствие следующих неисправностей системы  охлаждения: понижения уровня охлаждающей  жидкости в системе, ослабления натяжения  приводных ремней, засорения трубок радиатора, 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 уровня его 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 механизмов.

 

 

 

2. Технологическая часть

 

1. Маршрут ремонта 

 

Блок цилиндра перемещается по производственным участкам завода согласно маршруту № 2. На этом маршруте устраняются следующие дефекты: трещина в рубашке охлаждения; срыв резьбы в отверстии под шпильку; износ отверстий под втулки распределительного вала.

Блок цилиндра относится к деталям 1-го класса (корпусные детали) и 2-й группы (блоки цилиндров).

 

2. Выбор рационального способа восстановления детали

 

Изношенные посадочные пояски в  блоке под гильзы цилиндров растачиваются под ремонтный размер. Размеры посадочных поясков представлены в табл. 1.

Таблица 1.- Ремонтные размеры посадочных поясков в блоке под гильзы цилиндров

Размер	Посадочное отверстие, мм		Шероховатость поверхности, мкм
	верхнее	нижнее
Допустимый (без ремонта)	137,48	133,98+0.08	Ra 1,25
Ремонтный	137,5+0,04	134,0+0,04	Ra 1,25

 

Изношенные внутренние поверхности  отверстий под толкатели восстанавливаются  развертыванием под ремонтный размер на радиально-сверлильном станке.

Поврежденные резьбы в блоке цилиндров восстанавливаются постановкой резьбовых ввертышей.

Блоки цилиндров, имеющие коробление поверхности сопряжения с головками  цилиндров более 0,08 мм, восстанавливаются  после установки блока цилиндров  в приспособление шлифованием плоскости  на горизонтальном плоскошлифовальном ставке до устранения коробления плоскости  разъема.

Неплоскостность поверхностей головок цилиндров контролируется на поверочной плите щупом. Щуп, вставленный между головкой и поверочной плитой, по толщине должен быть не более 0,07 мм.

После восстановления блок цилиндров  должен отвечать следующим техническим  требованиям:

• при испытании на герметичность водой под давлением не менее 0,4 МПа подтекание воды не допускается;
• крышки коренных подшипников не должны быть разукомплектованы с блоком цилиндров.

Расстояние между осями коленчатого  вала и промежуточной шестерни 157,5±0,03 мм, а распределительного вала промежуточной шестерни – 112,5±0,03 мм (замеряется индикаторным приспособлением).

Выбор способа восстановления деталей  зависит от их конструктивно-технологических особенностей, а также условий работы, износа, технологических свойств самих способов восстановления, определяющих долговечность отремонтированных деталей и стоимость восстановления.

 

3. Технологические схемы устранения каждого дефекта

 

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… 120⁰ на 4/5 толщины стенки. Заварку ведут после нагрева блока до температуры 600…650⁰ С 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 450⁰ С 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…750⁰ С. 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…400⁰ С, нанесении и расплавлении флюса с последующим равномерным распределением по разделке, заполнении шва расколенным припоем, проковке шва после его затвердения медным молотком.

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…90⁰  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 100⁰ С 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.

 

Изношенные отверстия  под втулки распределительного вала.

Восстанавливают расточкой на станке под один из двух ремонтных размеров с интервалом 0,25 мм. Шероховатость  поверхности после расточки должна соответствовать Ra = 1,25 мкм. В основные или ремонтные отверстия под втулки запрессовывают втулки распределительного вала и растачивают на станке после установки резцов на борштанге на размер по рабочему чертежу или один из ремонтных размеров: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 (0,2; , 0,4) мм. При запрессовке втулок необходимо обеспечить совпадение маслянных отверстий в блоке и втулок.

 

4. Технологический маршрут восстановления детали

 

1. Краткий обзор дефектов, возникающих при работе вторичного вала

Первичные валы при поступлении в капитальный  ремонт могут иметь следующие  дефекты:

– сколы зубьев;

– износ шейки под шестерню постоянного  зацепления;

– износ шейки под подшипник  в картере сцепления;

– износ шлицов по толщине;

– износ шейки по подшипник коленчатого  вала;

– износ отверстия под подшипник  вторичного вала;

– износ резьбы под кольцевую гайку.

2. Обзор существующих методов восстановления работоспособности вторичного вала

Ремонтное производство в настоящее время  располагает достаточным количеством  способов, чтобы восстановить практически  любую изношенную и поврежденную деталь.

При ремонте машин обязательно восстанавливают  посадки (зазоры и натяги) в сопряжениях. Это осуществляют путем изменения  или восстановления номинальных  размеров деталей. В первом случае требуемый  зазор или натяг в сопряжении обеспечивается регулировкой, обработкой деталей под ремонтный размер, установкой дополнительных деталей (компенсаторов). Во втором - сваркой и наплавкой, осаждением электролитических и  химических (хромовых, стальных, никель-фосфорных, железоникелевых и других) покрытий, пластическим перераспределением металла с нерабочих поверхностей на рабочие, металлизацией, полимерными и клеевыми композициями, электрофизическими методами.

а) Рассмотрим способы, пригодные для  восстановления поверхности вторичного вала.

1) Наплавка под слоем флюса.

В общем объеме работ по восстановлению деталей на ремонтных предприятиях наплавка под слоем флюса составляет 32 %.

При такой наплавке в зону горения дуги (рисунок 1) подают сыпучий флюс, состоящий из мелких крупиц зерен.

Под воздействием высокой температуры  часть флюса плавится, образуя  вокруг дуги эластичную оболочку, которая  надежно защищает расплавленный метал от действия кислорода и азота.

Автоматическая  наплавка эффективна в трех случаях, когда необходимо наплавить слой толщиной более 3 мм, глубокое проплавление нежелательно, т.к. оно увеличивает  деформацию детали.

Главным фактором, влияющим на глубину проплавления, является сила тока.

 

1 - наплавляемая деталь; 2 - эластичная  оболочка; 3 - бункер с флюсом;      4 - мундштук; 5 - электрод; 6 - электрическая  дуга; 7 - шлаковая корка.