Техническое обслуживание и ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53

Нарушение регулировки  механизма газораспределения может  быть вызвано износом кулачков распределительного вала, износом передаточных деталей или их дефектами (например, изгиб штанг).

 

Способы устранения неисправностей.

 

Если стержень клапана изогнут, то его правят под прессом, при трещине тарелки клапан заменяют, при слабом действии пружины или ее поломке она подлежит замене. Если есть изгиб распределительного вала, то его правят под прессом, а изношенные шейки и кулачки шлифуют до одного из ремонтных размеров. При изгибе штанги ее правят, а толкатель растачивают до одного из ремонтных размеров. В коромыслах изнашиваются втулки, которые заменяют  на новые и растачивают отверстие в них до номинального или ремонтного размера. В  новой втулке сверлят масляные отверстия. Изношенную сферическую поверхность  носка коромысла  обрабатывают  шлифованием.

Регулировка тепловых зазоров привода клапанов в механизме газораспределения устраняет преждевременный износ деталей, позволяет восстановить фазы газораспределения, улучшает наполнение цилиндров горючей смесью, повышает давление в цилиндрах и мощность двигателя в целом. Штанга и другие детали механизма привода  клапанов нагреваются по мере прогрева двигателя до 80 - 150^оС, а клапаны до300 - 600^оС. При этом тепловой зазор между деталями уменьшается, что не гарантирует плотной посадки клапана на седло при температурных деформациях деталей.

Например, при работе двигателя с чрезмерно малым  тепловым зазором выпускного клапана происходит перегрев тарелки, на ней появляются трещины, размягчается седло клапана и ускоряется его износ вследствие прорыва газов. С другой стороны, если тепловой зазор больше необходимого, появляется сильный стук при работе клапанов, возникает интенсивный износ деталей механизма газораспределения.

На практике тепловой зазор обычно определяют с помощью стального  щупа при температуре 20 - 25^оС. Если температура стальных деталей привода клапана и алюминиевых деталей, в которых они установлены, отличается от указанной, то необходимо вводить поправку, так как при уменьшении температуры деталей измеренный зазор будет меньше, а при увеличении - больше.

В двигателях с верхним расположением клапанов (ЗМЗ – 53) регулировку зазора между стержнями клапанов и носками коромысел проводят на холодном двигателе при полностью закрытых клапанах. У данного двигателя этот зазор должен составлять 0,30 – 0,35 мм.

При регулировке зазоров  необходимо установить поршень первого цилиндра в положение ВМТ конца такта сжатия. Для этого у двигателя ЗМЗ – 53 коленчатый вал вращают до совмещения риски на шкиве вала с центральной риской на указателе, расположенном на крышке картера распределительных шестерен. Потом регулируют зазоры между стержнями клапанов и носками коромысел первого цилиндра. При регулировке ослабляют контргайку регулировочного винта, ввернутого в коромысло. Поворачивают регулировочный винт отверткой и устанавливают зазор по щупу. После этого затягивают контргайку и снова проверяют зазор. Зазоры у клапанов остальных цилиндров регулируют в последовательности, соответствующей порядку работы цилиндров 1 – 5 – 4 – 2 – 6 – 3 – 7 – 8. Коленчатый вал при переходе к следующему цилиндру вращают на ¼ оборота.

 

Сроки, виды и работы при ТО.

 

Техническое обслуживание автомобилей, выполняемое на АТП, по периодичности, перечню и трудоемкости выполняемых работ делят на следующие виды: ежедневное ТО (ЕО), первое ТО (ТО-1), второе ТО (ТО-2) и сезонное ТО (СО). ТО-1 и ТО-2 выполняют с периодичностью, приведенной в таблице. Сезонное обслуживание (СО) проводят два раза в год – весной при установившейся среднесуточной температуре выше +5^оС и осенью при температуре ниже +5^оС и совмещают с очередным ТО-2. Цель СО – подготовить автомобиль к летнему или зимнему периоду эксплуатации. На периодичность ТО также оказывают влияние дорожно-климатические условия. Корректирование периодичности ТО автомобилей осуществляют в зависимости от одной из пяти категорий условий эксплуатации. Каждая категория характеризуется типом дорожного покрытия или состоянием грунта, рельефом местности и условиями движения. Так, к категории I отнесены автомобильные дороги с асфальтобетонным покрытием в пригородной зоне и на улицах небольших городов. Категория V представляет собой дороги с наименее благоприятными условиями (карьеры, временные подъездные пути и т.п.).

 

Зависимость периодичности  ТО грузовых автомобилей от условий  эксплуатации.

 

Категория условий эксплуатации	Периодичность ТО, тыс. км.
	ТО-1	ТО-2
I	4,0	16,0
II	3,6	14,4
III	3,2	12,8
IV	2,8	11,2
V	2,4	9,6

 

 

 При ЕО двигатель очищают от внешних загрязнений, проводят внешний осмотр механизма газораспределения и прослушивают работу двигателя в различных режимах.

При ТО-1 проверяют посадку клапанов в седлах, наличие изгиба стержня клапана, трещины тарелки клапана, состояние  пружины.

При ТО-2 проделывают выше перечисленные процедуры и проверяют распределительный вал - износ опорных шеек и кулачков, наличие изгиба. Проводится внешний осмотр штанги на наличие изгиба, определяется степень износа толкателя. Проверяют состояние коромысел. После всех вышеприведенных операций выполняют регулировочные работы. Проверяют и регулируют тепловые зазоры между толкателями и носками коромысел.

При СО (сезонном техобслуживании) выполняют комплекс операций ТО-1 и ТО-2 и немного увеличивают зазоры, выполняя регулировку привода клапанов при переходе на зимний период эксплуатации (зазор должен составлять около 0,35 мм), а при переходе на летний период немного уменьшают (зазор около 0,3 мм).

 

 

  Следует  также учитывать, что при износе контактных поверхностей  фактический  зазор  будет больше измеренного щупом из-за того, что не учтены  канавки,  которые оказываются под  нижней  полостью  щупа. Поэтому   лучше   пользоваться индикатором для  изменения  хода  рычага  привода  в  зоне  его  контакта  с клапаном.

 

 

Ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ - 53.

 

Последовательность разборки механизма. Применяемые инструменты.

 

Для разборки и сборки газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ-53 нужно приготовить следующие инструменты и приспособления: набор рожковых и накидных гаечных ключей, набор головок различных диаметров с воротком, динамометрический гаечный ключ, отвертку, круглогубцы, молоток, специальный съемник-рассухариватель клапанов. Перед разборкой необходимо слить из двигателя эксплуатационные жидкости (масло, антифриз или воду).

Разборку механизма газораспределения  двигателя ЗМЗ-53 начинают со снятия крышек головок блоков цилиндров. Проделав эту операцию, отсоединяют впускной и выпускной трубопроводы, ослабляют затяжку гаек крепления головок блоков цилиндров, отворачивают эти гайки и осторожно снимают головки левого и правого рядов цилиндров вместе с клапанным механизмом.

Затем из соответствующих отверстий блок-картера вынимают штанги и толкатели, а следом приступают к снятию распределительного вала. Для этого снимают крышку картера распределительных шестерен, отворачивают болты крепления упорного фланца, отсоединяют привод прерывателя-распределителя зажигания и масляного насоса и осторожно вынимают распределительный вал с торца двигателя.

Дальнейшая разборка распределительного вала заключается  в снятии с его резьбового конца  гайки с шайбой, выпрессовке распределительной шестерни из распорного кольца и снятии ее с шейки вала, выемке сегментной шпонки из шпоночной канавки. Заключительным этапом является снятие с шейки вала распорного кольца и упорного фланца.

Следом приступают к  разборке головок блоков цилиндров. Сперва демонтируют коромысла и их оси, выворачивают шпильки в верхней плоскости головок блоков цилиндров и плоскостей прилегания впускного и выпускного трубопроводов. Потом приступают к снятию клапанов. Для снятия клапана необходимо снять клапанные пружины и тарелку клапана. С этой целью используют универсальный съемник клапанов (рассухариватель), представляющий собой рычаг с двумя разрезными упорами. Один из этих упоров зацепляют за гайку, навернутую на шпильку крепления оси коромысел, а другой давит на тарелку пружины клапана. Для снятия клапана головку блока цилиндров кладут на ровную поверхность, на шпильку, ближайшую к снимаемому клапану, навинчивают гайку и поддевают под нее один упор съемника. На рычаг съемника нажимают и давят вторым его упором на тарелку пружины клапана. Клапан открывается и упирается в поверхность, на которой лежит головка. При продолжении давления на рычаг клапан остается на месте, а клапанные пружины продолжают сжиматься. Тарелка пружины опускается по штоку клапана, и при этом из углубления тарелки пружины появляются два конических сухарика, которые необходимо снять отверткой или круглогубцами. После снятия сухариков рычаг съемника плавно поднимают. При этом незакрепленная тарелка пружины клапана поднимается под ее действием, и шток клапана выходит из тарелки. После этого демонтаж клапана не представляет особого труда. Завершающий этап разборки головок блоков цилиндров – выпрессовка направляющих втулок и седел клапанов.

 

Дефектовка деталей.

 

Основными дефектами головки блока цилиндров являются трещины, коробление поверхности прилегания головок к блоку цилиндров, износ рабочих фасок седел клапанов и гнезд под них, отверстий под направляющие втулки клапанов и отверстий во втулках. Распределительный вал имеет следующие повреждения: изгиб и износ опорных шеек, шейки под распределительную шестерню, кулачков, эксцентрика, шпоночного паза и резьбы. Дефекты клапанов: трещины, выкрашивание наплавленного слоя, износ и изгиб стержня клапана, износ торца стержня и рабочей фаски.

 

Выбраковка деталей.

 

Головки блоков цилиндров после тщательной мойки осматривают. Бракуют детали, имеющие пробоины, прогар и трещины на стенках камеры сгорания, а также разрушения перемычек между гнездами. Распределительный вал бракуют при износе, не допускающем расточку ни под один из ремонтных размеров. Клапан подлежит замене при наличии трещин, коробления и выкрашивания наплавленного слоя. Штанги, имеющие надломы, бракуют.

 

Восстановление деталей.

 

Головки блока цилиндров, имеющие небольшие трещины, восстанавливают с помощью аргонодуговой сварки, так как этот метод дает более высокое качество шва и не требует применения флюса. Трещины стенок рубашки охлаждения головки цилиндров можно также заклеивать эпоксидной смолой, смешанной с отвердителем в пропорции 10:1. После устранения негерметичности головки цилиндров проверяют на гидравлическом стенде.

Коробление поверхности  прилегания головки к блоку цилиндров  устраняют фрезерованием. По окончании  обработки плотность прилегания головки проверяют на контрольной плите, используя щуп, который не должен проходить между плоскостью разъема головки цилиндров и плитой.

Втулки клапанов с  изношенными отверстиями заменяют новыми. Отверстия запрессованных новых  втулок развертывают до ремонтного размера.

После выпрессовывания направляющих новых втулок клапанов осматривают отверстия под втулки и замеряют их диаметр. При износе отверстий в направляющих втулках больше допустимого их развертывают до ремонтного размера. Рабочие фаски седел клапанов шлифуют при износе более допустимого размера, а также при наличии рисок и раковин. Причем, при шлифовке седла инструмент должен быть сцентрирован по окончательно обработанному диаметру направляющей втулки.

При ослаблении посадки  седла клапана в гнезде, а также  при износе, превышающем предельно допустимый, седла выпрессовывают, а отверстие растачивают под седло ремонтного размера. Для запрессовки седел клапанов алюминиевую головку цилиндров (ЗМЗ – 53) нагревают до 180^оС, а седла охлаждают в жидком азоте до -196^оС. Седла перед запрессовкой центрируют по пальцу, установленному в отверстии направляющей втулки клапанов. Запрессовку осуществляют на прессе до упора седла в торец отверстия головки цилиндров. После замены седел клапанов их рабочие фаски шлифуют.

Восстановление распределительного вала начинают с восстановления центровых фасок. После этого проверяют изгиб вала. Биение промежуточных опорных шеек проверяют при установке вала в призмы на крайние опорные шейки. Допустимое биение определено техническими  условиями. Если биение превышает допустимое значение, то вал правят под прессом. Изношенные опорные шейки шлифуют под меньший диаметр до одного из ремонтных размеров. После шлифовки шейки полируют абразивной лентой или пастой ГОИ. Изношенную шейку под распределительную шестерню можно восстановить хромированием или ожелезнением с последующим шлифованием по размеру на рабочем чертеже.

Небольшой износ кулачков устраняют шлифованием на копировально-шлифовальном станке с последующей полировкой.

При значительном износе вершину кулачка можно восстановить наплавкой сормайтом №1 с последующим предварительным шлифованием на электрошлифовальной установке и окончательной обработкой на шлифовальном станке.

Изношенный эксцентрик восстанавливают шлифованием, смещая его ось по отношению к оси  шпинделя станка на эксцентриситет. Изношенную шпоночную канавку заваривают постоянным током обратной полярности, а после этого фрезеруют новую канавку.

Если повреждено более  двух ниток резьбы, ее срезают и  проводят электроимпульсную наплавку. После наплавки вал проверяют на наличие биения промежуточных опорных шеек и при необходимости правят. Затем подрезают торец вала до «родного» металла, обтачивают наплавленную поверхность под нужный размер и нарезают новую резьбу.

Во время работы стержень клапана изгибается. Этот дефект можно устранить его правкой на плите. При повышенном износе клапана его шлифуют на бесцентрово-шлифовальном станке до ремонтного размера. При повторном восстановлении стержни хромируют или железнят с последующим шлифованием под размер рабочего чертежа. Изношенный торец стержня и рабочую фаску клапана шлифуют до устранения следов износа. Однако следует помнить, что размер от торца стержня до кромки канавки под сухарь не должен быть менее допустимого. После шлифования рабочей фаски высота цилиндрической части головки клапана не должна быть меньше заданного ремонтного размера. Если это условие не выполнено, то клапан бракуют.

 

 

 

Последовательность сборки механизма.

 

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