Ремонт и замена грм, кшм и гбц своими руками

Ремонт и замена грм, кшм и гбц своими руками

Ремонт головки блока цилиндров своими руками

Начнем с того, что определимся с понятиями. Блок цилиндров современного автомобиля – это основа двигателя, на которую производится монтаж остальных составляющих двигателя: цилиндры, коленчатый вал, поддон картера, головка блока цилиндров.

Что нужно для ремонта головки блока цилиндров?

Вот именно неисправности и ремонт головки блока цилиндров, нас интересует. Возможен ли ремонт головки блока цилиндров своими руками в гаражно-домашних условиях? И народные умельцы отвечают однозначно, — да, ремонт головки цилиндров своими руками возможен.

Начнем с уточнения того, что ремонт головки цилиндров – операция сложная и потребует от вас: мало-мальского понимания устройства блока, наличие специального слесарного инструмента и умения им владеть.

Элементарные инструменты необходимые для ремонта ГБЦ

  • Оправка для запрессовки маслоотражательных колпачков.
  • Микрометр для измерения клапанов и направляющих втулок.
  • Развертка для разворачивания новых втулок.
  • Оправка для выпрессовки втулок.
  • Оправка для запрессовки втулок.
  • Приспособления для рассухаривания клапанных пружин.
  • Набор зенкеров для реставрации сёдел клапанов.
  • Электрическая плитка для нагрева ГБЦ при дефектовке и перед запрессовкой втулок.

Не забываем о нужных запчастях и метках

Как правило, практически любой ремонт головки цилиндров требует её демонтажа. Исключения составляет, например, замена маслосъёмных колпачков. Поэтому, прежде, чем начинать демонтаж ГБЦ подумайте о приобретении необходимого комплекта запчастей.

Сегодняшний рынок предоставляет наборы Head Set (а, по простому – верхние наборы), которые включают в себя прокладку ГБЦ и все сальники и прокладки, находящиеся выше основной прокладки.

Ну-с, инструмент и минимальный комплект готовы, начинаем поиски неисправностей ГБЦ.

Ищем неисправности головки блока цилиндров

Перед демонтажом обязательно проводим проверку взаимного положения коленвала и распредвала по меткам. Вплоть до того, что наносим самостоятельно дополнительные метки.

Для конкретных моделей авто технология демонтажа ГБЦ описана в мануалах. Но особенности некоторых операций напомнить стоит.

  • болты крепления головки ослабляем с середины на 0,5-1 оборот, поочередно. Болты со внутренними шлицами предварительно очистить от нагара, иначе неплотно вошедший ключ грозит срывом и проблемами при демонтаже;
  • при демонтаже ГБЦ, если отсутствует схема подсоединения всевозможных вакуумных трубок, то необходимо зарисовать эту схему самому, предварительно нанеся соответствующие метки.
  • при снятии пружин клапанов используйте съёмники для рассухаривания, но никак не принцип «сильного молотка».

Контроль состояния ГБЦ

По сути, в ГБЦ не так уж и много основных параметров, которые нуждаются в проверке, прежде, чем вы начнете ремонт головки блока цилиндров. Поэтому давайте начнем искать типичные неисправности головки блока цилиндров.

Нижняя плоскость ГБЦ. Проверяется при помощи лекальной линейки и набора щупов. Линейка кладётся по диагоналям головки на плоскости и при помощи щупа определяется толщина зазора. Если зазор более, чем максимально допустимый зазор в 0,05-0,06 мм, то требуется шлифовка головки блока цилиндров.

Износ опорных шеек кулачкового вала и подшипников. Все диаметры измеряются микрометром и сравниваются с показателями максимально допустимых, для той или иной модели двигателя. По результатам измерений принимается решение о виде ремонта или замены деталей. Не забываем визуально оценивать наружное состояние поверхностей. Они не должны иметь явных признаков механических повреждений: царапины, сколы, задиры, канавки и т.д.

Контроль износа стержней клапанов и втулок. Производится микрометром в нескольких контрольных точках стержня по окружности. Клапан меняется, если разница диаметров превышает максимально допустимые параметры определенные производителем.

Если у вас отсутствует такой прибор, как нутромер, для определения изношенности направляющих втулок, то ее можно определить по люфту клапана (нового) во втулке. Как правило, втулки меняются на новые.

Износ таких деталей, как: сёдла, рычаги, коромысла, кулачки определяется визуально. Если фаска на клапане «провалена», но стержень в порядке, то её обрабатывают, и клапан может быть вновь использован.

Другие дефекты ГБЦ также можно определять визуально. Наличие на поверхности головки блока заусениц, засечек устраняется шлифовкой головки блока цилиндров для устранения негерметичного соединения ГБЦ с самим блоком.

Таким образом, ремонт головки блока цилиндров, мы с вами проводим одновременно с дефектовкой, как говорится, — по мере поступления неприятностей.

Удачи вам при проведении ремонта головки блока цилиндров своими руками.

Ремонт и замена грм, кшм и гбц своими руками

Зазор в подшипниках коленчатого вала определяют с помощью контрольных латунных пластинок. Пластинку, смазанную маслом укладывают между шейкой вала и вкладышем, а болты крышки подшипника затягивают динамометрическим ключом с определенным для каждого двигателя моментом. При проверке одного подшипника болты остальных должны быть ослаблены. Так поочередно проверяются все подшипники.

Необходимо, чтобы на поверхности шеек коленчатого вала не было задиров. При наличии задиров и износа заменять вкладыши нецелесообразно. В этом случае необходима замена коленчатого вала.

После проверки состояния шеек коленчатого вала вкладыши требуемого размера промывают, протирают и устанавливают в постели коренных и шатунных подшипников, предварительно смазав поверхность вкладыша и шейки моторным маслом.

Основными неисправностями головки блока являются трещины на поверхности сопряжения с блоком цилиндров, трещины на рубашке охлаждения, коробление поверхности сопряжения с блоком цилиндров, износ отверстий в направляющих втулках клапанов, износ и раковины на фасках седел клапанов, ослабление посадки седел клапанов в гнездах.

Трещины длиной более 150 мм, расположенные на поверхности сопряжения головки цилиндров с блоком, заваривают. Перед сваркой в концах трещин головки, изготовленной из алюминиевого сплава, сверлят отверстия диаметром 4 мм и разделывают ее по всей длине на глубину 3 мм под углом 90˚. Затем головку нагревают в электропечи до 200˚С и после зачистки шва металлической щеткой заваривают трещину ровным швом постоянным током обратной полярности, используя специальные электроды.

Трещины длиной до 150 мм, расположенные на поверхности рубашки охлаждения головки цилиндров, заделывают эпоксидной пастой. Предварительно трещину разделывают так же, как для сварки, обезжиривают ацетоном, наносят два слоя эпоксидной композиции, смешанной с алюминиевыми опилками. Затем головку выдерживают в течении 48ч. при 18–20˚С.

Коробление плоскости сопряжения головки с блоком цилиндров устанавливают шлифованием или фрезерованием. После обработки головки проверяют на конкретной плите. Щуп толщиной 0,15 мм не должен проходить между плоскостью головки и плитой.

При износе отверстий в направляющих втулках клапанов их заменяют новыми. Отверстиях новых втулок разворачивают до номинального или ремонтного размеров. Для выпрессовки и запрессовки направляющих используют оправку и гидравлический пресс.

Износ и раковины на фасках седел клапанов устраняют притиркой или шлифованием. Притирку выполняют с помощью пневматической дрели, на шпинделе которой установлена присоска.

Для притирки клапанов применяют притирочную пасту (15г микропорошка белого электрокорунда М20, 15г карбида бора М40 и моторное масло М10Г2 или М10В2) или пасту ГОИ. Притертые клапан и седло должны иметь по всей длине окружности фаски ровную матовую полоску а≥1,5 мм.

Качество притирки проверяют также приборов (см. рис. 12), создающим над клапанов избыточное давление воздуха. После достижения давления 0,07 МПа оно не должно заметно снижаться в течении 1 мин.

Рис. 12. Проверка качества притирки клапанов

В случае когда восстановить фаски седел притиркой не удается, седла зенкуют с последующим шлифованием и притиркой. После зенкования рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразивными кругами под соответствующий угол, а затем притирают клапаны. При наличии на фаске раковин и при ослаблении посадки седла в гнезде головки блока его выпрессовывают с помощью съемника (см. рис. 13)а, а отверстие растачивают под седло ремонтного размера. Изготовленные из высокопрочного чугуна седла ремонтного размера запрессовывают с помощью специальной оправки (см. рис. 13б) в предварительно нагретую головку блока, а затем зенковками формируют фаску седла.

Рис. 13. Замена седла клапана

а — выпрессовывание седла съемником; б — запрессовывание седла; 1 — корпус съемника; 2 — натяжная гайка; 3 — шайба; 4 — винт разжимного конуса; 5 — специальная гайка с тремя лапками; 6 — стяжная пружина; 7 — разжимной конус лапок; 8 — лапка съемника; 9 и 12 — вставные седла; 10 — головка цилиндров; 11 — оправка.

Характерными неисправностями клапанов является износ и раковины на фаске клапана, износ и деформация стержней клапанов, износ торца клапана. При дефектации клапанов проверяют прямолинейность стержня и биение рабочей фаски головки относительно стержня. Если биение больше допустимого, клапан правят. При износе стержня клапана его шлифуют под один из двух предусмотренных ТУ ремонтных размеров на бесцентрово – шлифовальном станке. Изношенный торец стержня клапана шлифуют “как чисто” на заточном станке.

Для шлифования изношенной фаски используют станки модели Р108. На нем же шлифуют цилиндрическую поверхность изношенных толкателей под один из двух предусмотренных ТУ ремонтных размеров, изношенные сферические поверхностей толкателей и коромысел.

Изношенные бронзовые втулки в коромыслах заменяют новыми и рассчитывают до номинального или ремонтного размера.

На крупных АТП и в автотранспортных объединениях, имеющих специализированные участки по восстановлению деталей, осуществляют ремонт коленчатых и распределительных валов. Изношенные коренные и шатунные шейки коленчатых валов, а также опорные шейки распределительных валов шлифуют под ремонтные размеры на круглошлифовальном станке. После шлифования шейки коленчатого и распределительного валов полируют абразивной лентой или пастой ГОИ. Изношенные кулачки распределительного вала шлифуют на копировально – шлифовальном станке.

РАЗБОРКА, РЕМОНТ И СБОРКА ГОЛОВКИ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ

РАЗБОРКА, РЕМОНТ И СБОРКА ГОЛОВКИ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ

Если необходим ремонт головки блока цилиндров двигателя, установленного на автомобиле, снимите головку (см. «Замена прокладки головки блока цилиндров» ).

В большинстве случаев ремонт головки блока цилиндров заключается в притирке или замене клапанов и их направляющих втулок, замене или шлифовке седел клапанов. Причем для выполнения работ, связанных с ремонтом направляющих втулок клапанов и седел, требуются специальные инструменты и оборудование, поэтому эти работы нужно выполнять в специализированном сервисе.

При таких неисправностях, как нарушение герметичности каналов рубашки системы охлаждения и коробление привалочной поверхности к блоку цилиндров, головку блока заменяют.

Разборка головки блока показана на примере двигателя SOHC (4G18). Основное отличие головки блока двигателя DOHC (4G63) заключается в конструкции крепления распределительных валов, уложенных в постели подшипников головки и закрепленных съемными крышками подшипников, а также в передаточном узле привода (удвигателей SOHC передаточным звеном служат коромысла, установленные на осях, а у двигателя DOHC – нажимные рычаги, опирающиеся на стержни клапанов и гидрокомпенсаторы зазоров). Клапанные узлы обеих головок конструктивно одинаковы и отличаются только размерами деталей. Гидрокомпенсаторы зазоров в механизме привода клапанов у обоих двигателей принципиально одинаковы по конструкции и различаются только размерами и местом установки. Приемы дефектовки и ремонта обеих головок блока одинаковы. Общий вид головки блока цилиндров двигателя SOHC, снятой с автомобиля вместе с деталями и узлами системы питания и газораспределительного механизма (термостат снят в процессе снятия головки, его снятие описано в подразделе «Снятие и установка корпуса термостата в сборе» ), показан на рис. 5.6 и 5.7.

Читать еще:  Honda cr v 2013 обзор

Рис. 5.6. Головка блока цилиндров двигателя SOHC, снятая савтомобиля (вид снизу): 1–свеча зажигания; 2–корпус датчика фазы; 3–поддерживающий кронштейн впускной трубы; 4–впускная труба; 5–дроссельный узел; 6–топливная рампа; 7–распорка впускной трубы; 8–впускной клапан; 9–зубчатый шкив распределительного вала; 10–выпускной клапан

Рис. 5.7. Головка блока цилиндров двигателя SOHC, снятая савтомобиля (вид сбоку): 1–зубчатый шкив распределительного вала; 2, 7–транспортные проушины; 3–ось коромысел клапанов; 4–впускная труба; 5–коромысло клапанов; 6–поддерживающий кронштейн впускной трубы

Вам потребуются: ключи «на 10», «на 12», «на 17», свечной ключ, намагниченная отвертка (или пинцет) для снятия сухарей клапанных пружин, приспособление для сжатия клапанных пружин. Работа выполняется на верстаке.

1. Выверните болты крепления и снимите корпус 2 (см. рис. 5.6) датчика фазы вместе с датчиком и транспортную проушину 7 (см. рис. 5.7).

2. Выверните болты крепления и снимите распорку 7 (см. рис. 5.6) впускной трубы, зубчатый шкив 9 распределительного вала и транспортную проушину 2 (см. рис. 5.7).

3. Отверните четыре гайки (одной гайкой прикреплен и поддерживающий кронштейн впускной трубы), выверните шесть болтов крепления впускной трубы к головке блока цилиндров и снимите впускную трубу вместе с дроссельным узлом, топливной рампой и поддерживающим кронштейном. Снимите уплотнительную прокладку впускной трубы.

Уплотнительную прокладку впускной трубы заменяйте новой при каждой разборке соединения.

4. Выверните тринадцать болтов крепления осей коромысел клапанов и снимите оси вместе с коромыслами.

На болтах крепления осей коромысел установлены сухари. Не потеряйте их и установите на прежние места при сборке головки блока.

5. При необходимости снимите с осей коромысла впускных…

6. …и выпускных клапанов.

Если вы не предполагаете заменять коромысла клапанов, их оси и распределительный вал, не снимайте коромысла с осей, чтобы при сборке установить их на прежние места.

После снятия осей вместе с коромыслами не переворачивайте коромысла вверх гидрокомпенсаторами зазоров в клапанном механизме. В этом случае из гидрокомпенсаторов вытечет масло и перед сборкой придется удалять из них воздух заправкой дизельным топливом (см. «Проверка, промывка и замена гидрокомпенсаторов зазоров в механизме привода клапанов» ).

7. Снимите распределительный вал (см. «Замена распределительного вала» ). Удвигателя DOHC после снятия распределительных валов снимите нажимные рычаги клапанов.

8. Установите приспособление для сжатия пружин клапанов, сожмите пружины, снимите сухари, тарелки пружин, пружины (см. «Замена маслосъемных колпачков» ) и извлеките клапаны из направляющих втулок.

После длительной эксплуатации на верхнем торце клапана может образоваться заусенец грибообразной формы. Перед извлечением клапана из направляющей втулки удалите этот заусенец надфилем. Категорически запрещается выбивать клапан из направляющей втулки молотком через оправку без удаления заусенца, так как в этом случае неизбежно будет повреждена внутренняя поверхность втулки.

9. Выверните свечи зажигания.

10. Удалите смолистые отложения с верхней поверхности головки и из впускных каналов. Эти отложения можно размягчитьисмыть керосином или дизельным топливом.

11. Очистите от нагара камеры сгорания и выпускные каналы. Удаляйте нагар круглой металлической щеткой, установленной в патрон электродрели.

Предварительно размочите нагар керосином. Соблюдайте осторожность: избегайте вдыхать пыль, образующуюся при чистке камер сгорания. Для предотвращения образования пыли периодически смачивайте нагар керосином.

12. Очистите внутренние поверхности направляющих втулок клапанов тонкой цилиндрической кисточкой из медной проволоки, зажатой в патрон электродрели.

13. Удалите с поверхности прилегания головки к блоку цилиндров пригоревшие остатки уплотнительной прокладки.

Запрещается очищать привалочную поверхность головки металлическими щетками или наждачной шкуркой. Пользуйтесь лопаткой из твердого дерева или пластмассы, предварительно размягчив остатки прокладки растворителем.

14. После очистки осмотрите головку блока, чтобы не допустить ее эксплуатацию с повреждениями резьбовых отверстий, трещинами (особенно между седлами клапанов и в выпускных каналах), коррозией, включениями инородных материалов, раковинами и свищами.

Запрещается заваривать трещины, раковины и свищи. Дефектную головку замените.

15. Проверьте с помощью металлической линейки, установленной на ребро, и щупа плоскостность поверхности прилегания головки к блоку в продольном и поперечном направлениях, а также по диагоналям. Если зазор между ребром линейки и поверхностью головки превышает 0,1 мм, замените головку.

16. Очистите отостатков прокладок и нагара поверхности фланцев головки для установки впускной трубы и катколлектора.

17. Проверьте наличие деформаций фланцев для впускной трубы и катколлектора, деформированную головку замените.

18. Отремонтируйте поврежденные резьбовые отверстия прогонкой резьбы метчиками или установкой ремонтной втулки (ввертыша).

19. Определите износ направляющих втулок клапанов; измерив внутренний диаметр отверстия втулки, диаметр стержня клапана и поразности этих размеров определив зазор. Номинальный зазор для впускных клапанов двигателей SOHC (4G13 и 4G18) должен быть 0,020 – 0,047 мм, для выпускных – 0,030 – 0,057 мм. Удвигателя DOHC (4G63) номинальный зазор для впускных клапанов должен составлять 0,020 – 0,050 мм, для выпускных – 0,050 – 0,090 мм. Предельно допустимый при износе зазор для впускных клапанов всех двигателей 0,10 мм, для выпускных – 0,15 мм.

20. Если ипри установке новых клапанов зазор остается больше предельно допустимого, замените направляющие втулки. Заменяйте их в специализированной мастерской, располагающей соответствующими инструментами и оборудованием.

В запасные части для двигателей SOHC поставляют направляющие втулки двух ремонтных размеров, увеличенные по наружному диаметру на 0,05 и 0,25 мм, с наружными диаметрами 10,55 – 10,57 мм и 10,75 – 10,77 мм соответственно. Для двигателя DOHC поставляют направляющие втулки трех ремонтных размеров, увеличенные по наружному диаметру на 0,05; 0,25 и 0,50 мм, с наружными диаметрами 12,05 – 12,07 мм; 12,25 – 12,27 мм и 12,50 – 12,52 мм соответственно.

21. Проверьте состояние седел клапанов. На рабочих фасках седел не должно быть следов износа, раковин, коррозии и пр. Седла клапанов можно заменить в специализированной мастерской. Незначительные повреждения (мелкие риски, царапины идр.) можно вывести притиркой клапанов (см. «Притирка клапанов» ).

22. Более значительные дефекты седел клапанов устраняют шлифованием. Седла необходимо шлифовать в специализированной мастерской, так как для этого требуются специальные инструменты и оборудование. Если значительные дефекты седел устранить шлифовкой не удается, замените седла.

В запасные части поставляют седла клапанов двух ремонтных размеров, увеличенные по наружному диаметру на 0,3 и 0,6 мм, с наружными диаметрами седел впускных клапанов двигателей SOHC 30,30 – 30,32 мм и 30,60 – 30,62 мм, седел выпускных клапанов – 28,30 – 28,32 мм и 28,60 – 28,62 мм соответственно. Удвигателя DOHC диаметры седел впускных клапанов 35,30 – 35,33 мм и 35,60 – 35,63 мм, выпускных – 33,30 – 33,33 мм и 33,60 – 33,63 мм соответственно.

23. Удалите нагар с клапанов и осмотрите их. Деформация стержня клапана и трещины на его тарелке не допускаются. При наличии повреждений замените клапан. Проверьте, не слишком ли изношена и повреждена рабочая фаска.

Допускается шлифование рабочей фаски клапанов (в ремонтных мастерских, располагающих соответствующим оборудованием).

После шлифования толщина цилиндрической части тарелки должна быть не менее 0,5 мм для впускных клапанов и 1,0 мм для выпускных клапанов. Незначительные риски и царапины на фаске можно вывести притиркой клапана к седлу (см. «Притирка клапанов» ).

Для того чтобы на стержнях клапанов не образовались риски, не очищайте их проволочными щетками и металлическими скребками.

24. Проверьте общую длину клапанов. Номинальная длина впускных клапанов двигателей SOHC составляет 111,56 мм, выпускных – 114,71 мм, двигателя DOHC – 109,50 мм и 109,70 мм соответственно. При износе торцов стержней минимально допустимая длина впускных клапанов двигателей SOHC – 111,06 мм, выпускных клапанов – 114,21 мм, двигателя DOHC – 109,00 и 109,20 мм соответственно. Если общая длина клапанов меньше допустимой, замените.

25. Проверьте концентричность расположения тарелки клапана и седла: нанесите на фаску головки клапана тонкий слой краски (например, берлинской лазури), вставьте его в направляющую втулку и, слегка прижав к седлу, проверните. Последам краски на фаске седла можно судить о концентричности расположения клапана и седла.

26. Проверьте состояние проточек стержня клапана под сухари. При обнаружении следов выкрашивания кромок проточек и износа цилиндрической части замените клапан.

27. Установите клапан в направляющую втулку до упора в седло и проверьте выступание стержня клапана над опорной плоскостью головки блока для пружин клапанов. Номинальное выступание стержней впускных клапанов двигателей SOHC 53,21 мм, выпускных – 54,10мм, двигателя DOHC – 49,20 и 48,40 мм соответственно. При износе стержней предельно допустимое выступание впускных клапанов двигателей SOHC 53,71 и 54,60 мм, двигателя DOHC – 49,70 и 48,90 мм соответственно. Если стержень клапана выступает над плоскостью головки на большую величину, замените клапан. Если выступание стержня нового клапана снова больше допустимого значения, необходимо заменить седло клапана.

28. Замените маслосъемные колпачки независимо от их состояния.

29. Осмотрите пружины клапанов. Трещины и снижение упругости пружин не допускаются.

Номинальная длина пружины в свободном состоянии для двигателей SOHC составляет 50,87 мм, минимально допустимая – 49,87 мм, для двигателя DOHC – 47,00 и 46,00 мм соответственно. Пружины, имеющие длину меньше допустимой, искривленные (отклонение оси пружины от вертикали в свободном состоянии более 4°) или с трещинами замените.

30. Проверьте состояние тарелок пружин. Замените тарелки со значительным износом опорных канавок под пружины.

31. Установите все снятые детали и узлы головки блока цилиндров в последовательности, обратной снятию. Корпус датчика фазы установите на герметик (см. «Замена распределительного вала» ).

Читать еще:  В каких случаях необходимо менять радиатор и как это сделать самому?

32. Всегда заменяйте новыми прокладки головки блока цилиндров, впускной трубы и катколлектора, так как снятые с двигателя даже внешне не поврежденные прокладки могут оказаться сильно обжатыми и не обеспечат герметичности уплотнения.

33. После установки головки блока на двигатель и его окончательной сборки, пустив двигатель, удалите воздух из каналов подвода масла к гидрокомпенсаторам зазоров в механизме привода клапанов (см. «Проверка, промывка и замена гидрокомпенсаторов зазоров в механизме привода клапанов» ).

Ремонт блока цилиндров: как это делается

Блок цилиндров на первый взгляд может показаться деталью простой: чугунный корпус с цилиндрами — и только. Однако и здесь есть целый комплекс тонких нюансов: зеркало цилиндра, хон, плоскость плиты — а кривошипно-шатунный механизм добавляет к этому вкладыши, подшипники и кольца, где точность сборки измеряется десятыми долями миллиметра. Сегодня мы разберемся, кто смотрит в зеркало, куда вкладываются вкладыши и почему не стоит гнуть пальцы, а затем отдефектуем блок цилиндров дизельного двигателя Mitsubishi 4М41.

И так, мы подошли к финишной прямой. В нашем двигателе Mitsubishi 4М41, который проехал полмиллиона километров, после ремонта головки блока цилиндров и цепного привода ГРМ осталось разобраться с кривошипно-шатунным механизмом и блоком цилиндров. К слову, именно по состоянию блока цилиндров озвучивались самые пессимистичные прогнозы — ведь такой пробег не мог не сказаться на геометрических характеристиках. Однако после полной ревизии блока этот двигатель окончательно влюбил в себя нашего мастера.

Кривошипно-шатунный механизм и блок цилиндров

Блок цилиндров — это металлическая корпусная деталь, в которой заключены элементы того самого кривошипно-шатунного механизма, благодаря которому поступательное движение поршней превращается во вращательное движение коленчатого вала. Внутри блока имеются полости, которые при работе мотора заполняются охлаждающей жидкостью — водяная рубашка. Блоки изготавливаются из чугунного или из алюминиевого сплава: сам по себе блок должен быть массивным, потому что воспринимает довольно увесистые ударные нагрузки, передаваемые от поршней. Также не стоит забывать о нагреве, последствия которого необходимо минимизировать.

Сверху блок накрывается головкой блока (ГБЦ), снизу — поддоном картера. В самом блоке располагаются гильзы, внутри которых перемещаются поршни. Внутренняя поверхность гильзы, которая непосредственно контактирует с поршнем, называется зеркалом цилиндра. В нижней части блока имеются «постели» — ложементы, в которые укладывается коленчатый вал, накрываемый крышками. При накрытии постели крышкой образуется отверстие, называемое коренной опорой коленвала.

Важно, чтобы блок цилиндров был достаточно жестким, так как силы, возникающие в процессе работы, пытаются скрутить, изогнуть и разорвать блок — именно поэтому он долгие десятилетия и оставался чугунным. Тренд современности — более легкие блоки цилиндров из алюминиевого сплава, с которыми (как и с облегченными чугунными) применяют интегрированные крышки коренных опор, называемые рамкой лестничного типа.

Итак, получается следующее: в классическом исполнении (как у нас, например) каждая коренная шейка коленчатого вала накрывается отдельной крышкой коренной опоры (ее часто называют бугелем). В рамке лестничного типа все бугели объединены в одну конструкцию, похожую на лестницу — таким образом конструкторы добились значительного повышения жесткости блока цилиндров. Недостатком данного подхода можно назвать стоимость изготовления подобной детали.

Разобравшись с блоком, переходим к движущимся частям — и первыми будут поршни. Они изготавливаются из алюминиевого сплава и конструктивно имеют юбку, днище и бобышки. Юбка — это боковая часть поршня, бобышки — это приливы, в которых выполнено отверстие под поршневой палец, а днище — это плоскость, обращенная непосредственно в камеру сгорания и непосредственно воспринимающая все нагрузки в процессе сжигания топливовоздушной смеси. Интересно, что днище поршня может быть плоским, как стапель краснодеревщика, а может иметь настолько сложную форму, что понять с первого раза, что это поршень, будет тяжело.

Сложность формы поршня, если таковая имеется, тщательно просчитана в угоду улучшению смешивания топлива с воздухом (что часто встречается в бензиновых ДВС с непосредственным впрыском топлива). Если же двигатель работает на дизеле (как наш), в поршне может находиться камера сгорания, а сам он будет значительно массивней своего бензинового собрата.

Поршень устанавливается в цилиндр с определенным зазором (часто 0.2–0.3 мм), потому для его уплотнения предусмотрены поршневые кольца. На современных двигателях поршень опоясывают два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Соединяется поршень с коленчатым валом через шатун — соединительный элемент. Один его конец крепится к поршню через палец, который запрессовывается или просто вставляется и стопорится кольцами в поршне и головке шатуна. Второй конец — разборный: для закрепления на коленвале необходимо установить крышку шатуна и затянуть ее болты или гайки крепления.

И коленвал с блоком, и шатуны с коленвалом контактируют через подшипники скольжения, они же вкладыши. Для дополнительного охлаждения поршней внутри блока могут быть установлены распылители масла, направленные на поршни.

Рядная «шестерка» считается одним из самых уравновешенных двигателей (в плане колебаний). У нас же — рядная «четверка», причем внушительного объема, а потому в блоке цилиндров установлены два балансирных вала, суть работы которых сводится к уменьшению колебаний двигателя.

Что может поломаться

Одни из самых уязвимых деталей двигателя — поршневые кольца: из-за нагара они могут залипнуть в буквальном смысле слова. При этом могут лопнуть сами кольца, а могут и перемычки на поршне, между которыми они установлены. Может, наконец, износиться непосредственно выборка под кольцо в поршне.

С самими поршнями потенциальных проблем меньше, но ситуацию это не облегчает. Самое простое, что может произойти — банальный износ и отклонение от номинального диаметра, полный же «трэш» — это прогорание поршня. Кроме того, возможен износ поршневого пальца и отверстий под палец в бобышках поршня.

С шатуном все еще проще: здесь есть два нюанса, которые проверяют всегда, и два, которые часто игнорируют. Первые — износ втулки малой головки шатуна и износ вкладышей шатунного подшипника, а вторые — величина изгиба и кручения шатуна. Тем не менее, как показывает практика, шатун — один из самых редко заменяемых элементов в двигателе.

Самая распространенная проблема с коленчатым валом — износ рабочих поверхностей, второе по «популярности» место занимают случаи проворота вкладышей. Случается это, когда отсутствует достаточное количество масла в месте контакта, из-за чего коленвал срывает вкладыши подшипников и начинает «весело» вращаться вместе с ними. Это по-настоящему тяжелый случай: при определенном невезении ремонт может стоить замены блока.

Износ упорных колец коленчатого вала — тоже проблема довольно неприятная, хоть и незначительная на первый взгляд. Дело здесь в том, что не выявленный вовремя дефект в будущем может привести к заклиниванию двигателя — ведь на коленвал во время работы действуют силы и в продольном направлении тоже. Достаточно сместить вал на критическое расстояние — и поршни от перекоса просто заклинит. Стоит заметить, что поломка самого «колена» тоже возможна, хоть для этого и придется постараться.

В самом блоке конструктивно ломаться практически нечему — но это не означает, что с ним не бывает проблем, очень даже наоборот. Самые распространенные — износ цилиндров или коробление контактной поверхности блока с головкой из-за перегрева. Особо нерадивые автовладельцы, впрочем, могут сломать и сам блок цилиндров. Для этого нужно лишь выполнить парочку нехитрых операций: первая — залить в систему охлаждения обычную воду (можно дистиллированную), а вторая — оставить автомобиль на улице на ночь при минус 20°С.

Что измеряют при капремонте

Прежде всего, после разборки измеряют наружный диаметр поршней в строго определенной плоскости (поперек оси пальца) и на заданном расстоянии от поверхности днища поршня. Производитель может изготовлять поршни в нескольких размерах: номинальном и ремонтных — эти данные приведены в технической документации. Если поршень в «номинале» (как это оказалось у нас), проверяют биение шатуна и пальца. Профессионал может засечь неладное, что называется, на ощупь — неопытному же механику придется все-таки выпрессовать палец из поршня и шатуна. После выпрессовки необходимо измерить наружный диаметр пальца и внутренние диаметры втулки шатуна и отверстий в поршне, путем несложной математики вычислить зазор в данной сборке и принять финальное решение об утилизации или дальнейшем применении этого комплекта.

Вооружившись набором плоских щупов, специалисты-механики измеряют зазор между кольцом и выборкой в поршне: если он превышен — поршень отправляется под замену. Так как мы проводим капитальный ремонт, замена колец даже не обсуждается — это само собой разумеющийся факт.

Практически закончив с подвижными элементами, переходим к блоку цилиндров, для обмера которого необходим так называемый нутромер. Это приспособление, предназначенное для измерения внутреннего диаметра с высокой точностью, которая обеспечивается индикатором часового типа. Внутренний диаметр измеряют на трех уровнях и в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: это необходимо для наиболее точного понимания величины и характера износа цилиндра. Характер износа в данном случае — величина бочкообразности и овальности цилиндра. Все дело в том, что нагрузка на цилиндр неравномерна, а, следовательно, неравномерен и его износ: ближе к центру величина износа будет расти, а затем снова уменьшаться. Из-за этого цилиндр в профильном разрезе слегка «округляется» и становится похожим на бочку. В свою очередь, поршень давит на цилиндр только в одном направлении, вырабатывая поверхность и превращая ее в овальную. Повторюсь, точность при работе с блоком должна быть предельной — никаких приблизительных размеров существовать просто не может: в технической документации обязательно есть цифры предельно допустимой бочкообразности и овальности цилиндров.

В конце концов, ревизии подвергается и коленчатый вал. У него измеряют диаметры коренных и шатунных шеек и, при необходимости, шлифуют до следующего ремонтного размера, если таковой предусмотрен. При помощи известного нам нутромера измеряются диаметры отверстий коренных опор (с установленными вкладышами, конечно). Затем, имея наружный диаметр шеек и внутренний диаметр опор, определяют масляный зазор: если он превышает допустимый, вкладыши отправляются под замену, а коленвал — на шлифовку. Кроме того, выше мы упоминали об осевом люфте коленвала — разумеется, при дефектовке измеряют и его, и если люфт завышен, заменяют упорные кольца коленвала.

Читать еще:  Ремонт и обслуживание тормозной системы своими руками

Как ремонтируется блок

Если состояние цилиндров совсем не позволяет продолжить эксплуатацию блока, его отправляют на расточку цилиндров до следующего ремонтного размера. Бывает, что производитель не предоставляет такой роскоши, тогда блок «гильзуют» — восстанавливают гильзованием. Как несложно догадаться, в этом случае существующую гильзу значительно растачивают и впрессовывают в нее еще одну гильзу с внутренним диаметром номинального размера. Однако это решение — уже не очень надежное, и некоторые мастера предсказывают такому двигателю не более 50 тысяч километров потенциального пробега.

Если же блок растачивают, то, разумеется, и поршни с кольцами подбирают соответствующего размера. Шлифовка шеек коленчатого вала уменьшает их размер — а значит, и для них необходимо подобрать вкладыши следующего ремонтного размера. Работу облегчает то, что в техдокументации обычно присутствует размерная сетка подбора вкладышей.

Перед установкой поршней зеркало цилиндра подвергают хонингованию. Это процесс, который не изменяет размера цилиндра, но благодаря которому значительно уменьшается износ трущихся поверхностей. Хонингование — это нанесение небольших рисок на поверхность цилиндра с помощью специальных камней. Необходимо это для того, чтобы на поверхности цилиндра задерживалось моторное масло, увеличивая тем самым ресурс поршневой группы.

Ремонта блока цилиндров двигателя Mitsubishi 4М41

В нашем конкретном случае обошлось без сложных или интересных особенностей ремонта, так как замеры поршней, цилиндров и шеек коленчатого вала показали номинальные размеры.

Мнения наши разделились диаметрально: я немного расстроился, хозяин автомобиля — повеселел, а мастер… ему было все равно. Тем не менее, все мы очередной раз подивились стойкости данного мотора.

Перед разборкой блока и цилиндропоршневой группы мы сняли масляный поддон — и приступили к основной работе. Она свелась к извлечению поршней с шатунами из блока цилиндров. На всякий случай мы отметили номерами каждый поршень в соответствии с номером цилиндра.

Кривошипно-шатурный и газораспределительный механизмы ДВС. Классификация КШМ и ГРМ. Общее устройство и принцип работы.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) представляет собой важный механизм автомобильного двигателя, который преобразовывает поступательные движения поршневой системы во вращательное движение коленчатого вала двигателя, от которого, в свою очередь, это движение передается на колеса автомобиля, что и приводит машину в движение.

Под давлением газов, которые образуются в цилиндрах двигателя при сгорании топливно-воздушной смеси, поршень совершает поступательное движение по направлению к коленчатому валу. Важные детали механизма, а именно: поршень, шатун и вал помогают преобразовывать движения поступательного характера в движения вращательного, что в свою очередь запускает вращение колес автомобиля. В обратном порядке взаимодействие вала и поршня выглядит следующим образом: вал при вращательном движении через детали механизма – вал, шатун и поршень, преобразовывает энергию в поступательное поршневое движение.
Как устроен кривошипно-шатунный механизм

Общее устройство:

КШМ состоит из 2-х групп деталей: неподвижных и подвижных.

К неподвижным деталям относятся:

— блок-картер; головки блока-картера; гильзы цилиндров; крышка распределительных шестерен; смазочная емкость; крышки головки блока; картер маховика; крышки коренных подшипников коленчатого вала; вкладыши коренных подшипников; детали крепления и уплотнения.

К подвижным деталям относятся:

— поршни; поршневые кольца; поршневые пальцы; шатуны; коленчатый вал; маховик.

Поршень воспринимает давление газов, передает его через поршневой палец на шатун, а также осуществляет вспомогательные такты.

Компрессионные кольца уплотняют газовый стык между поршнем и стенкой цилиндра и предотвращают утечку рабочего тела.

Маслосъемные кольца удаляют излишки масла со стенок цилиндра в картер.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном и передачи усилия от поршня к шатуну.

Шатун служит для передачи усилия от поршневого пальца на коленчатый вал.

Коленчатый вал воспринимает усилие от шатуна и преобразует его в крутящий момент.

Маховик предназначен для уменьшения неравномерности вращения коленчатого вала, а также для вывода поршней из мертвых точек благодаря накопленной кинетической энергии во время такта рабочего хода. Кроме того, маховик облегчает работу двигателя при разгоне и преодолении кратковременных перегрузок.

Классификация КШМ:

В двигателях внутреннего сгорания автомобильной техники используются три типа кривошипно-шатунного механизма:

— центральный (аксиальный) КШМ, у которого оси цилиндра и поршневого пальца пересекаются с осью коленчатого вала (КамАЗ-740.10, ЯМЗ-238В);

— смещенный (дезаксиальный) КШМ, у которого ось цилиндра не пересекает ось коленчатого вала (ГАЗ-51), или ось поршневого пальца смещена относительно оси цилиндра (ЗИЛ-5081.10, ЗМЗ-66-06 и ЗМЗ-513);

— с прицепным шатуном КШМ, у которого прицепной шатун соединен пальцем с главным шатуном в его кривошипной головке (В-46-2С1, Д12А-525А).

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм управления фазами газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Состоит из распределительного вала — или нескольких валов — и механизмов привода к ним, клапанов, открывающих и закрывающих впускные и выпускные отверстия в камерах сгорания, и передаточных звеньев — толкателей, штанг, коромысел и некоторых вспомогательных деталей (регулировочных элементов, клапанных пружин, системы поворота клапанов и проч.)

Система привода распределительного вала в любом случае обеспечивает его вращение с угловой скоростью, равной 1/2 угловой скорости коленвала.

Классифицирующими признаками для конструкции газораспределительного механизма являются расположение клапанов и распределительного вала.

По расположению клапанов выделяют двигатели:

· Нижнеклапанные (с боковым расположением клапанов);

· Верхнеклапанные (в старой литературе — «с подвесными клапанами»);

· Со смешанным расположением клапанов.

По расположению распределительного вала выделяют двигатели:

· С распредвалом, расположенным в блоке цилиндров (Cam-in-Block);

· С распредвалом, расположенным в головке блока цилиндров (Cam-in-Head);

· Без распределительного вала.

Конструкция га­зо­расп­ре­де­ли­тель­но­го механизма отвечает за плановое и поочередное открытие-закрытие впуск­ных и выпускных клапанов каждого цилиндра, обеспечивая своевременную подачу рабочей смеси в цилиндр и выпуск из него отработавших газов.

Поршень, двигаясь от ВМТ к НМТ, в первом такте создает разряжение воздуха, за счет чего в цилиндр поступает топливо или уже готовая рабочая смесь. Происходит это через своевременно открывающийся впускной клапан, который также своевременно при достижении поршня НМТ — зак­ры­ва­ет­ся. Затем в цилиндре идет такт сжатия, а следом сам рабочий ход, преобразующий энергию горения в механическую энергию, позволяющую проворачивать коленчатый вал и зас­тав­лять в конечном итоге двигаться автомобиль через цепочку деталей и узлов. Зак­лю­чи­тель­ный такт — выпуск, когда при движении поршня из НМТ к ВМТ открывается выпускной клапан и все газы под давлением поршня, за счет уменьшения пространства в цилиндре, выдавливаются через выпускные каналы и глушитель в атмосферу. Все вот это и обес­пе­чи­ва­ет ГРМ.

Главным составляющим здесь являются не столько впускные и выпускные клапаны, сколько распределительный вал, заставляющий их поочередно работать, который, в свою очередь, полностью зависит от вращения коленчатого вала — иначе процесс получения энергии не выйдет. Рассмотрим устройство ГРМ двигателя детальнее.

Коленчатый вал имеет на конце жестко закрепленную шестеренку. Энергия вращения коленвала передается через эту шестеренку посредством ременной передачи на рас­пре­де­ли­тель­ный вал, имеющий подобное зубчатое колесо на конце, которое заставляет вращаться вал. На вале есть выступы, так называемые «кулачки». Именно этими кулачками вал, вращаясь, воздействует поочередно на клапаны, заставляя те своевременно открываться и закрываться. А за счет встроенных пружин у каждого клапана, они всегда возвращаются в исходное положение. Конструкция распределительного вала выполнена таким образом, что каждый клапан в каждом цилиндре открывается и закрывается именно в тот момент, когда этого требует нужный такт, происходящий в каждом отдельном цилиндре.

Классический вариант расположения распределительного вала в верхней части дви­га­те­ля получил название ГРМ с «верхним расположением распределительного вала», который мы и видим на рисунке.

Для ГРМ предусмотрен ряд регулировок, настройка которых обеспечивает надежную работу двигателя автомобиля в целом, но на данном этапе целью ставилось понять сам принцип работы ГРМ и его важные составляющие в процессе получения механической энергии. Все особенности и нюансы устройства ГРМ, как и любого другого механизма, рассмотрим при детальном изучении.

При рассмотрении работы ГРМ необходимо выделить два этапа: порядок работы цилиндров двигателя и фазы газораспределения.

Порядок работы цилиндров

Порядок чередования одноименных тактов в разных цилиндрах называется порядком работы цилиндров силового агрегата. Порядок работы зависит от положения шеек ку­лач­ко­во­го и коленчатого распределительных валов и расположения цилиндров.

У четырехцилиндрового однорядного четырехтактного мотора такты чередуются через 180°, порядок работы может быть 1-2-4-3 («Волга) или 1-3-4-2 (ВАЗ – 2106, «Москвич–2140»).

Под фазами газораспределения подразумевают начальные моменты открытия и конечные моменты закрытия клапанов, которые выражены в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек. Чтобы цилиндры лучше очищались от от­ра­бо­тав­ших газов, выпускному клапану необходимо открываться до достижения поршнем НМТ, а процесс закрытия должен происходить после ВМТ. С целью лучшей наполненности цилиндров смесью впускному клапану необходимо открываться до достижения поршнем ВМТ, а свое закрытие выполнять после прохождения НМТ. Временной отрезок, в течение которого оба клапана одновременно открыты (выпускной и впускной), называют пе­рек­ры­ти­ем клапанов.

Фазы газораспределения подбираются специалистами на заводах опытным путем в зависимости от конструкции впускной и выпускной системы двигателя и его быст­ро­ход­нос­ти. При этом стремятся применять колебательное движение газов в выпускной и впускной системах таким образом, чтобы к конечному положению закрытия впускного клапана перед ним образовалась бы волна давления, а к конечному этапу закрытия выпускного клапана за ним бы формировалась волна разрежения. При данном подборе фаз газораспределения одновременно удается улучшить наполнение цилиндров свежей смесью, а также более качественней их очистить от отработавших газов.

Правильность монтажа механизма ВМТ газораспределения устанавливается за­цеп­ле­ни­ем распределительных шестерен с присутствующими метками на них. Отклонение при монтаже фаз газораспределения хотя бы на три зуба звездочки или шестерни распредвала приводит к значительному удару клапана о поршень, потери компрессии, поломке клапана или мотора. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении в клапанном механизме теплового зазора. Увеличение зазора способствует уменьшению про­дол­жи­тель­нос­ти открытия клапана.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector