Блок цилиндров. У большинства двигателей изготавливается из серого чугуна со вставными мокрыми гильзами. Основными дефектами блока цилиндров являются: пробоины, сколы, трещины различного размера и расположения, износ цилиндров или деформации посадочных отверстий под гильзу, износ гнезд вкладышей коренных подшипников, гнезд клапанов, обломы шпилек, срыв резьбы в отверстиях. Дефекты блока цилиндров устанавливаются тщательным осмотром, обмером цилиндров и опрессовкой. Осмотром обнаруживают пробоины, сколы, заметные для глаза трещины, срывы резьбы, состояние зеркала цилиндров. Опрессовкой выявляют трещины, замеченные при осмотре. При наличии трещин, проходящих через зеркало цилиндров, клапанные гнезда и плоскость разъема, блок цилиндров бракуется. В доступных местах трещины заваривают. Предварительно концы трещин засверливают сверлом d 5 мм и разделывают по всей длине шлифовальным кругом под углом 90 градусов на глубину 4/5 толщины стенки. Рекомендуется перед сваркой блок цилиндров нагреть до температуры 600-650 градусов. Трещину заваривают газовой сваркой, применяя нейтральное пламя, флюс и чугунно-медный присадочный пруток d 5 мм. Шов должен быть ровным, сплошным и выступать над поверхностью основного металла не более 1,0-1,5 мм. После заварки блок цилиндров медленно охлаждают в термошкафу или томильной яме. Заварку трещин можно осуществлять и без подогрева блока. В этом случае трещину заваривают электросваркой, применяя постоянный ток обратной полярности. Хорошие результаты получаются при заварке трещин между поясками цилиндров электродами, изготовленными из моннель-металла, и следующем режиме сварки; сила тока – 120А, напряжение – 65 – 75 В. Сварочный шов зачищают заподлицо с плоскостью основного металла напильником или наждачным кругом. Затем блок цилиндров подвергают опрессовке на стенде, проверяя герметичность сварочного шва. Течи воды через шов не допускаются. Трещины и пробоины блока цилиндров можно заделывать эпоксидными пастами. Процесс заделки заключается в следующем. Поверхность блока с двух сторон трещины зачищают до блеска металлической щеткой или косточковой крошкой на установке для очистки детали. На концах трещины просверливают отверстия сверлом d 3 – 4 мм, нарезают в них резьбу и ввертывают заподлицо заглушки из медной или алюминиевой проволоки. Трещину обрабатывают под углом 60 – 90 градусов зубилом или абразивным кругом на глубину ¾ толщины стенки. На поверхности блока вокруг трещины на расстояние до 30 мм создают шероховатость путем насечки зубилом или дробеструйной обработкой. Ацетоном или бензином обезжиривают поверхность блока. Шпателем последовательно наносят слои эпоксидной пасты на подготовленную сухую поверхность. Вначале наносят первый слой пасты толщиной до 1 мм, резко перемещая шпатель по поверхности блока. Затем наносят второй слой пасты не менее 2 мм, тщательно втирая ее. Общая толщина слоя пасты на всей поверхности должна составлять 3 – 4 мм. После заделки трещины блок цилиндров оставляют на 25 – 28 ч. до полного затвердевания пасты. Процесс затвердевания пасты можно ускорить подогревом электрической отражательной печью до температуры 100 градусов ил при изготовлении пасты осуществляют выпаривание отвердителя путем нагревания до температуры 105 – 110 градусов и последующей выдержки при данной температуре в течение 3 часов. Отремонтированную поверхность зачищают драчевым напильником или абразивным кругом. Подтеки пасты срубают зубилом. Пробоины, поддающиеся ремонту, заделывают наложением заплат. Вначале осуществляют зачистку и обезжиривание краев и поверхности вокруг пробоин. Затем наносят пасту и накладывают заплату из стеклоткани толщиной 0,3 мм и прикатывают роликом. Расстояние от края заплаты до края пробоины должно быть не менее 15 – 20 мм. После этого наносят второй слой пасты и накладывают вторую заплату так, чтобы она перекрывала первую на 10 – 15 мм со всех сторон. Заплату прикатывают роликом. В такой последовательности накладывают до 8 слоев стеклоткани. Последний слой заплаты покрывают пастой для защиты его от повреждений. Пробоины можно заделывать приваркой заплат, изготовленной из мягкой стали такой же толщины, что и стенка детали. Форма заплаты должна соответствовать форме поврежденного участка, а размеры ее на 1,5 – 2,0 мм меньше пробоины. Края пробоины и заплаты обрабатывают под углом. Заплату вначале приваривают в двух местах, а затем приваривают по всему периметру. Применяют электросварку и медные электроды, обернутые жестью. Рекомендуется герметизировать поврежденный участок эпоксидной смолой. После восстановления пробоины заплатами и механической обработки нанесенного слоя пасты блок цилиндров подвергают опрессовке на стенде. Если в течение 5 – 6 минут просачивание воды не обнаруживается, то ремонт блока выполнен качественно. Трещины рубашки охлаждения блока можно заделать постановкой штифтов. Порядок выполнения работ следующий. Вначале по концам трещины просверливают отверстия сверлом d 4 – 5 мм. Затем этим же сверлом сверлят отверстия по всей длине трещины на расстоянии 7 – 8 мм одно от другого. Нарезают резьбу и ввертывают медные прутки на глубину, равную толщине стенки блока. Прутки обрезают ножовкой, оставляя концы, выступающие на 1,5 – 2,0 мм над поверхностью детали. Сверлят отверстия между установленными штифтами так, чтобы они перекрывали их на ¼ диаметра. Нарезают резьбу, ввертывают медные прутки и обрезают их ножовкой, оставляя соответствующие концы. Далее легкими ударами молотка концы штифтов расчеканивают, образуя плотный шов. Если требуется, то шов выравнивают напильником. Затем блок цилиндров подвергают опрессовке. Блок цилиндров, имеющий сколы, допустимые для ремонта, восстанавливают наплавкой ил приваркой заплат. Величину износа цилиндров или гильз определяют индикаторным нутромером. Измерения делают в двух взаимно перпендикулярных направлениях и в трех поясах. Одно направление устанавливают параллельно оси коленчатого вала. Первый пояс располагается на расстоянии 5 – 10 мм от верхней плоскости блока, второй – в средней части цилиндра и третий на расстоянии 15 – 20 мм от нижней кромки цилиндра. В зависимости от величины износа устанавливают вид ремонта. Обычно осуществляют растачивание и последующую доводку или постановку гильз. Вставные гильзы также можно ремонтировать расточкой с последующей окончательной обработкой хонингованием. Растачивание является основным способом ремонта цилиндров и гильз. Цилиндры обрабатывают до ремонтных размеров на расточных станках стационарного или переносного типа. Гильзы крепят в специальном приспособлении, установленном на столе расточного станка. После растачивания гильза подвергается хонингованию. Вначале осуществляют предварительное, а затем окончательное хонингование. Применяют хонинговальную головку с механическим, гидравлическим или пневматическим разжимным устройством. Хонингование осуществляется при непрерывной и обильной подаче смазочно-охлаждающей жидкости в зону обработки. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют керосин или смесь керосина с веретенным маслом. Для предварительного хонингования рекомендуются бруски синтетических алмазов А10М х 50, а для окончательного хонингования – бруски БХ-100 х 11 х 9КЗ8БС. Окончательная обработка цилиндров двигателя может быть осуществлена шариковыми раскатными головками, позволяющими получить поверхность требуемой точности и шероховатости. Процесс осуществляют после растачивания или одновременно за один проход обрабатывают отверстия цилиндра резцом и шариком головки. Независимо от способа окончательной обработки цилиндров их внутренний диаметр должен иметь один и тот же ремонтный размер. Цилиндры можно восстанавливать запрессовкой гильз, если их износ превышает последний ремонтный размер или на стенках имеются глубокие риски или задиры. Для этого цилиндры обрабатывают под ремонтную гильзу, толщина которой должна быть не менее 3 – 4 мм. В верхней части цилиндра растачивают кольцевую выточку под буртик гильзы. Гильзы запрессовывают с натягом 0,05 – 0,10 мм на гидравлическом прессе, опрессовывают и обрабатывают до номинального размера. Иногда гильзы обрабатывают под размер меньше номинального, чтобы использовать перешлифованные старые поршни. Вставные гильзы выпрессовывают и запрессовывают с помощью съемника. Деформация гнезд коренных подшипников проверяют поверочной скалкой. Если она входит в гнезда и без больших усилий проворачивается, то деформации отсутствуют. Износ, а также величину отклонения от соосности гнезд коренных подшипников можно установить специальным приспособлением. НИИАТ разработал приспособление для контроля отклонения от соосности гнезд вкладышей коренных подшипников блоков двигателей ЗИЛ. Изношенные и деформированные гнезда вкладышей коренных подшипников растачивают до номинального размера. Снятые крышки подшипников обязательно маркируют (ставят номер блока цилиндров и порядковый номер крышки). Плоскости разъема крышки фрезеруют на определенную величину (0,6 – 0,8 мм) и контролируют индикаторным приспособлением. Также фрезеруют внешний паз в крышке переднего и фасонный паз в крышке заднего коренного подшипника. Обработанные и принятые ОТК крышки собирают с блоком цилиндров соответственно их маркировке. Собранный блок цилиндров с крышками устанавливают и закрепляют на плите расточного станка. Отверстия коренных подшипников растачивают за один проход резцами, укрепленными на борштанги до размера, установленного чертежом или техническими условиями. После расточки проверяют размеры отверстия, шероховатость поверхности и межцентровое расстояние между отверстиями коренных подшипников и втулками распределительного вала.
Ремонт головки блока цилиндров и клапанных седел. Основными дефектами головок блока цилиндров являются различных местах, коробление поверхности сопряжения с блоком цилиндров, износ отверстий в направляющих втулках клапанов и резьбы, ослабление посадки седел клапанов в гнездах. Головка блока цилиндров с деталями клапанного механизма работает в очень тяжелых условиях – при высоких температурах и воздействии механических и тепловых нагрузок. Поэтому в зависимости от дефекта и места его расположения необходимо правильно установить способ ремонта. Трещины можно заделывать эпоксидными пастами, заваркой с общим подогревом головки, наложением заплат, штифтовкой. Коробление плоскости сопряжения головки с блоком цилиндров устраняют шлифованием и фрезерованием с последующим шлифованием. При этом должна быть выдержана минимально допустимая глубина камеры сгорания, которая указывается в технических условиях. Величину коробления плоскости устанавливают на плите по краске или с помощью контрольной линейки и щупа. Изношенные отверстия в направляющих втулках и под направляющие втулки клапанов обрабатывают развертками до номинального или ремонтного размера. При износе больше допустимой величины производят замену втулки. Износ и раковины на фасках седел клапанов устраняют шлифованием или осуществляют замену седла. Производят притирку седла с клапаном или зенкование с последующим шлифованием и притиркой. При зенковании применяют комплект из 4-х зенков, имеющие разные углы наклона режущих кромок. Рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразивными кругами под соответствующим углом. Впускные клапаны шлифуют под углом 60 градусов, а выпускные клапаны – под углом 45 градусов к оси направляющих втулок. При больших износах седла клапана, когда утопание калибра превышает допустимую величину, указанную в технических условиях, седло клапана заменяют новым. Для этого изношенное клапанное седло растачивают, а затем запрессовывают вставное седло клапана, расчеканивая его с помощью специальной оправки. Далее шлифуют и зенкуют рабочую фаску до получения требуемого размера. Затем осуществляют притирку с рабочей поверхностью клапана. Притирку выполняют на специальных станках, которые полностью механизируют процесс и позволяют выполнять обработку всех клапанов одновременно. Для притирки применяют притирочную пасту или пасту ГОИ. Рекомендуется в начале притирку производить более грубой пастой. Тонкая паста применяется для получения окончательной чистовой поверхности. Притирка должна обеспечить плотное, герметичное соединение рабочих фасок клапана и седла, исключающее возможность проникновения газов. Притертые клапан и седло должны иметь по всей окружности фаски ровную матовую полоску определенной ширины. Ширина полоски должна быть равной ½ ширины рабочей фаски седла. При ослаблении посадки седла клапана в гнезде его выпрессовывают, а отверстие растачивают для установки седла ремонтного размера. При выпрессовке применяют различные съемники.
Ремонт поршня. Основными дефектами поршня являются: нагар на днище и канавках, износ канавок под кольца, отверстий в бобышках, трещины и царапины на стенках. Для очистки канавок поршня от нагара применяют приспособления в виде стальной ленты с рукоятками, на внутренней поверхности которого закреплены резцы. Вставляя резцы в канавку и поворачивая приспособление вокруг поршня, удаляют нагар. Поршни с изношенными канавками под поршневые кольца заменяют новыми соответствующих размеров. Изношенные отверстия в бобышках поршня восстанавливают развертыванием с последующей установкой поршневого пальца увеличенного размера. Не значительные риски или царапины на наружной поверхности поршня удаляют зачисткой наждачной шкуркой. Поршни с трещинами и глубокими царапинами заменяют на новые.
Ремонт шатуна. Основными дефектами шатуна являются: изгиб и скручивание стержня, износ отверстия втулки верхней головки и отверстия под втулку, износ отверстия и торцевых поверхностей нижней головки. Изношенные втулки верхней головки шатуна обычно заменяют новыми. Иногда отверстия втулки растачивают или развертывают под увеличенный ремонтный размер поршневого пальца. Изношенное отверстие головки под втулку восстанавливают обработкой под ремонтные размеры или шатуны с данным дефектом выбраковывают. Отверстия нижней головки шатуна под вкладыш растачивают и шлифуют под номинальный размер после обработки стыковых поверхностей крышки с шатуном. Последнее фрезеруют или шлифуют, используя специальные приспособления. При наличии гальванического участка целесообразно отверстие нижней головки шатуна ремонтировать осталиванием. После осталивания отверстие восстанавливают до номинального размера. Этот метод ремонта позволяет сохранить жесткость детали и межцентровое расстояние между отверстиями верхней и нижней головок шатуна. Изгиб и скручивание стержня шатуна устраняют правкой. Для правки и контроля шатунов применяют различные приспособления.
Ремонт коленчатого вала. Основными дефектами коленчатого вала являются: изгиб, износ шатунных и коренных шеек, износ отверстия под подшипник ведущего вала коробки передач и отверстий фланца вала под болты крепления маховика. Изгиб коленчатого вала двигателя проверяют на стенде, на призмах, установленных на контрольной плите или центрах токарного станка с помощью индикатора. Изгиб свыше допустимого по техническим условиям устраняют правкой на прессе. Коленчатый вал устанавливают на призмы крайними коренными шейками, а штоком прессом через медную или латунную прокладку давят на среднюю шайбу со стороны, противоположной изгибу. При этом величина прогиба должна быть примерно в 10 раз больше устраняемого изгиба. Вал выдерживают под нагрузкой на прессе в течение 2 – 4 минут. После правки рекомендуется вал подвергнуть термической обработке, т.е. нагреть до 180 – 200 градусов и выдержать при этой температуре в течение 5 – 6 часов. Затем вал проверяют на биение. Биение средних шеек по отношению к крайним шейкам не должно превышать 0,05 мм. Изношенные шатунные и коренные шейки коленчатого вала восстанавливают шлифованием под ремонтный размер. Устанавливают один ремонтный размер для всех шатунных шеек и один ремонтный размер для коренных шеек и зависимости от наименьшего диаметра, полученного в результате обмера и рекомендуемого техническими условиями ремонтного размера. Завершают обработку шеек вала полированием или суперфинишированием до получения требуемо шероховатости поверхности. Затем промывают масляные каналы и наружную поверхность вала керосином в специальной ванне. В тех случаях, когда использованы все ремонтные размеры и дальнейшее уменьшение диаметра вала недопустимо, а прочность его достаточна, шейки можно восстанавливать наплавкой с последующей обработкой под номинальный размер. При восстановлении шеек коленчатого вала важно правильно выбрать установочные базы. Рекомендуется устанавливать коленчатый вал на станке на те же базовые поверхности, которые применялись при изготовлении. Тогда получаются минимальные погрешности, связанные с его установкой. В качестве технологической базы могут быть приняты прошлифованные коренные шейки при шлифовании шатунных шеек. При этом ось вращения шатунных шеек должна точно совпадать с осью шпинделя станка. Износ отверстия под подшипник ведущего вала коробки передач восстанавливают постановкой втулки. На токарно - винторезном станке растачивают отверстия в вале, затем запрессовывают ремонтную втулку до упора, растачивают отверстия во втулке и снимают фаску. Изношенное отверстие во фланце вала под болты крепления маховика обрабатывают разверткой до ремонтного размера в сборе с маховиком. При сборке ставят болты крепления маховика увеличенного ремонтного размера. После ремонта необходимо осуществить контроль коленчатого вала для установления качества выполненных работ и выявления возможных раковин и трещин.