Техническое обслуживание двигателя автомобиля: что и когда делать

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Какие виды технического обслуживания двигателя автомобиля можно выделить
• Когда нужно проводить первое техническое обслуживание двигателя автомобиля
• Когда и как правильно мыть двигатель автомобиля
• Какие неисправности можно выявить во время технического обслуживания, не снимая двигатель автомобиля

Двигатель справедливо называют сердцем машины, которое требует не менее тщательного ухода и заботы, чем человеческое. Чтобы его работа была бесперебойной и надежной, помимо ежедневного осмотра перед поездкой, нужно регулярно проводить техническое обслуживание двигателя автомобиля. Этому процессу посвящена наша статья.

Техническое обслуживание двигателя автомобиля сразу после покупки

Первые 3–5 тысяч километров пробега нового автомобиля являются самым важным периодом, в течение которого владелец должен действовать грамотно, чтобы обеспечить долгий срок беспроблемной службы машины. Детали всех узлов и агрегатов еще притираются друг к другу, поэтому не следует по полной нагружать машину и давать максимальные обороты двигателю. Полный прогрев движка перед началом движения позволяет обеспечить устойчивую работу ДВС на холостом ходу без «подсоса».

Первая поездка на автомобиле требует проведения ряда обязательных манипуляций. В их числе: протяжка резьбовых соединений, замер давления воздуха в шинах манометром, проверка наличия и уровня технических жидкостей и масел в ДВС, КПП, мостах и бачке гидроусилителя руля (при его наличии) либо в рулевой колонке, антифриза — в радиаторном бачке, тормозной жидкости — в бачке главного тормозного цилиндра и гидравлике сцепления (если таковая имеется), топлива — в баке. С помощью нагрузочной вилки нужно проверить заряд аккумулятора, уровень и плотность электролита и обязательно закрепить батарею специальным удерживающим устройством на положенном месте, затянуть клеммы согласно их полярности. Необходимо протестировать работу систем стеклоочистки и омывателей (есть ли жидкость в бачках, работают ли распылители).

Перед первым запуском мотора нужно произвести подкачку топлива бензонасосом в карбюратор. После запуска двигателя водителю стоит тщательно проверить, нет ли подтекания масла, топлива, тосола или антифриза. Пусть мотор поработает вхолостую, потом нажмите на акселератор, плавно добавив обороты, и прислушайтесь. Если посторонних подозрительных шумов нет, можно начинать движение.

Рекомендуем

Техобслуживание двигателя автомобиля в основной период эксплуатации

В общем виде техническое обслуживание движка автомобиля включает в себя:

• очистку ДВС и навесных агрегатов от загрязнений, удаление смолистых отложений масел, нагара;
• проверку и подтяжку резьбовых соединений;
• замену масла и тосола/антифриза, фильтров в топливной, масляной и воздушной системах;
• регулировку при необходимости.

Особое внимание при первом техническом обслуживании (ТО-1) автомобиля уделяют протяжке болтов и гаек в системах крепления выпускного коллектора, глушителя и опор двигателя. При втором техническом обслуживании (ТО-2) делают проверку и протяжку (если есть необходимость) крепления головок цилиндров, регулировку тепловых зазоров клапанов в газораспределительной системе, проверку и регулировку натяжения ремня генератора, ГРМ и т. п.

В течение основного периода эксплуатации автомобиля проводится техническое обслуживание разных видов:

• ЕО — ежедневное обслуживание;
• ТО-1 — первое техническое обслуживание;
• ТО-2 — второе техническое обслуживание;
• СО — сезонное техническое обслуживание.

1. Ежедневное обслуживание двигателя.

Данный вид технического обслуживания включает следующие действия:

• Визуальный осмотр движка.
• Проверка уровня масла и охлаждающей жидкости, при необходимости их доливка.
• Оценка работы мотора (по приборам на панели и на слух).

2. Первое техническое обслуживание.

Данный вид технического обслуживания включает следующие действия:

• Проверка надежности закрепления агрегатов движка на раме и кузове.
• Проверка надежности фиксации оборудования непосредственно на двигателе (генератора, бензонасоса, глушителя).
• Проверка надежности крепления передних опор.
• Проверка картерного поддона на подтекания, при необходимости — подтяжка болтов.
• Регулировка.
• Проведение операций согласно карте смазки.

3. Второе техническое обслуживание.

Второе техническое обслуживание включает следующие действия:

• Выполнение всех пунктов первого технического обслуживания.
• Проверка и затяжка (если нужно) гаек крепления головки цилиндров.
• Регулировка тепловых зазоров клапанов и, при наличии, толкателей и коромысел.
• Проверка компрессии в цилиндрах.
• При необходимости — удаление нагара.

Операции первого технического обслуживания не требуют разбора движка, тогда как при втором ТО необходимо снять клапанные крышки с головок цилиндров для диагностики и регулировок зазоров в ГРМ.

Каждый автопроизводитель разрабатывает методические рекомендации по профилактике неполадок и ремонту двигателя. Так, момент затяжки головки бензиновых двигателей ниже, чем у дизельных. При этом производить оценку крепления алюминиевой головки цилиндров нужно на холодном движке, а чугунной — на прогретом.

При отрицательных температурах подтяжка головок цилиндров запрещена. Мотор необходимо прогреть и только потом приступать к затяжке креплений. Затягивать болты следует равномерно, в два приема, согласно рекомендованной изготовителем схеме, где учтены особенности конструкции двигателя. Для протяжки используют специальный динамометрический ключ. Данный вид работы проводят одновременно с затягиванием болтов крепления выпускной системы. Завершить процедуру следует проверкой зазоров в клапанах и, при необходимости, их регулировкой, специфика которой обусловлена конструкцией движка.

В период эксплуатации автомобиля нередко меняется допустимый зазор между клапанами и толкателями, в результате ухудшается заполнение камеры сгорания цилиндров топливной смесью и затрудняется выведение выхлопных газов. Все это приводит к повышенному расходу топлива и снижению мощности ДВС.

Рекомендуем

Неисправности двигателя, которые можно обнаружить и устранить во время технического обслуживания

Работа двигателя автомобиля должна характеризоваться надежностью и бесперебойностью, возможностью развивать мощность, достаточную, чтобы обеспечить нормальную тягу автомобиля и при этом не превышать установленные нормы расхода топлива и масла.

Итак, резюмируем признаки основных неисправностей ДВС автомобиля:

• снижение мощности;
• избыточный расход масла, копоть в выхлопе;
• снижение компрессии;
• посторонние шумы и постукивание в моторе.

1. Причинами потери двигателем своих мощностей и сопутствующего увеличения топливного расхода автомобиля могут быть: различные неполадки системы питания, накопление нагара в шатунно-поршневой группе, отложения в системе впуска и ее недостаточная герметизация, ржавчина, накипь и продукты разложения охлаждающей жидкости в радиаторе, разрегулировка газораспределительного механизма, низкая степень сжатия в цилиндрах движка. При проведении технического обслуживания на эти моменты стоит обратить внимание в первую очередь.
2. К избыточному расходу масла и появлению копоти в выхлопе автомобиля приводят: изношенность центральной поршневой группы, залипание поршневых и маслосъемных колец, деформация канавок поршня, царапины и трещины гильз цилиндров, негерметичность седла клапанов и вкладышей коленвала, чрезмерная загрязненность системы вентиляции картера. Также изменение цвета выхлопа может быть и сигналом некорректной работы карбюратора или топливного насоса высокого давления у дизельных автомобилей.
3. Снижение компрессии может быть вызвано: нарушениями в работе клапанной системы (износ седел, направляющих втулок, коромысел, маслосъемных колпачков), изношенностью поршневой группы и зеркал гильз цилиндров, просечкой подголовочной прокладки цилиндров из-за недостаточно затянутых болтов, неотрегулированностью зазоров в ГРМ.
4. Посторонние шумы и постукивание в моторе возникают вследствие: неисправности клапанных пружин и заедания клапанов; деформации рабочих поверхностей поршней и гильз; увеличенных зазоров в газораспределительном механизме; появления выработки на поршневых пальцах в поршневых бобышках и во втулках верхних головок шатунов; диаметральной изношенности вкладышей коленвала, окружающих коренные и шатунные шейки.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из цилиндропоршневой и кривошипно-шатунных групп: цилиндров, поршней, поршневых пальцев и колец, шатунов, коленчатого вала, шатунных и коренных подшипников, маховика. Техническое обслуживание призвано устранить неисправности деталей данной группы, которые проявляются в дымном выхлопе, повышенном расходе масла, падении давления в системе смазки, стуках, шумах и вибрации.

Увеличение зазоров становится общей для всех групп деталей причиной «болезни». Так, в кривошипно-шатунном механизме это приводит к появлению вибрационных проявлений, цилиндропоршневой группе грозит снижением давления в цилиндрах и, как следствие, повышением расхода масла, в подшипниках коленчатого вала ведет к снижению давления масла в моторе.

«Зеркала» цилиндров изнашиваются как вдоль оси (в зоне компрессионных колец), так и (гораздо сильнее) по окружности (в плоскости качания шатуна). В зависимости от степени деформации цилиндр подлежит либо не подлежит токарной обработке. При проведении технического обслуживания поршни с кольцами, чаще всего, заменяют на новые в соответствии с внутренним диаметром цилиндра. Шатуны, если они деформированы (трещины, изгибы, скручивания, большой износ под втулку пальца и вкладышей), также не подлежат ремонту. Их допустимый изгиб 0,08 мм при максимальном скручивании 0,12 мм на 100 мм длины.

Ремонт двигателя производится в обязательном порядке при обнаружении: разрегулировки клапанов, негерметичности прокладок клапанной крышки и головки блока, любых дефектов головки блока, стука коренных и шатунных подшипников, пропуска газов, повышенного расхода масла, снижения мощности, недостаточного давления масла в системе смазки.

При этом в первых трех случаях силовой агрегат с автомобиля можно не снимать. Для проведения ремонта/замены поршней с кольцами, цилиндров, шатунов, вкладышей, масляного насоса и т. д. потребуется снятие движка с автомобиля.

Если выявлены сразу несколько неполадок (стучат клапаны, «шумят» подшипники, упала мощность и проч.) и пробег автомобиля близок к установленным заводом ресурсным значениям, то капитальный ремонт становится неизбежностью. Перед этим двигатель нужно помыть (снаружи) и передать машину в руки профессионалов: в проверенную и вызывающую доверие ремонтную мастерскую, где разборка, ремонт, сборка и постремонтное тестирование (качественная обкатка силового агрегата в горячем или холодном состоянии) производятся на стендах, что гарантирует долговечность работы ДВС.

Рекомендуем

Очистка и мойка двигателя автомобиля

Первым этапом технического обслуживания мотора является его внешняя очистка, которая проводится перед контрольным осмотром, диагностикой и регулированием или ремонтными работами.

Поверхность двигателя обдувают воздухом под давлением и протирают ветошью.

Основательную мойку проводят для определения мест подтекания масел или технических жидкостей, а также для того, чтобы удалить плотный налет из засохшей грязи и скопившегося загустевшего масла, мешающего нормальному охлаждению двигателя.

Использовать бензин или керосин для этих целей опасно, лучше всего применять очиститель для холодной очистки, который может быть аэрозольным или жидким. В последнем случае для его нанесения используется кисть и воду: очиститель растирают по поверхности движка, периодически смачивая в воде. По истечении времени воздействия, указанного на упаковке выбранного средства, нужно смыть очиститель водой, предварительно закрыв полиэтиленом генератор и трамблер.

Можно использовать и синтетические моющие средства (стиральный порошок, шампунь, средство для мытья посуды и т. д.), нанося их так же кистью.

После такой «бани» движок должен как следует обсохнуть.

Проводить внешнюю очистку двигателя нужно по мере необходимости. Что касается внутренней «чистки», то для профилактики нагара, смолистых и мазевых отложений применяют специальные присадки, которые добавляют в топливо, масло и антифриз примерно раз на три–пять тысяч километров пробега.

Рекомендуем

Контрольный осмотр двигателя во время технического обслуживания

Основная цель контрольного осмотра ДВС автомобиля при техническом обслуживании заключается в выявлении очевидных неисправностей, при этом нужно: оценить комплектность, выявить подтекания топлива, масел и тосола, проверить узлы крепления движка и его систем, произвести контрольный запуск. Ключевыми характеристиками последнего являются легкость и время, максимальное значение которого не должно превышать 20 секунд. Через 1–2 минуты запуск нужно повторить.

Такой осмотр дает возможность на основе исключительно внешних (качественных и количественных) показателей выявить внутренние проблемы «сердца» автомобиля. А если добавить к ним еще и инструментальное исследование, можно получить более детальную «картину болезни».

Чаще остальных в диагностике при техническом обслуживании применяются цветовой анализ выхлопных газов автомобиля, звуковой анализ работы мотора, химический анализ картерного масла (продукты износа деталей мотора, нерастворимые продукты загрязнения и др.).

1. Цветовой анализ выхлопных газов.

По цвету дыма из выхлопной трубы автомобиля можно диагностировать различные неполадки в моторе:

1. Белый выхлоп — следствие:

• недостаточного давления в цилиндрах (из-за изнашивания цилиндров поршневой группы и некорректной работы клапанов);
• попадания жидкостей в цилиндры (из-за дефектов в головке или прогорания прокладки);
• неполноценного сгорания топлива (из-за неэффективного распыления и пропуска такта сжатия) — у дизельных автомобилей;
• запуска мотора при низких температурах воздуха, запаздывания вспышки (ненормальное распыление форсунками, запарафинивание фильтров тонкой топливной очистки, износ ТНВД) — у дизельных автомобилей.

2. Светло- или темно-синий выхлоп — следствие:

• залипания поршневых колец, общего сильного износа поршневой группы;
• износа клапанов, направляющих втулок и маслосъемных колпачков;
• несвоевременного впрыска топливной смеси, неправильной работы свечей накаливания, сильного сгорания масла — у дизельных автомобилей.

3. Коричневый или черный выхлоп — следствие неполного сгорания топлива из-за некачественного его распыления форсунками (изношена игла или уменьшен угол опережения впрыска); некорректной настройки ТНВД; недостаточной подачи воздуха (говорит о том, что воздушный фильтр пора менять).

4. Сизый или светло-серый выхлоп — следствие:

• плохой приработки деталей поршневой группы (двигатель не обкатан в достаточной степени);
• потери подвижности поршневыми кольцами в силу высокой закоксовки;
• недостаток компрессии в цилиндрах.

Техническое обслуживание и ремонт системы питания дизельного двигателя автомобиля необходимо произвести и в случае, когда при запуске выхлопного дыма нет совсем (или он выходит редкими клубами). Значит, подача топлива недостаточна, или заедают клапаны и поршни топливного насоса высокого давления, или сломалась его пружина, или заедают плунжеры (возможно, не дорабатывают их пружины). Проблема может крыться в игле форсунки или отказе обратного клапана.

Отпечатки выхлопа автомобиля на бумаге также могут применяться для анализа и диагностики проблем.

2. Анализ шумов при работе мотора.

Кажущаяся простота метода (шумы легко услышать) делает его весьма распространенным, но важно помнить, что качественно оценить техническое состояние силового агрегата автомобиля таким образом может только высококвалифицированный специалист (и даже его оценка будет субъективна).

Чтобы получить более точные данные, используют специальные стетоскопы — как простейшие (например, КИ-1154 представляет собой щуп с ручкой и наушниками), так и более сложные, резонансные, снабженные регулятором восприятия частот и акустической камерой, резонирующей с частотой вибрации агрегата, что позволяет настраивать прибор на разные частотные диапазоны. Электронные приборы от завода «Экранас» способны улавливать слабые звуки.

А ультразвуковые стетоскопы позволяют обнаружить даже незначительную утечку сжатых газов, которую человеческое ухо не воспринимает. Приборы трансформируют ультразвук в слышимые частоты или в импульс, распознаваемый осциллографом.

Техническое обслуживание дизельных и карбюраторных движков автомобилей существенно различается, хотя немало и общих моментов.

Так, диагностику топливной системы проводят посредством анализа топливной смеси (ее состав и расход в соответствии с нормативом). Делают замер содержания углекислого газа в выхлопе автомобиля.

Система охлаждения. Ее визуально исследуют на герметичность, нагнетают избыточное давление (приблизительно 0,06 МПа) для выявления протечек в местах соединения узлов и агрегатов. Контролируют следующие показатели: уровень охлаждающей жидкости (при необходимости следует доливка), степень натяжения ремня вентилятора радиатора. Устраняют накипь и подтекания.

Система смазки. Уровень и качество масла, его давление — вот основные показатели, проверяемые в ходе технического обслуживания. Поскольку состояние системы сразу отражается на функционировании движка, второстепенных элементов здесь нет. Мастер уделит внимание каждой детали, заменит фильтры, промоет систему, произведет смазку элементов (согласно рекомендованному производителем регламенту).

Двигатели автомобилей, работающие на дизельном топливе, нуждаются в специфической регулировке топливной системы: если выявляется ранний впрыск топлива в цилиндры, необходимо скрупулезно выставить угол опережения. Тщательно следят за герметичностью системы подачи топлива, регулируют работу насосов (подкачивающего и ТНВД), производят смену фильтров, проверку форсунок.

При техническом обслуживании бензиновых движков делают регулировку карбюратора, настройку оборотов коленчатого вала на минимальную частоту вращения на холостом ходу. Оценке подлежит уровень топлива и герметичность поплавковой камеры, бензонасоса, чистота воздушного и топливного фильтров, плотность закрытия дроссельной заслонки, срабатывание клапана холостого хода. Проверка герметичности топливного бака и бензопроводов — обязательный этап технического обслуживания.

Рекомендуем

Техническое обслуживание отдельных систем двигателя автомобиля

1. Кривошипно-шатунный механизм.

Слить охлаждающую жидкость и масло с блока движка. Проверить степень затяжки болтов крепления головок цилиндров к блоку (при необходимости — подтянуть их), очистить от нагара днища поршней и внутреннюю поверхность камер сгорания. В V-образных двигателях нужно ослабить крепление впускной трубы, чтобы исключить взаимовлияние подтяжки головок цилиндров друг на друга. Теперь гайки крепления головки к блоку можно подтянуть с помощью динамометрического ключа.

Если применяются только те виды масел и топлива, которые рекомендует изготовитель, а также соблюдается температурный режим нагрева охлаждающей жидкости (80–90 °С), то нагар несущественный, он не оказывает серьезного негативного воздействия на работу мотора.

Если же рекомендации нарушены, это неизбежно грозит образованием вызывающего детонацию нагара, снижением мощности двигателя и увеличением топливного расхода. В процессе технического обслуживания удаляют нагар, для чего впускную трубу головки цилиндров снимают. Затем проводят очистку днища поршней и внутренней поверхности камер сгорания. Существенно осложняет процесс технического обслуживания эксплуатация двигателя на этилированном бензине: в таком случае нагар необходимо смачивать (например, керосином), чтобы исключить вдыхание сильного яда, содержащегося в нем. Если отложения на поршнях в скором времени появились вновь, это говорит о том, что двигателю автомобиля требуется срочный ремонт.

Газораспределительный механизм.

Следует с определенной периодичностью проверять и регулировать зазоры клапанов — на холодном двигателе (у карбюраторных автомобилей), когда толкатель полностью опущен. Уменьшение зазоров относительно величин, рекомендуемых производителем, приводит к более раннему открытию и закрытию, отсюда перегрев и прогорание клапанов, что, в свою очередь, значительно ухудшает качество запуска двигателя и его работу в целом. Необходимо очищать клапаны от нагара и притирать их к седлам.

Регулировка пусковых зазоров.

В качестве примера рассмотрим регулировку пускового зазора дроссельной заслонки первой камеры на ВАЗ-21083. Первое условие — холодный двигатель. Второе — снятый карбюратор.

Нужно снять воздухофильтр, чтобы обеспечить доступ к заслонке, пусковой зазор которой составляет 2,5±0,2 мм. Отклонение от допустимых значений приводит к необходимости регулировки, выполняемой регулировочным винтом. Порядок действий: повернуть влево кулачок (расширяющийся паз освободит штифт заслоночного рычага, сама же заслонка за счет возвратной пружины будет удерживаться в закрытом положении), отрегулировать винтом размер зазора в параметрах 1,1 ±0,05 мм (рычаг приоткрывает дроссельную заслонку на регулируемую величину), вернуть на место узлы и детали.

Далее следует запуск двигателя. Примерно через 15–20 секунд нужно проверить количество оборотов коленвала еще холодного мотора, нормальные параметры 2200–2600 об/мин. Прогретый двигатель на холостом ходу держит 750–800 об/мин.

Система смазывания.

Каждый день необходимо контролировать с помощью щупа уровень масла, который должен находиться между отметками min и max.

Система питания.

Чистота приборов и узлов — важнейшее условие бесперебойного функционирования топливной системы. Техническое обслуживание включает замену топливных фильтров, проверку герметичности соединений топливопровода. Пристальное внимание необходимо уделять шланговым соединениям: нельзя допускать их скручивания или перегиба.

Регулировка холостого хода двигателя.

Условия проведения регулировочных работ: двигатель прогрет, воздухозаслонка полностью открыта, зазоры в ГРМ отрегулированы, момент зажигания корректен. Два главных участника процесса: первый — винт количества топливной смеси и второй — винт качества (состава) смеси, который закрыт. Заглушку нужно вынуть при помощи штопора, чтобы получить доступ.

Первым винтом необходимо выставить по тахометру обороты двигателя в границах 750–800 в минуту. Вторым — привести значение содержания углекислого газа (СО) в выхлопе в границы 1±0,3 % (содержание окиси углерода приводится к 20 °С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.)). Значения могут сбиваться, поэтому регулировку до достижения названных показателей нужно проводить столько раз, сколько потребуется.

После завершения регулировочных работ резко нажать на педаль газа и отпустить ее. Если мотор внезапно увеличил обороты, а потом так же быстро их сбавил и не заглох, значит, он работает в штатном режиме. Если же заглох, частоту оборотов нужно довести до указанных значений и поменять заглушку винта качества.

Технология восстановления деталей двигателя

1. Восстановление блока и головки блока цилиндров

Блок цилиндров (рис. 1) служит основой двигателя. К его верхней части крепится головка блока. Блок цилиндров – литая деталь, как правило, из чугуна, реже – из алюминиевого сплава. Блок цилиндров выполняет ещё одну важную функцию – по отверстиям, которые в нём изготовлены, масло под давлением подаётся к местам смазки. ДВС с жидкостным охлаждением имеют также отверстия, по которым охлаждающая жидкость попадает в головку блока.

Рис. 1. Блок цилиндров ДВС: а – двухрядный V-образный; б – однорядный 4-цилиндровый

Технология восстановления

Для восстановления эксплуатационных свойств блока и головки блока цилиндров ДВС в общем случае применяют следующие технологические операции:

• предварительная мойка;
• расточка/ хонингование блока цилиндров;
• гильзование чугунного или алюминиевого блока цилиндров;
• расточка/ хонингование постели коленвала;
• шлифование плоскости блока цилиндров;
• электродуговая и холодная молекулярная заварка дефектов;
• микродуговое оксидирование;
• газотермическое напыление;
• опрессовывание блока и головки блока цилиндров;
• шлифование головок блока цилиндров;
• правка рабочей фаски седла клапана;
• притирание клапана;
• установка футорки под свечу.

Мойка деталей

Для этого используется автоматическая моечная машина контейнерного типа. Сверху и снизу барабана, в который укладываются детали, расположены две пары труб с установленными в них жиклерами, через которые под давлением подается разогретый до 90° специальный моющий состав, под действием которого приблизительно в течение 15 минут растворяются масляные отложения, смываются грязь и продукты износа с поверхностей деталей, после чего детали омывают проточной горячей водой в отдельной ванне. Далее впускные и выпускные каналы, камеры сгорания и привалочные плоскости головки блока цилиндров очищаются с помощью металлических щеток (рис. 2).

Рис. 2. Подготовка деталей к восстановлению: а – загрузка в моечную машину; б – очистка клапанов в головке блока цилиндров металлическими щетками

Дефектация

Во время дефектации тщательно изучается состояние деталей головки: визуальный осмотр тела головки блока цилиндров, измерение стебля клапана, биение тарелки клапана, промер внутренних

диаметров направляющих втулок клапанов, осмотр свечных отверстий, состояние резьбы шпилек, проверка плоскостности привалочных поверхностей и др. Для этого необходимо иметь целый ряд контрольно-измерительных приборов. Во время этой операции заполняется дефектационная ведомость, на основании которой формируется заключение о необходимом объеме работ.

2. Способы восстановления блоков цилиндров ДВС

• Расточка и хонингование цилиндров

Для расточки рядных блоков используются специальные станки российского или импортного производства, дающие наиболее точные размеры цилиндров, например VB 182 M фирмы AZ. Шпиндель этого станка может перемещаться только по вертикали, поэтому базирование блока цилиндров относительно шпинделя осуществляется путем перемещения стола с закрепленным на нем блоком. При таком способе центрирования цилиндра погрешность базирования минимальная, однако производительность не самая высокая. Тем не менее на нынешний момент это наиболее распространенная схема (рис. 3, а).

Рис. 3. Восстановление блока цилиндров: а – расточка цилиндров; б – хонингование; в – фрезерование плоскости

V-образные блоки растачиваются от постели коленчатого вала. Для этого также лучше использовать станок американского производства FN фирмы Kwik-Way. Простота установки блока и автоматическое базирование шпинделя существенно увеличивают производительность данного оборудования при незначительном снижении точности базирования.

Хонингование – финишная операция, при которой обеспечивается необходимый размер цилиндра, достигаются минимальные отклонения от круглости и цилиндричности, формируются специальный микрорельеф и определенная структура металла на поверхности цилиндра. Используется хонинговальный станок AZ CH 150 (рис. 3, б).

Фрезеровка необходима для обеспечения плоскостности привалочных поверхностей, а также для устранения забоин и царапин на них (рис. 3, в). При сильном перегреве мотора механики, как правило, проверяют привалочную плоскость головки блока цилиндров, забывая про блок. Несмотря на то что головка деформируется значительно сильнее блока, пренебрегать проверкой плоскости блока не следует. Прогиб около 0,05…0,07 мм может являться причиной утечек охлаждающей жидкости или попадания ее в цилиндры.

• Восстановление чугунного блока цилиндров сваркой

Для восстановления цилиндров пользуются методом сварки. С этой целью проводят следующие работы. Удаляют дефектное место газовой резкой или механическими способами. Разделывают место под сварку. Сварка сопровождается предварительным и сопутствующим обогревом цилиндра, для чего приходится сооружать специальные печи с электрообогревом. Для ускорения сварки применяют электроды большого диаметра. Наложение слоев проводят с послойной проковкой шва пневматическим молотком-зубилом. Особенности ремонтной сварки чугунных изделий и материалы для ее осуществления приведены в пункте 3.7 учебного пособия.

При заварке трещин в чугунных блоках (рис. 4) выполняют следующие операции:

• снятие с кромок трещин фасок с углом разделки 70…80°;
• грубая обработка фасок (желательно с образованием насечки);
• очистка места сварки от грязи, масла и ржавчины; подогрев подготовленных к сварке мест пламенем газовой горелки до температуры 900…950 °С;
• нанесение на подогретую поверхность слоя флюса (как правило, это бура кристаллическая);
• нагрев в пламени горелки конца латунной проволоки;
• натирание разогретой до плавления латунной проволокой горячих кромок трещины (латунь должна покрывать фаски тонким слоем);
• заварка трещины газовой горелкой с подачей латунной проволоки;
• медленный отвод пламени горелки от детали;
• закрытие сварного шва листовым асбестом или тефлоном.

Рис. 4. Разделка трещины в блоке цилиндров ДВС

3. Восстановление отверстий коренных опор чугунных блоков цилиндров двигателей комбинированным способом

Разработан ресурсосберегающий технологический процесс восстановления поверхности отверстий коренных опор чугунного блока цилиндров комбинированием электроискровой наплавки и нанесения металлополимерного покрытия, позволяющий обеспечить необходимую размерную, геометрическую и пространственную точность восстановления поверхностей и повторно использовать часть деталей, ранее подвергшихся выбраковке.

• Восстановление блоков цилиндров двигателей с помощью напыления

Напыление – один из наиболее интересных и эффективных способов нанесения защитных и упрочняющих покрытий на поверхность деталей. Это процесс, при котором наносимый материал в виде порошка или проволоки вводится в струю плазмы и нагревается в процессе движения с потоком газа до температур, превышающих температуру его плавления, и разгоняется в процессе нагрева до скоростей порядка нескольких сотен метров в секунду.

• Микродуговое оксидирование внутренней поверхности цилиндров из алюминиевого сплава

В настоящее время метод микродугового оксидирования является наиболее перспективным по сравнению с существующими технологиями нанесения покрытий на алюминиевые и магниевые сплавы и позволяет получать покрытия с высокими механическими, диэлектрическими и теплостойкими свойствами. Покрытия на алюминиевых и магниевых сплавах по износостойкости превышают все существующие материалы, используемые в современной технике.

• Восстановление «холодной» молекулярной сваркой

Восстановление поверхностей под упорные полукольца в блоке цилиндров традиционными способами связано с большими трудозатратами и иногда не обеспечивает необходимое качество восстановленной детали. Применение холодной молекулярной сварки для ремонта этой неисправности позволяет восстановить исходные геометрические размеры изношенной поверхности, свести к минимуму механическую обработку блока и все это в течение двух часов. Следует заметить, что можно восстанавливать как наружную, так и внутреннюю поврежденные поверхности.

4. Восстановление головок блока цилиндров двигателей

Полный цикл восстановительных работ гарантирует длительную и безупречную работу головок блоков цилиндров. Проводят следующие восстановительные операции:

• глубокая мойка и чистка головок от отложений нагара;
• заварка трещин;
• шлифовка поверхности прилегания;
• замена направляющих втулок клапанов;
• замена клапанов;
• замена седел;
• притирка клапанов;
• замена стаканов форсунок;
• проверка на герметичность прилегания клапанов и гидроиспытания на герметичность.

Заварка трещин на головке блока, изготовленной из алюминиевого сплава, вызывает особые затруднения вследствие технологических затруднений, возникающих при сварке алюминия, и высоких требований к точности размеров и формы самого изделия.

Присущие всем алюминиевым сплавам затруднения при электродуговой наплавке, связанные с наличием тугоплавкого окисла на поверхности основного и присадочного материалов, преодолеваются тщательной подготовкой перед сваркой проволоки (обычно методом травления в 10 %-ном растворе щелочи с последующей промывкой водой и просушкой) и механической зачисткой поверхности основного материала металлической щеткой или шабером. В процессе наплавки окисная пленка удаляется воздействием механизма «катодного распыления», возникающего при наличии обратной полярности сварочного тока. Однако в тех случаях, когда изделие работает в условиях масляной ванны или в условиях интенсивной смазки, требуется более тщательная подготовка основного материала: либо обжиг восстанавливаемой поверхности открытым пламенем, либо глубокая (до 0,5 мм) механическая обработка режущим инструментом.

Большие технологические затруднения при наплавке вызывают такие свойства алюминиевых сплавов, как высокий коэффициент теплопроводности и линейного расширения. Высокая теплопроводность материала изделия требует для получения гарантированного сплавления основного и присадочного материалов применение мощных источников тепла и форсированных режимов наплавки. При этом происходит интенсивный разогрев изделия, увеличивается глубина проплавления основного материала, что с учетом высокого коэффициента линейного расширения приводит к короблению самого изделия и, соответственно, к нарушению его эксплуатационных характеристик. Особенно высокие требования по части отсутствия коробления предъявляются именно к таким изделиям, как головки блоков цилиндров, где требуется обеспечить соосность посадочных отверстий с отклонением не более 0,05 мм. Существующие технологии восстановления таких изделий предусматривают использование предварительного подогрева с целью минимизации воздействия термического цикла сварки на основной металл, наложение каждого последующего валика с промежуточным охлаждением металла, что значительно уменьшает производительность процесса и увеличивает затраты.

Имеется опыт заварки трещин на головке блока ДВС автомобиля «ВАЗ», изготовленной из сплава АЛ25, с помощью трехфазной аргонодуговой сварки с применением присадочной проволоки, подключенной к средней фазе источника питания. Такой способ ремонта позволил устранить течь водяной рубашки без использования предварительного подогрева изделия и без нарушения его геометрических параметров.

5. Восстановление опорной стойки распределительного вала дизельного двигателя

Опорная стойка распределительного вала двигателя предназначена для поддержания вала в горизонтальном положении и должна обеспечивать свободное вращение вала вокруг своей оси. Конструктивно опорная стойка выполнена из двух половин, одна из которых — нижняя – жестко закреплена болтовым соединением на головке блока двигателя, а вторая – верхняя – предназначена для фиксации распределительного вала в посадочном месте. Вместе они создают самосмазывающийся подшипник скольжения, который на внутренней поверхности имеет каналы для подачи смазки.

Опорная стойка распределительного вала (рис. 5) изготовлена из литейного алюминиевого сплава АЛ-9, который обладает хорошими литейными свойствами, герметичностью, сравнительно высокой прочностью и пластичностью. Возможность применения этого сплава в подшипниках скольжения обусловлена тем, что после проведения термообработки (закалка + старение) поверхность детали достигает твердости до 80 НВ.

Рис. 5. Конструкция опорной стойки распределительного вала: 1 – крышка подшипника; 2 – опорная стойка; 3 – гайки крепления

Во время работы двигателя при вращении распределительного вала подшипник скольжения воспринимает различные виды нагрузок и, несмотря на обильную смазку, изнашивается за счет истирания или увеличивает свои посадочные размеры за счет пластического деформирования при «биении» вала. Естественно, изношенные подшипники скольжения подлежат замене и последующему восстановлению эксплуатационных свойств.

Восстановление алюминиевых подшипников скольжения выполняется с помощью аргонодуговой сварки, но при этом возникает ряд затруднений, связанных как с особенностями сварки самого алюминия, так и с особенностями конструкции и требованиями, предъявляемыми к восстановленной детали.

Обеспечение необходимой твердости наплавленного слоя достигается применением присадочного материала, отличающегося по своему составу от основного материала. Технологический процесс наплавки опорной стойки распределительного вала судового дизельного двигателя предусматривает применение присадочной проволоки марки Св-1557. Если сплав АЛ-9 содержит кремния – 6 %, магния – 0,2 %, железа – 0,6 %, то проволока Св-1557 имеет следующий состав: магний – 5 %, марганец – 0,4 %, хром – 0,15 %, бериллий – 0,003 %. Чаще всего для получения более высоких показателей твердости наплавленного слоя осуществляют термообработку изделия – закалку и искусственное старение.

6. Технология наплавки опорной стойки распределительного вала

Для того чтобы повысить производительность процесса, уменьшить термическое влияние сварочной дуги на основной металл и уменьшить коробление изделия, была разработана технология наплавки посадочных мест подшипника скольжения опорной стойки распредвала судового двигателя с помощью трехфазной аргонодуговой сварки с перераспределением теплового потока от дуги между основным металлом и присадочной проволокой, подключенной к средней фазе трехфазного источника питания. Для наплавки используется специальный сварочный стенд, включающий источник питания трехфазной дуги УДГТ-315У2, сварочную горелку ГАСТ-5 с тремя степенями свободы, реостат балластный РБ-6, сварочный стол с перемещающейся от электропривода кареткой, ножной пульт управления, механизм подачи присадочной проволоки, контрольно-измерительные приборы, баллон с аргоном, снабженный газовым редуктором и расходомером. Технологический процесс наплавки включает следующие операции.

1. Подготовить присадочную проволоку для наплавки: диаметр проволоки 2 мм, марка проволоки Св-1557:

• травить в 10 %-ном растворе NaOH в течение 10 минут;
• промыть проточной водой и просушить струей воздуха.

2. Подготовить посадочную поверхность опорной стойки к наплавке:

• удалить верхний слой металла на глубину 0,5 мм по всей поверхности наплавки фрезой на горизонтально-фрезерном станке;
• собрать отдельные половины подшипников (верхние и нижние) в ряд по 12 штук в каждом в специальном зажимном приспособлении, прокладывая между каждой половиной медную пластину соответствующей конфигурации и толщиной 2 мм;
• зачеканить маслоканалы кусками медной проволоки диаметром, соответствующим диаметру канала;
• протереть фрезерованные поверхности собранных блоков подшипников ветошью, смоченной этиловым спиртом;
• установить собранные блоки на сварочный стол и закрепить так, чтобы наплавку можно было вести по образующей поверхности.

3. Включить источник питания трехфазной дуги УДГТ-315У2 с предварительной продувкой аргоном сварочной горелки ГАСТ-5.

4. Подключить через балластный реостат к средней фазе источника питания посредством скользящего контакта (мундштука) присадочную проволоку.

5. Установить параметры режима наплавки: ток в электродах

• 110 А, ток через балластное сопротивление – 140 А, расход аргона
• 8 л/мин, скорость наплавки – 15 м/ч, скорость подачи проволоки
• 45 м/ч, установочная длина дуги – 4 мм.

6. Подвести место начала наплавки под сварочную горелку и зажечь с помощью осциллятора межэлектродную дугу.

7. Замкнуть присадочную проволоку на изделии непосредственно под электродами сварочной горелки.

8. Включить с помощью ножного пульта управления основную дугу и развести сварочную ванну, соизмеримую с диаметром присадочной проволоки (4…5 мм).

9. Задать перемещение сварочной каретке и одновременно подачу присадочной проволоки и наплавить валик по всей длине собранного блока подшипников.

10. Повернуть зажимное приспособление вокруг своей оси таким образом, чтобы последующий валик перекрывал предыдущий не менее чем на четверть его ширины.

11. Повторить операции с 6 по 10 до тех пор, пока не будет наплавлена вся поверхность подшипника скольжения опорной стойки.

Используя эффект разделения теплового потока трехфазной дуги между присадочной проволокой и основным металлом, можно наплавлять как в автоматическом, так и в ручном варианте детали из алюминиевых сплавов сложной формы и с малой толщиной стенки.

7. Плазменная наплавка впускных и выпускных клапанов

Внешне конструкция клапана довольно проста (рис. 6). Основные части: стебель, перемещающийся в направляющей втулке, и головка, которая «садится» на седло, герметизируя камеру сгорания. Формой головка напоминает перевернутую вверх дном тарелку, поэтому головку называют еще «тарелкой клапана». Она имеет рабочую фаску с углом 30 или 45° относительно плоскости тарелки и цилиндрический поясок. Он необходим для увеличения жесткости тарелки и защиты ее кромок от обгорания и коробления. Кроме того, поясок позволяет сохранить основные геометрические размеры тарелки клапана в случае перешлифовки его рабочей фаски.

Рис. 6. Конструкция клапана ДВС

Основанием для отбраковки клапана служат следующие дефекты:

• явные повреждения клапана: изгиб стебля, прогары, трещины, забоины;
• изменение диаметра стебля по его длине более 0,02 мм;
• ступенчатый или боковой износ стебля клапана;
• поврежденные проточки под сухари;
• уменьшение высоты цилиндрического пояска ниже допустимой производителем;
• расклеп торцевой части стебля и глубина выработки торцевой части более 0,2…0,3 мм.

Перспективной технологией восстановления является плазменная порошковая наплавка. Плазменная порошковая наплавка отличается высоким качеством наплавленного металла, малыми остаточными напряжениями и как следствие – отсутствием деформаций восстанавливаемых деталей. В качестве присадочных материалов применяются различные порошки: быстрорежущие, хромоникелевые и высокоуглеродистые легированные сплавы, бронзы и др.

Существовавшие ранее технологии наплавки клапанов в России были ориентированы на нанесение сплавов на основе никеля (например, порошок ПГ-СР 2) с использованием плазменно-дугового процесса. Эта технология на сегодняшний день не отвечает требованиям надежности и долговечности клапанов в связи с недостаточно высокой коррозионнои износостойкостью покрытия при высоких температурах. Ведущие зарубежные фирмы DELORO STELLITE (Великобритания), INTERWELD (Австрия), SNMI (Франция), выпускающие оборудование для наплавки клапанов и внедряющие этот процесс во всем мире, ориентируются на новую технологию, получившую название РТА-процесс (plasma transferred arc), в русском варианте – процесс плазменной наплавки-напыления (ПНН) или плазменно-порошковой наплавки (ППН). В качестве присадочного материала для наплавки клапанов используется исключительно материал на основе кобальта (стеллит). Производители этих материалов выпускают до 20 модификаций различных стеллитов. Такая технология сейчас используется повсеместно на всех российских заводах – производителях автомобилей и на ремонтных предприятиях.

Сущность процесса ППН (рис. 7) состоит в нанесении порошковых покрытий толщиной 0,5…4,0 мм с гибким регулированием ввода тепла в порошок и изделие плазмотроном с двумя дугами — основной и пилотной. При этом пилотная (косвенная) дуга используется для расплавления присадочного материала, а основная дуга (переносимая на изделие) – для поддержания температуры частиц порошка на детали.

Рис. 7. Процесс плазменно-порошковой наплавки фаски клапана

При ППН увеличение времени нахождения частиц порошка при высокой температуре способствует максимальному сцеплению и уплотнению частиц с минимальным перегревом поверхности детали. Оптимизация основных характеристик процесса (токов основной и пилотной дуги, расстояния до изделия, скорости подачи порошка и скорости перемещения изделия относительно плазмотрона) ведет к минимальной чувствительности к скорости подачи порошка и в определенных пределах к скорости перемещения изделия.

Технологический процесс наплавки клапанов состоит из следующих операций:

• предварительная очистка и дефектация;
• подготовка поверхности;
• непосредственно процесс наплавки;
• термическая обработка;
• предварительная механическая обработка;
• дефектоскопия наплавленной поверхности;
• окончательная механическая обработка;
• технический контроль;
• маркировка.

Для ремонта клапанов без наплавки методом проточки фаски американской фирмой NEWAY создан ручной специальный комплект инструмента GIZMATIC. Набор свободно умещается в слесарном чемоданчике. Преимущество GIZMATIC заключается в том, что фрезы уже настроены так, чтобы формируемый угол рабочей фаски клапана составлял 45°30′′ или 30°30′′. Это приспособление позволяет обработать фаски клапанов любых встречающихся размеров. GIZMATIC снабжен устройством самоцентрирования режущих ножей относительно клапана и микролифтом, обеспечивающим точную вертикальную подачу режущей головки к клапану (рис. 8).

Рис. 8. Ручной инструмент GIZMATIC для ремонта фаски клапанов: а – схема инструмента; б – внешний вид в тисках

8. Наплавка стальных коленчатых валов

Наиболее простым из существующих в настоящее время способов наплавки стальных коленчатых валов с изношенными шейками является автоматическая наплавка под слоем легирующего флюса. При этом способе термическая обработка валов не нужна, потому что наплавленный металл в процессе его охлаждения самозакаливается до требуемой твердости. После наплавки коленчатые валы не укорачиваются. Усталостная прочность коленчатых валов, наплавленных под легирующим флюсом, несколько понижается, но это на их ходимость особого влияния не оказывает.

Автоматическую наплавку коленчатых валов под слоем флюса производят на специальных установках, основными элементами которых являются токарный станок, наплавочная головка и источник питания сварочной дуги. Чтобы снизить обороты шпинделя станка, между его приводом и ведомым шкивом устанавливают редуктор, рассчитанный на вращение шпинделя с частотой 2…5 об./мин. Для подачи электродной проволоки в зону горения дуги используются наплавочные головки. Возможно применение головок ОКС-1031Б, ОКС-1252А и др. Новая наплавочная головка ОКС-5523 работает в полуавтоматическом режиме. Особенностью ее является бесступенчатое регулирование скоростей подачи электродной проволоки и наличие универсальных центросместителей.

В качестве источников тока при автоматической наплавке под слоем флюса используют преобразователи ПСГ-500, ПСУ-500-2, выпрямители ВС-600, ВДУ-1202 и др.

Стальные коленчатые валы наплавляют чаще всего пружинной проволокой 2-го класса диаметром 1,6…2 мм. Флюс используют для защиты расплавленного металла от воздействия воздуха, стабилизации горения дуги и легирования наплавленного металла. Наибольшее применение при наплавке шеек стальных валов находит комбинированный флюс такого состава: флюс марки АН-348А – 93 %, графит порошковый – 2,5 %, феррохром порошковый – 2 %, жидкое стекло натриевое – 2,5 %.

Перед наплавкой восстанавливаемые поверхности шеек валов зачищают абразивной шкуркой до металлического блеска. Проволоку для наплавки очищают от ржавчины и органических масел. Для снятия с электродной проволоки остатков смазки перед входом проволоки в наплавочную головку устанавливают резиновые шайбы.

Отверстия масляных каналов коленчатого вала перед наплавкой закупоривают графитовой пастой, которую приготавливают в виде смеси графита с «жидким стеклом». Эту операцию выполняют заранее, чтобы паста успела затвердеть (приблизительно за 3…5 ч до наплавки).

Деталь в установочном приспособлении (центросместителе) нужно жестко закрепить, биение наплавляемых шеек не должно превышать 1,5 мм.

Наплавку шеек ведут на следующих режимах: напряжение на дуге – 22…26 В, сила сварочного тока – 170…200 А, частота вращения детали – 3…4 об./мин, шаг наплавки – 3…4 мм/об. Скорость подачи проволоки зависит от ее диаметра. При диаметре проволоки 1,6 мм скорость ее подачи составляет 100…120 м/ч, при диаметре 1,8 мм – 90…110 м/ч, при диаметре 2 мм – 80…100 м/ч.

В процессе наплавки флюс должен закрывать сварочную ванну и дугу, горящую между деталью и проволокой, достаточно толстым слоем. Малейшее обнажение электрической дуги приводит к нарушению стабильности протекания процесса, разбрызгиванию электродного металла, плохому формированию шва, образованию в наплавленном металле пор и раковин. Для того чтобы флюс лучше удерживался на поверхности шейки, электродную проволоку подают к детали с некоторым (8…10 мм) смещением по отношению к зениту в сторону, противоположную вращению детали. Чтобы поверхность наплавки была более ровной, образующийся валик должен перекрывать ранее наплавленный не менее чем на треть его ширины.

Современные технологии восстановления чугунных коленчатых валов Для восстановления чугунных коленчатых валов разработан целый ряд различных технологических процессов, которые предусматривают как механическую, так и термомеханическую обработку, в том числе наплавку и напыление. Применение той или иной технологии зависит от степени износа валов, а также от наличия на предприятии соответствующего оборудования и материалов.

Шлифовка под ремонтные размеры. Один из часто применяемых способов восстановления работоспособности коленчатых валов – шлифовка под ремонтные размеры. Преимущества этого способа в его простоте и минимальности технологических операций. Из оборудования требуется наличие круглошлифовального станка и типовой оснастки к нему. У этого способа имеется и ряд недостатков: потеря взаимозаменяемости деталей, потребность в дополнительных деталях (вкладыши) с ремонтными размерами, наличие складских площадей под них.

Вибродуговая наплавка в жидкости. При этом способе качество наплавленного металла зависит от многих факторов и резко ухудшается при изменении режимов наплавки и химического состава электродной проволоки. Поэтому даже при хорошо отлаженном процессе восстановления на шейках чугунных коленчатых валов часто встречаются поры и трещины. Количество пор увеличивается по глубине слоя, поэтому восстановленные чугунные коленчатые валы шлифуют лишь до третьего ремонтного размера, а затем выбраковывают. Усталостная прочность чугунных коленчатых валов, восстановленных вибродуговой наплавкой в жидкости, снижается на 35…40 %. Однако благодаря двукратному запасу прочности в эксплуатации наблюдается незначительное количество их поломок. Но применение этого способа наплавки для восстановления чугунных коленчатых валов двигателей грузовых автомобилей из-за значительного снижения усталостной прочности становится неприемлемым.

Вибродуговая наплавка в водокислородной среде. При этом способе восстановления наплавленный металл имеет структуру троостита, переходящую в сорбитообразный перлит с твердостью слоя HRC 42…48. Такой металл по износостойкости уступает высокопрочному чугуну, тем не менее коленчатые валы, восстановленные этим способом, обеспечивают срок службы двигателей, соответствующий пробегу автомобиля 50…60 тыс. км. В целом эксплуатационные свойства таких валов изучены недостаточно, но из-за низкой в сравнении с высокопрочным чугуном износостойкости наплавленного металла этот способ наплавки не может быть рекомендован к повсеместному использованию.

Двухслойная наплавка проволокой Св-08 под легирующим слоем флюса. Способ наплавки разработан в НИИАТе в СССР. Лучшие результаты из многочисленных вариантов двухслойной наплавки получаются при использовании малоуглеродистой проволоки Св08 диаметром 1,6 мм и легирующего флюса АН-348А (2,5 части графита, 2 части феррохрома № 6 и 0,25 части жидкого стекла). Металл первого слоя имеет аустенитное строение и твердость HRC 35…38, второй слой – мартенситное строение и твердость HRC 56…62 и содержит небольшое количество пор. Недостатком этого способа наплавки является образование большого количества трещин в наплавленном слое, вызывающих повышенный износ сопряженных вкладышей. Усталостная прочность чугунных коленчатых валов двигателей ЗМЗ 53-А, восстановленных двухслойной наплавкой под легирующим флюсом, снижается на 26…28 %, т. е. меньше, чем при вибродуговой наплавке в жидкости. Наличие на поверхности шеек большого количества трещин не позволяет рекомендовать этот способ для широкого применения.

Наплавка в среде углекислого газа. Данный способ наплавки также разработан в НИИАТе. Шейки чугунных коленчатых валов наплавлялись проволокой разных марок, в том числе Нп-2Х13, ОВС, Св-12ГС, Нп-30ХГСА, Св-08 и др. Во всех случаях структура наплавленного металла была неудовлетворительной, в слое имелись поры и трещины. Наименьшее количество дефектов на поверхности шеек получается при наплавке проволокой Нп-2Х13, наплавленный металл при этом имеет структуру аустенита с карбидной сеткой и неравномерную по длине твердость, колеблющуюся от HRC 51…60. Износ шеек чугунных коленчатых валов, наплавленных в углекислом газе проволокой Нп-2Х13, был больше ненаплавленных шеек. Усталостная прочность при этом способе снижается на 45…50 %. Из-за указанных недостатков такую наплавку применять нецелесообразно.

Плазменная металлизация. Среди новых технологических процессов большой интерес для восстановления деталей автомобилей представляют способы нанесения металлопокрытий с использованием плазменной струи в качестве источника тепловой энергии. Наиболее перспективным способом восстановления деталей нанесением износостойких металлопокрытий является плазменное напыление с последующим оплавлением покрытия. При этом в металле оплавленного покрытия доля основного металла минимальна. Покрытие обладает высокой износостойкостью, без пор и трещин. Процесс является высокопроизводительным. Недостаток этого способа – высокие начальные капиталовложения в оборудование. При отсутствии оборотных средств у предприятий этот недостаток не позволяет рекомендовать способ к повсеместному использованию.

Наплавка под легирующим флюсом по оболочке. Этот способ восстановления чугунных коленчатых валов позволяет получить наплавленный металл без пор и трещин при более высокой по сравнению с другими способами усталостной прочности восстановленных чугунных коленчатых валов. Достоинством способа является отсутствие пор и трещин, высокие прочностные характеристики и простое, доступное по цене оборудование.

Сущность способа заключается в следующем. Деталь обвертывают металлической оболочкой из листовой стали, плотно прижимают оболочку к поверхности детали с помощью специального приспособления и сваркой в среде углекислого газа прихватывают ее в стыке. После удаления приспособления производят автоматическую наплавку детали под флюсом по металлической оболочке непосредственно.

Известно, что для устранения трещин в наплавленном металле необходимо уменьшить в нем содержание углерода, кремния, марганца, серы и фосфора. Поскольку высокопрочный чугун содержит значительное количество этих элементов, при экспериментах применяли оболочку из стали 08 и проволоку Св-08, содержащие их в небольшом количестве.

При наплавке под флюсами АН-348А, ОСЦ-45, АН-15, АН-20 лучшее формирование слоя и меньшее количество дефектов получилось при использовании флюса АН-348А. С увеличением толщины оболочки глубина проплавления высокопрочного чугуна снижается, соответственно, уменьшается поступление в наплавленный металл углерода, кремния, марганца и других элементов. Поэтому для получения наплавленного металла мартенситной структуры с твердостью HRC 56…62 во флюс добавляли графит и феррохром, обеспечивая содержание в наплавленном металле углерода 0,6…0,8 % и требуемое количество хрома.

При толщине оболочки 0,8 мм трещины и поры в наплавленном металле отсутствовали, в то время как при обычных способах наплавки высокопрочного чугуна при содержании углерода 0,6…0,8 % трещин и пор избежать не удается.

С увеличением толщины оболочки уменьшается глубина проплавления чугуна и, соответственно, количество образующейся окиси углерода, вызывающей образование пор. При толщине оболочки 0,8 мм и более небольшое количество окиси углерода успевает выделиться из расплавленного металла и пор в нем не наблюдается. Устранению трещин при наплавке по оболочке способствуют два фактора: уменьшение поступления в наплавленный слой кремния, марганца, магния и снижение величины и скорости нарастания растягивающих напряжений в наплавленном валике в период его кристаллизации. Образование горячих трещин происходит в период нахождения расплава в твердожидком состоянии при определенной величине и скорости нарастания внутренних напряжений.

Высокоскоростное газотермическое напыление. В основе метода лежит нагрев порошковых частиц и их нанесение со скоростью от 300 до 1000 м/с на поверхность детали (рис. 9).

Рис. 9. Процесс газотермического напыления шеек коленчатого вала

Частицы порошка посредством газовой струи переносятся на деталь, обладая высокой кинетической энергией, которая при ударе о подложку превращается в тепловую. В качестве напыляемых материалов используются различные металлические и металлокерамические порошки. При этом происходит увеличение износостойкости более чем в 1,5 раза, увеличение коррозионной стойкости в 2 и более раз, восстановление износа посадочных и трущихся поверхностей от 10 мкм до 5 мм по диаметру с плотностью покрытия 99 % (рис. 10).

Рис. 10. Фрагмент коленчатого вала автомобиля: а – изношенная поверхность шеек; б – напыленная поверхность; в –поверхность шейки вала после финишной обработки

9. Ремонт поддона картера двигателя

Поддон картера двигателя (масляный картер) представляет собой тонкостенный резервуар для моторного масла, расположенный под двигателем (рис. 11). В самой нижней его части у дна находится заборник масляного насоса. При наезде на препятствие в месте удара образуется вмятина или даже пробоина. Смятый поддон может перекрыть или повредить маслозаборник и поступление масла в двигатель прекратится. То же самое произойдет и в случае его утечки через пробоину.

Рис. 11. Поддон картера двигателя: а – внешний вид поддона; б – поддон установлен на картере двигателя

В основном поддоны изготавливают штамповкой из сталей, однако встречаются поддоны, которые изготавливают путем литья из алюминиевых сплавов.

Технология ремонта поддона включает следующие операции:

• очистка картера от остатков масла, нагара и коррозии;
• рихтовка поддона, восстановление его геометрии;
• заварка трещин, наплавка пробоев или постановка заплат;
• нанесение на поддон лакокрасочного или другого антикоррозийного покрытия.

Заварка поддонов из алюминиевых сплавов осуществляется в основном с помощью аргонодуговой сварки плавящимся или неплавящимся (вольфрамовым) электродом с подачей присадочного прутка, по составу идентичного основному металлу.

Источник Источник http://rad-star.ru/pressroom/articles/technicheskoe-obsluzhivanie-dvigatelya-avto/
Источник Источник Источник http://extxe.com/2949/tehnologija-vosstanovlenija-detalej-dvigatelja/