Федеральное агентство пообразованию
ГОУ ВПО РОССИЙСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПРОФЕСССИОНАЛЬНО –ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Машиностроительныйинститут
Кафедра сварочного производства
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине “Технологияи оборудование ремонта
автомобильноготранспорта”
Ремонт головки блока цилиндровавтомобилей ВАЗ
Разработал: студентгр.АТ-311с
Прокопюк А.А.
Руководитель: УльяшинН.И.
Екатеринбург 2010
Содержание
1 Конструктивныеособенности
2 Применяемыйматериал
3 Характеристикаматериала
4 Снятие и установка головки блока цилиндров на автомобиле
5 Разборкаи сборка головки блока цилиндров
6 Проверкатехнического состояния и ремонт
Интернет ресурсы
1Конструктивныеособенности
Головкацилиндров отлита из алюминиего сплава (Д20, Д21) имеет камеры сгоранияклиновидной формы. Запрессованные седла и направляющие втулки клапанов.
Седлаклапанов изготавливаются из специального чугуна. Чтобы обеспечить высокуюпрочность при воздействии ударных нагрузок. Рабочие фаски седел обрабатываютсяпосле запрессовки в сборе с головкой цилиндров. Чтобы обеспечить точнуюсносность фасок с отверстиями направляющих втулок клапанов.
Направляющиевтулки клапанов также изготавливаются из чугуна и запрессовываются в головкуцилиндров с натягом. На наружной поверхности направляющих втулок имеетсяпроточка. Куда вставляется стопорное кольцо.
Онообеспечивает точность положения втулок при запрессовке их в головку цилиндров ипредохраняет втулки от возможного выпадения. Отверстия во втулкахобрабатываются после запрессовки их в головку цилиндров. Это обеспечивает узкийдопуск на диаметр отверстия и точность его расположения по отношению к рабочимфаскам седла и клапана. В отверстиях направляющих втулок имеются спиральныеканавки для смазки. У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половиныдлины отверстия, а у втулок выпускных клапанов
— на всей длине отверстия.
Сверхуна направляющие втулки надеваются маслоотражательные колпачки изтепломаслостойкой резины со стальным арматурным кольцом. Колпачки охватываютстержень клапана и служат для уменьшения проникновения масла и камеру сгораниячерез зазоры между направляющей втулкой и стержнем клапана.
Надвигателях 2105 применяются головки цилиндров 2105-1003015. А на остальныхдвигателях (2105, 2103, 2106) устанавливается одна ита же унифицированнаяголовка цилиндров 21011-1003015-10 (номер отливается на левой стороне головкицилиндров). Эти головки цилиндров различаются только передней частью. У головок21011 здесь имеется проем для цепи привода распределительного вала, а у головки2105 такого проема нет.
2 Применяемый материал
Сплавыупрочняются Д20, Д21закалкой и искусственным старением и практически неупрочняются при естественном старении. Низкотемпературное старение сплава Д20(t=165°С-175°С) применяют для получения высоких механических свойствполуфабрикатов при комнатной температуре, а для обеспечения высокойжаропрочности применяют старение при повышенных температурах (200—220°С). Дляпредотвращения поводок и коробления закалку тонкостенных сложных поконфигурации деталей рекомендуется проводить в кипящей воде. Отжиг производятпри температуре 350—370° С, охлаждение — на воздухе.
/>
Сплавы Д20 иД21 характеризуются высокими технологическими свойствами при обработкедавлением (ковке, штамповке, прокатке и прессовании).
Сплавы отличаютсянизкой коррозионной стойкостью. Стойкость плакированных листов из сплава Д20ниже, чем листов из сплава Д16. Изделия следует анодировать и защищатьлакокрасочными покрытиями.
Сплав Д20удовлетворительно сваривается точечной, роликовой и аргонодуговой сваркой сприсадкой проволоки из сплава Д20. Обрабатываемость резанием сплавовудовлетворительная.
Сплавы системА1—Си—Мп характеризуются хорошей способностью к сварке плавлением. Титан,цирконий и ванадий мало изменяют свойства сплавов при комнатной температуре, ноизмельчают зерно, повышают температуру рекристаллизации и жаропрочность,повышают пластичность сварного шва. Примеси железа и кремния при содержанияхболее 0,3% ухудшают свойства сплавов. Магний в пределах 0,25—0,35% повышаетпрочностные характеристики сплава при комнатной температуре и егожаропрочность, однако резко ухудшает свариваемость. В свариваемых сплавахдопустимая концентрация магния не превышает сотых долей процента.
Сплавыприменяют для изготовления изделий, длительно работающих при повышенныхтемпературах, например деталей двигателей, а также для силовых элементовразличных конструкций. Сплав Д20 применяют также для изготовления сварныхизделий, емкостей, баллонов и других, работающих при комнатной температуре иликратковременно при повышенных температурах. Сплав Д20 сваривается, и подлительной прочности при 250—350° превосходит сплавы Д16 и ВД17, однако онменее прочен при 20°. Из него изготовляют диски и лопатки компрессоров, а такжесварные детали и емкости, работающие при температурах до 350°. Сплав Д21используется в условиях нагрева до температуры 250°; он имеет по сравнению сосплавом ВД17 более высокий предел текучести при комнатной температуре иособенно рекомендуется для длительной работы при 150°. Сравнительные преимуществаотдельных сплавов видны из рис.(Б.К.Вульф, К.П.Ромадин «АВИАЦИОННОЕМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ», «МАШИНОСТРОЕНИЕ», Москва-1967), где показано изменениеих свойств при различных температурах после выдержки в течение 100 час.3Характеристики материала
Марка: Д21
Классификация: Алюминиевый деформируемый сплав
Применение: для изготовления деталей двигателей и силовых элементов Механические свойства при Т=20 °С материала Д21Сортамент Размер Напр. sв sT d5 y KCU Термообр. - мм - МПа МПа % % кДж / м2 - Поковки 400 260 6 Химическийсостав в % материала Д21Fe Si Mn Ti Al Cu Mg Zn Примесей до 0.3 до 0.3 0.4 — 0.8 0.1 — 0.2 90.75 — 93.25 6 — 7 0.25 — 0.45 до 0.1 прочие, каждая 0.1; всего 0.05
Примечание:Al — основа; процентное содержание Al дано приблизительноМеханическиесвойстваsв — Предел кратковременной прочности, [МПа] sT — Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] d5 — Относительное удлинение при разрыве, [ % ] y — Относительное сужение, [ % ] KCU — Ударная вязкость, [ кДж / м2] HB — Твердость по Бринеллю, [МПа]
ФизическиесвойстваT — Температура, при которой получены данные свойства, [Град] E — Модуль упругости первого рода, [МПа] a — Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20° — T ), [1/Град] l — Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)] r — Плотность материала, [кг/м3] C — Удельная теплоемкость материала (диапазон 20° — T ), [Дж/(кг·град)] R — Удельное электросопротивление, [Ом·м] МагнитныесвойстваHc — Коэрцитивная сила (не более), [ А/м ] Umax — Магнитная проницаемость (не более), [ МГн/м ] P1.0/50 — Удельные потери (не более) при магнитной индукции 1.0 Тл и частоте 50 Гц, [ Вт/кг ] B100 — Магнитная индукция Tл (не менее) в магнитных полях при напряженности магнитного поля 100, [ А/м ] Свариваемостьбез ограничений — сварка производится без подогрева и без последующей термообработки ограниченно свариваемая — сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке трудносвариваемая — для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки
4 Снятие и установкаголовки блока цилиндров на автомобиле
Головку блокацилиндров снимают с двигателя на автомобиле, если например, необходимо удалитьнагар с поверхности камерсгорания и клапанов, заменить клапаныили направляющие втулки клапанов. Для этого:
установитеавтомобиль на подъемник, затормозите егорычагом привода стояночной тормозной системы, снимитезапасное колесо и отсоедините провод с отрицательного вывода аккумуляторнойбатареи;
поднимитеавтомобиль, снимите брызговики двигателя и слейте охлаждающую жидкость израдиатора и блока цилиндров (сняв пробку расширительного бачка, отвернувсливные пробки на радиаторе, блоке цилиндров и открыв кран отопителя);
снимитеприжим приемной трубы глушителей и отсоедините приемную трубу от трубыглушителей;
опуститеавтомобиль и снимите воздушный фильтр,отсоединив шланги системы вентиляции картера от крышки головки цилиндров икарбюратора, а также шланг подачитеплого воздуха от терморегулятора воздушного фильтра, после чего закройтекарбюратор технологической крышкой;
снимитепровода высокого напряжения, отсоедините провода от датчика моментаискрообразования, карбюратора идатчика указателя температуры охлаждающей жидкости;
ослабьтехомуты и отсоедините от термостата шланги,идущие к радиатору, насосу охлаждающей жидкости и расширительному бачку, а отпатрубка отопителя — подводящийшанг радиатора отопителя;
отсоединитеот топливного насоса шланг подачи топлива,а от впускной трубы — шланг отвода охлаждающей жидкости и шланг отбораразрежения к вакуумному усилителю тормозов;
отсоединитеот двигателя тросы привода дроссельных и воздушной заслонок карбюратора;
отсоединитеот головки блока цилиндров приемную трубу глушителей;
снимите бачокомывателя ветрового стекла, а за тем переднюю защитную крышку зубчатого ремня и крышку головки блока цилиндров;
установитерычаг переключения передач в нейтральное положение и поверните коленчатый валпо часовой стрелке в такое положение, чтобы метка на шкиве распределительноговала находилась против установочнойметки на задней крышке зубчатого ремня;
отвернитегайку крепления оси натяжного роли ка и снимите ось вместе с роликом идистанцион ным кольцом;
снимитеремень со шкива распределительного вала, а затем, придерживая шкив от проворачиванияприспособлением 67,7811.9509, отверните болт крепления и снимите его сошпонкой; ослабьте гайки крепления генератора к натяжной планке и кронштейну, отсоедините натяжную планку от головкиблока цилиндров;
отвернитегайку крепления задней крышки зубчатого ремня к головке блока цилиндров и болткрепления к блоку цилиндров;
отвернитеболты крепления и снимите головку цилиндровв сборе с карбюратором, топливным насосом и датчиком момента искрообразования.
Устанавливайтеголовку цилиндров в порядке, обратном снятию, соблюдая рекомендации изложен ныев главе 2.3. Прокладку между головкой и блоком цилиндров обязательно заменитеновой.
Если болтыкрепления головки блока цилиндров вытянулисьи их длина превышает 135,5 мм — замените болты новыми. Болтызатягивайте в четыре приема в порядке, указанном ранее в главе 2.3.
Послеустановки головки блока цилиндров отрегулируйте момент зажигания, приводкарбюратора, а также натяжениеремней привода распределительного вала и генератора.
5 Разборка и сборкаголовки блока цилиндров
Разборка.Если требуется замена только какой-либо одной детали, можно не разбиратьполностью головку блока цилиндрови снять только то, что необходимо для замены.
Установитеголовку блока цилиндров на подставку, снимите тягу привода дроссельных заслоноккарбюратора, отверните гайки и снимите карбюратор с прокладкой, а затем впускную трубу.
Снимитедатчик момента искрообразования и отводящий патрубок рубашки охлаждениядвигателя. Выверните датчикуказателя температуры охлаждающей жидкости и свечи зажигания.
Отвернитегайки и снимите топливный насос с прокладками,проставкой и толкателем. Отсоедините отголовки блока цилиндров корпус вспомогательных агрегатов.
Снимитекорпус подшипников 4 распределительного вала. Выньте распределительный вал 5 из опор головки цилиндров и снимите снего сальник.
Выньте изотверстий головки блока цилиндров толкатели 11 клапанов с регулировочными шайбами 10. Освободите клапаны отсухарей 9, сжимая пружины клапанов приспособлением 67.7823.9505 . Снимите пружины с тарелками.Поверните головку цилиндров ивыньте с нижней стороны клапаны. Снимите маслоотражательные колпачки снаправляющих втулок и опорные шайбы пружин.
Сборка.Установите опорные шайбы пружин. Смажьте моторныммаслом клапаны и новые маслоотражательные колпачки (старые использовать недопускается). Оправкой41.7853.4016 напрессуйте на направляющие втулкиколпачки. Вставьте клапаны в направляющие втулки,установите пружины и тарелки пружин.
Сжимаяпружины приспособлением 67.7823.9505 установите сухари клапанов. Вставьте в отверстия головки цилиндровтолкатели клапанов с регулировочными шайбами.
Очиститесопрягающиеся поверхности головки блока цилиндров и корпуса подшипников отостатков старой прокладки, грязии масла. Поставьте установочные втулки корпусов подшипников распределительного вала.
Смажьтемоторным маслом опорные шейки и кулачки распределительного вала и уложите его вопоры головки цилиндров так, чтобы кулачки первого цилиндра были направлены вверх, авторого — вниз.
Наповерхности головки блока цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников, взоне крайних опорраспределительного вала нанесите герметик КЛТ-75ТМ или аналогичный ему герметик типа ТВ-1215 фирмы «Three Bond».
Примечание. Запускатьдвигатель разрешается не ранее, чем через1 ч после нанесения герметика.
Установитекорпус подшипников и затяните гайки егокрепления в следующей последовательности:
предварительнозатяните гайки до прилеганияповерхностей корпусов подшипников к головкецилиндров, следя за тем, чтобы установоч ные втулки корпуса свободно вошли всвои гнезда;
окончательнозатяните гайки моментом 21,6 Н • м (2,2кгс • м) в том же порядке.
Немедленнопосле затяжки гаек тщательно удалите остатки герметика, выдавленные из зазоровпри затягивании в зонах,сопрягаемых с прокладкой крышкиголовки блока цилиндров и с корпусом вспомогательных агрегатов. Неудаленныезатвердевшие остатки герметика в указанных местах приведут к подтеканию маслачерез уплотнения.
Оправкой67.7853.9580 запрессуйте новый сальник распределительного вала, предварительносмазав его моторным маслом.
Установитеотводящий патрубок рубашки охлаждения с прокладкой и корпус вспомогательныхагрегатов с уплотнительным кольцом.
Всоответствии с указаниями по монтажу установите теплоизоляционную проставку спрокладками, толкатель итопливный насос.
Наденьте нашпильки головки блока цилиндров прокладкуи установите впускную трубу. Установите карбюраторс прокладкой и тягу привода дроссельных заслонок карбюратора. Закройтекарбюратор технологической крышкой.
Заверните вголовку блока цилиндров свечи зажигания и датчик указателя температурыохлаждающей жидкости.
Зазоры вклапанном механизме отрегулируйте после установкиголовки блока цилиндров на двигатель.
6 Проверка техническогосостояния и ремонт
Головкаблока цилиндров. Тщательно вымойте головкублока цилиндров и очистите масляные каналы. Удалите нагар из камер сгорания и с поверхности выпускных каналов металлической щеткой.
Осмотритеголовку блока цилиндров. На опорах подшейки распределительного вала и в отверстиях подтолкатели клапанов не должно быть задиров и повреждений. Трещины в любых местахголовки цилиндров не допускаются. При подозрении на попадание охлаждающейжидкости в масло проверьте герметичность головки цилиндров.
Для проверкигерметичности закройте отверстия охлаждающейрубашки заглушками и нагнетайте насосом в рубашку охлаждения головки цилиндровводу под давлением 0,5 МПа (5кгс/см2). В течение 2 мин недолжно наблюдаться утечки воды из головки.
Можнопроверить герметичность головки блока цилиндров сжатым воздухом. Для этогозаглушите отверстия рубашки охлаждения заглушками, опустите головку цилиндров вванну с подогретой до 60-80°С водой и дайтеей прогреться в течение 5 мин. Затем подайте внутрь головки сжатый воздух под давлением0,15-0,2 МПа (1,5-2 кгс/см2). Втечение 1-1,5 мин не должно наблюдаться выхода пузырьков воздуха из головки.
Седлаклапанов. Нарабочих фасках седел (зона контактас клапанами) не должно быть точечных раковин,коррозии и повреждений. Небольшие повреждения можно устранить шлифованием седелкак вручную, так и с помощью шлифовальной машин ки. При этом снимайте как можноменьше металла.
Шлифуйте в следующемпорядке:
вставьте внаправляющую втулку клапана центрирующий стержень А.94059, профрезеруйте фаску15° фрезой А.94092 для седла впускного клапана и А.94003 — для выпускного (фрезынадеваются на шпиндель А.94058);
профрезеруйтефаску 20° фрезой А.94031 для седла впускного клапана и А.94101 — длявыпускного;
прошлифуйтефаску 45°, обеспечивая ширину фаски согласно рис. 2-52 и базовые диаметры 34 и 30,5 мм. Фаски шлифуютсяконическими кругами А.94100 для седел впускныхклапанов и А. 9407 8 — для выпускных (круги надеваются на шпиндель А. 94069).
В моментсоприкосновения круга с седлом шлифовальная машинка должна быть включена, иначе возникнет вибрация и фаска будетнеправильной.
Послешлифования тщательно промойте седла и каналыголовки блока цилиндров и продуйте сжатым воздухом.
Направляющие втулки клапанов. Проверьте зазор между направляющими втулками истержнями клапанов, измерив диаметр стержня клапана и отверстие направляющейвтулки.
Расчетныйзазор (округленный до 0,01 мм)для новых втулок: 0,02-0,05 мм для впускных клапанов и 0,03-0,06 мм - для выпускных; максимальнодопустимый предельный зазор (при износе) 0,3мм при условии отсутствияповышенного шума газораспределительного механизма.
Еслиувеличенный зазор между направляющей втулкой и клапаном не может быть устранензаменой клапана, замените втулки клапанов, пользуясь для выпрессовки изапрессовки оправкой A60153/R.
Запрессуйтенаправляющие втулки с надетым стопорным кольцом до упора его в тело головкицилиндров.
Послезапрессовки разверните отверстия в направляющих втулках клапанов разверткамиА.90310/1 (для втулок впускныхклапанов) и А.90310/2 (для втулок выпускных клапанов). Затем прошлифуйте седло клапана и, при необходимости, доведитеширину рабочей фаски до нужных размеров.
Маслоотражательныеколпачки направляющих втулок при ремонте двигателя всегда заменяйте новыми.
Поврежденныемаслоотражательные колпачки заменяйте на снятой головке блока цилиндров. Длянапрес-совки колпачков пользуйтесь оправкой 41.7853.4016.
Клапаны. Удалите нагар с клапанов. Проверьте, не деформирован ли стержень и нет литрещин на тарелке. Поврежденныйклапан замените.
Проверьтесостояние рабочей фаски клапана. При мелкихповреждениях ее можно прошлифовать, вы держивая угол фаски 45°30'±5'. При этомрасстояние от нижней плоскоститарелки клапана до базовых диаметров(34 и 30,5 мм) должны быть впределах1,3-1,5 и 1,8-2,0 мм.
Пружины. Убедитесь, что на пружинах нет трещин и не снизилась их упругость, для чегопроверьте деформацию пружин под нагрузкой.
Толкателиклапанов. Проверьте состояниерабочей поверхности толкателя. Наней не должно быть задиров ицарапин. При повреждениях замените толкатель.
Болтыкрепления головки блока цилиндров. При длине болта L свыше 135,5мм замените болт новым.
Регулировочныешайбы. Рабочие поверхности шайб должны быть гладкими, без забоин,царапин и задиров. На них не должно быть ступенчатого или одностороннегоизноса, натира металла. Допускаются концентричныеследы от приработки с кулачками распределительного вала.
Интернет ресурсы
1. www.maestria.ru/interesnyie-stati/snyatie-i-ustanovka-golovki-bloka-tsilindrov-na-avtomobile.html
2. prom-metal.ru/marochnik/aluminii-splav-aluminia/aluminevii-deformiruemii-splav/D21/
3. metmk.com.ua/15spr_alum.php
4. Автомобили «Жигули» ВАЗ 2104, 2105, 2107. Устройство.Ремонт.Москва транспоот 1992.