2.1.1.2. Ремонт кривошипно-шатунного и газораспределительных механизмов двигателя

Снятие и установка головки цилиндров. Для замены головки цилиндров и её деталей, а также деталей цилиндропоршневой группы, прокладки головки цилиндров, клапанов и сёдел клапанов снятие головки цилиндров необходимо произвести в следующей последовательности:

• слить из системы охлаждения двигателя охлаждающую жидкость;
• отсоединить все трубопроводы от головки цилиндров и защитить их внутренние полости от попадания пыли и грязи;
• снять крышку головки цилиндров, а затем форсунки, предохраняя распылители от ударов и засорения отверстий;
• снять ось коромысел вместе с коромыслами и вытянуть штанги;
• ослабить гайки крепления головки цилиндров, соблюдая ту же последовательность, что и при затяжке (см.рис 4) , а затем отвернуть их;
• снять головку цилиндров с двигателя и проверить её состояние;
• снять осторожно прокладку головки цилиндров избегая повреждений, при необходимости при сборке заменить прокладку.

Головку цилиндров заменяют при наличие трещин, проходящих через отверстия под направляющие втулки клапанов, отверстия под стаканы форсунок и гнёзда под сёдла клапанов, трещин на стенках рубашки охлаждения в местах, недоступных для ремонта. Наличие трещин определяется внешним осмотром (Старым (дедовским) испытанным способом проверки является обрызгивание топливом поверхности головки цилиндров между клапанами при работающем двигателе. В местах прорыва, трещин головки наблюдается выход воздуха. Но при этом необходимо проявлять осторожность вследствие снятия крышки клапанов и работе двигателя). Также провести проверку головок цилиндров на герметичность водой под давлением 4кгс/см². Герметичность рубашки охлаждения можно проверить, подведя к ней воздух и опустив головку цилиндров в ванну с водой. Трещины и пробоины на головке цилиндров не допускаются. Допускаются лишь мелкие трещины на привалочных поверхностях между отверстиями под распылители форсунок и клапаны, не захватывающие рабочие фаски впускного клапана и не нарушающие герметичность. Если при испытании головки цилиндров на герметичность обнаружится нарушение уплотнения стакана форсунки, следует подтянуть гайку крепления стакана. Если при этом течь не устраняется, стакан снимают и заменяют уплотнительное кольцо и шайбу, а в случае необходимости и стакан. Гайку крепления стакана форсунки затягивают моментом 9-11кгс.м. Головку цилиндров устанавливают на двигатель в последовательности, обратной разборке. При этом привалочные поверхности головки блока цилиндров и блока необходимо протереть чистой ветошью, обращая внимание на правильность установки прокладки головки цилиндров на штифты и окантовок прокладки на бурты гильз цилиндров. Гайки крепления головок цилиндров затягивают в порядке возрастания номеров, как показано на рис 4 с приложением момента 22-24 кгс.м. После первой затяжки необходимо повторной операцией проверить требуемый крутящий момент на каждой гайке, соблюдая указанную последовательность.

Замена деталей шатунно-поршневой группы. При нормальных износах деталей цилиндро-поршневой группы (отсутствие трещин, задиров и т. д) поршень, гильзу, палец и кольца, как правило, заменяют одновременно. Поршневые кольца обычно приходится менять чаще, чем весь комплект.
Для снятия поршней и гильз с двигателя необходимо:

• установить автомобиль на смотровую канаву и слить масло и охлаждающую жидкость из двигателя;
• снять головки цилиндров и поддон картера двигателя;
• отогнуть замковые шайбы и отвернуть болты крепления крышек нижних головок шатунов, убедитесь меток спаренности на стыке со стороны длинного болта (при отсутствии меток или плохой видимости, их необходимо нанести вновь). При сборке замены крышек или переустановка их в другие места не допускается:
• снять поршень в сборе с шатуном через цилиндр, а затем гильзы из блока цилиндров при помощи приспособления (см. рис 5).

Для разборки комплекта поршень-шатун необходимо:

• снять кольца с поршня специальными щипцами (см.рис 6), ограничивающими расширение кольца до диаметра 142,5мм;
• вытянуть стопорное кольцо поршневого пальца круглогубцами;
• вытянуть поршневой палец, предварительно выдержав поршень в сборе с шатуном в масле в течение 10мин при температуре масла 80-100°С.

После разборки поршень и кольца очищают от нагара и промывают (очищают) отверстия для отвода масла. После очистки детали тщательно промеряют и выявляют дефекты.

Замена поршней и гильз. Номинальный зазор между внутренней поверхностью гильзы и юбкой поршня в холодном состоянии должен быть 0,19-0,22мм. Если зазор превышает 0,45мм поршневую группу нужно заменить. Гильзу цилиндров заменяют, если имеются трещины, обломы, задиры внутренней поверхности, вмятины и забоины на буртике, кавитационные раковины выходящие на канавки под уплотнительные кольца, если внутренний диаметр в результате износа превышает 130,18мм (при установке в гильзу поршня с поршневыми кольцами, которые не работали до разборки, диаметр можно увеличить до 130,25мм), овальность и конусность гильзы превышает 0,06мм. Диаметр следует замерять в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Поршень заменяют, если есть задиры на боковой поверхности, выгорания на днище поршня, трещины, если диаметр юбки поршня меньше 129,6мм (замер следует делать в плоскости перпендикулярной поршневым пальцам, на расстоянии 153мм от днища поршня), если есть задиры на поверхности отверстия под поршневой палец, диаметр отверстия под поршневой палец превышает 50,03мм, а овальность и конусность отверстия превышает 0,015 мм, торцевые зазоры между новыми поршневыми кольцами и канавками поршня превышает: для верхнего компрессионного кольца (размер «а» рис. 7) 0,35мм, для второго и третьего компрессионных колец (размер «б») 0,30мм, для масленых колец (размер «в») 0,25мм. Для замеров торцевых зазоров поршень в сборе с новыми кольцами вставляют в калиброванную шайбу с внутреннем диаметром 130,00-130,01мм. Замер нужно производить одновременно с двух диаметрально противоположных сторон поршня.

 

Замена поршневых колец. Поршневые кольца заменяют при расходе масла двигателем, превышающим 3% расхода топлива и повышенном дымление через сапун. Если вышеуказанные явления не наблюдаются, а двигатель по каким – либо причинам поступил в текущий ремонт, то кольца заменяют только при наработке двигателем более 150тыс. км, полностью или частично сработанных канавках на рабочей поверхности второго и третьего компрессионных колец, наличии задиров на внешне цилиндрической поверхности.

Замена поршневого пальца. Поршневой палец заменяют при наличии грубых рисок, задиров, наволакиваний металлов и прожогах, если наружний диаметр менее 49,98мм, а овальность и конусность превышают 0,015мм.

 

Замена шатуна. Шатун заменяют при наличии трещин. Если внутренний диаметр отверстия головки шатуна (под втулку), который должен быть не более 56,04мм. Проверять диаметр нужно как при ослаблении посадки, так и при повороте втулки. При запрессовке новой втулки натяг должен быть в пределах 0,5-0,12мм. Внутренний диаметр нижней головки шатуна проверяют после контрольной затяжки шатунных болтов с моментом 20-22кгс.м. Предельно допустимый диаметр должен составлять 92,98-93,05мм, если среднее арифметическое диаметров в плоскости стыка и сечении, перпендикулярном стыку, не выходит за пределы 93,00-93,021мм. Ширина нижней кривошипной головки должна быть не менее 41,25мм. При меньшей ширине нижней головки шатуна следует заменить. Непараллельность осей отверстий верхних и нижней головок шатуна (изгиб) без ремонта допускается не более 0,08мм на длине 100мм, а отклонение осей указанных отверстий от положения одной плоскости (скручивание) не более 0,1мм на длине 100мм. Если не параллельность и скручивание осей верхней и нижней головок шатуна выше допустимых, шатун нужно заменить. Допускается установка новой втулки в отверстие верхней головки с последующей расточкой внутреннего диаметра до 50^+0,040мм, обеспечив при этом отклонение от параллельности осей не более 0,04мм на длине 100мм, положение осей в одной плоскости в пределах 0,04мм на длине 100мм и расстояние между указанными осями 265±0,04мм. Правка шатуна не допускается. При ремонте запрещается установка крышек с другого шатуна. Проверять шатуны и крышки по меткам спаренности.

Сборка шатунно-поршневой группы. Гильзы цилиндров по наименьшему внутреннему диаметру цилиндра, а поршень по наибольшему диаметру юбки делятся на следующие шесть размерных групп обозначаемых индексами А, Б, В, Г, Е, Ж на верхнем торце гильзы и на днище поршня.

При установке поршни и цилиндры подбираются по одноименным размерным группам. Установка не совпадающих по группам узлов может вызвать задиры на поверхности гильз и заклинивание поршня. Втулки шатуна и поршневой палец перед сборкой необходимо смазать моторным маслом. Поршневой палец устанавливают в поршень после его нагрева в течение 10мин в масленой ванне при температуре 80-100ºС, при этом поршневой палец должен заходить в отверстия от усилия большим пальцем руки. Запрессовка поршневого пальца в поршень не допускается. При сборке поршня с шатуном необходимо отследить направление смещения камеры сгорания. Смещение должно быть направлено в сторону большого болта шатунной крышки. В каждый поршень подбирают три компрессионных и два маслосъемных кольца; наружная цилиндрическая поверхность верхнего компрессионного кольца должна быть хромирована, второе компрессионное кольцо имеет луженые канавки. Компрессионные кольца устанавливаются на поршень скошенной поверхностью в сторону днища поршня. Тепловой зазор в замках поршневых колец, вставленных в гильзу цилиндра должен составлять 0,45-0,65мм. Просветов между стенками гильзы и поверхностью колец не допускается. При величине зазора менее 0,45мм можно пропилить концы стыка, обеспечив параллельность сторон в сжатом состоянии. Тепловой зазор в замках поршневых колец проверяют щупом; поршневое кольцо должно находиться в 25мм от верхней кромки гильзы. Кольца на поршень устанавливают при помощи специальных щипцов (см. рис 6). Замки смежных колец должны располагаться относительно друг друга под углом 180º.

 

Установка шатунно-поршневой группы. Перед установкой гильзы в блок цилиндров необходимо тщательно протереть все поверхности, а уплотнительные кольца смазать моторным маслом. Гильзу с уплотнительными кольцами устанавливают в блок усилием руки. Буртики гильз цилиндров должны выступать над поверхность блока на 0,065-0,165мм. Перед установкой поршня с шатунами зеркало цилиндра необходимо тщательно протереть и смазать моторным маслом. Поршень устанавливают в цилиндр так, чтобы камера сгорания была смещена внутрь двигателя (в сторону топливного насоса). Поршневые кольца должны быть обжаты обоймой, внутренний диаметр которой должен быть равен диаметру цилиндра (см рис 8). При сборке шатунных подшипников необходимо, чтобы клейма спаренности на шатуне и крышке были одинаковыми, а риски спаренности совпадали. Болты крепления крышки шатунов затягиваются моментом 20-22кгс.м. Затяжку болтов начинают с длинного болта и выполняют в два приёма, сначала половинным усилием, а затем в полным. Замковые шайбы шатунных болтов при каждой сборке заменяют. После установки шатанно-поршневой группы коленчатый вал должен плавно, без заеданий проворачиваться за головку болта крепления шкива коленчатого вала с помощью рычага длиной 550мм.

Ремонт коленчатого вала. Коленчатый вал заменяют при наличии трещин любого размера и расположения, задиров на шатунных или коренных шейках, при биении коренных шеек, не устраняемых методом шлифования под последний ремонтный размер. Биение средних коренных шеек относительно крайних допускается не свыше 0,08мм. Проверка производится индикатором при установленных на призмы крайних коренных шейках. При износе хотя бы одной коренной или шатунной шейки сверх допустимого (табл. 1), а также при наличие хотя бы на одной из шеек глубоких рисок или задиров все коренные или шатунные шейки перешлифовываются под единый размер. Номер ремонтного размера коренных шеек может отличаться от номера ремонтного размера шатунных шеек. Шлифовка шеек коленчатого вала производится в пределах величин указанных в табл. 1.

При этом необходимо выполнить следующие условия:

• переход цилиндрических участков шеек в галтели должен быть плавным (радиус галтели 5,5-6,0мм), без подрезов, прожогов, грубых рисок: шероховатость поверхностей шеек не должна превышать 0,20мкм, шероховатость галтелей не ниже 0,32мкм;
• величина радиусов осей всех кривошипов вала должна быть 70±0,12мм;
• не параллельность средних осей коренных шеек относительно общей оси крайних коренных шеек не должна превышать 0,010мм, не параллельность шатунных шеек относительно общей оси крайних коренных шеек не должна превышать 0,015мм;
• овальность, конусность, вогнутость, бочкообразность коренных и шатунных шеек не допускается более 0,01мм.

Отсутствие трещин проверяется магнитным дефектоскопом с обязательным последующим размагничиванием.
При каждом снятии коленчатого вала с двигателя для замены вкладышей полости шатунных шеек рекомендуется очищать, предварительно удалив заглушки, которыми закрыты полости. Повторное использование заглушек не допускается. Перед установкой заглушек вспученный металл у кромок отверстий от предыдущей раскерновки запиливают, промывают вал и прочищаются масленые каналы. Заглушки запрессовывают на 5-6мм и раскернивают внутри отверстия в трех точках, равномерно расположенных по окружности, для предотвращения само производительного выпрессовывания заглушек.
Шестерню коленчатого вала заменяют при контактном разрушении зубьев, сколах, трещинах, выработке в виде канавок, а также при боковом зазоре в зацеплении с шестерней распределительного вала более 0,3мм. Шестерню коленчатого вала можно заменить без снятия коленчатого вала с двигателя. При снятых шкиве и передней крышке блока передний противовес и шестерня спрессовываются при помощи съемника. Перед установкой шестерню и противовес необходимо нагреть до температуры 105°С произвести последовательную на прессовку.

Замена вкладышей коренных и шатунных подшипников. Коленчатые валы двигателей ЯМЗ обладают высокой износостойкостью. После 80-100тыс.км пробега рекомендуется профилактическая замена вкладышей, которая продлит срок службы коленчатого вала до пере шлифовки. Для замены вкладышей коренных и шатунных подшипников двигатель снимают с автомобиля. Вклады необходимо заменять в условиях исключающих попадание грязи. Новые вкладыши должны иметь номинальные размеры. Шатунные вкладыши меняют по порядку, начиная с первого цилиндра. Снятые вкладыши тщательно осматриваю. При наличии повреждений не свойственных естественному износу, выясняют их причину. Масляные каналы коленчатого вала очищают от загрязнённого масла и отложений, протирают шейку и осматриваю её. Перед установкой вкладышей шейку и вкладыши смазываю моторным маслом. Болты крепления шатунных подшипников затягивают моментом 20-22кгс.м. Вкладыши коренных подшипников можно заменить при помощи штифта. Штифт представляет собой стальной стержень длиной 250мм, диаметром 6мм и имеет головку диаметром 15мм, высотой 3мм. Для снятия верхнего вкладыша коренного подшипника, штифт вставляют в отверстие масленого канала коренной шейки. Для выталкивания вкладыша коленчатый вал вращают. Для установки вкладыша в постель его накладывают на шейку и усилием руки частично вводят в зазор между шейкой и постелью. Затем штифт вводят в отверстие масленого канала и проворачивают вал до полной установки вкладыша. Вертикальные болты крышек коренных подшипников затягивают с приложением момента 43-47кгс.м, а горизонтальные – 10-12кгс.м.
Необходимость замены вкладышей определяется величиной износа по толщине и диаметральным зазором в сопряжении (табл. 2). Если износ по толщине превышает 0,05мм или диаметральный зазор более 0,23мм, вкладыши заменяют новыми. Толщина вкладыша измеряется по его середине. Зазор проверяют измерением толщины шейки коленчатого вала и внутреннего диаметра подшипника (после затяжки болтов крепления крышки). Вкладыши также заменяются при наличие механических повреждений. При повторной установке вкладышей, их устанавливают только на старое место. Верхний вкладыш имеет канал и отверстие для подвода и разбрызгивания масла. Вкладыши нижней головки шатуна взаимозаменяемые.
Для ремонта шатуна предусматривается шесть ремонтных размеров вкладышей. Клеймо размера нанесено на тыльной стороне вкладыша недалеко от стыка. Номер ремонтного размера вкладыша должен соответствовать номеру ремонтного размера шейки коленчатого вала. Вкладыши подшипников коленчатого вала следует менять целиком во всём двигателе.

Восстановление герметичности клапанов. Для восстановления герметичности клапанов нужно снять головку (или головки) блока цилиндров снять с двигателя. Очистить их от грязи и масла, нанести на тарелки клапаном метки для установки их при сборке на старое место. Пользуясь приспособлением (рис. 9) сжать пружины клапанов и вытащить сухари клапанов, снять клапан, тщательно очистить их от нагара, промыть в керосине, определить степень износа. При незначительных износах и раковинах на клапане и седле, клапан восстанавливается притиркой клапана и седла пастой, которая приготавливается перемешиванием 1,5 частей (объема) микропорошок зелёного карбида кремния 63С-М28 ОСТ 2-144-71 с одной частью летнего моторного масла и 0,5 части дизельного топлива Л-0,2-40 ГОСТ 305-82. Процесс притирки состоит из вращательно-поступательного движения при помощи специального инструмента (притирочная дрель), либо в ручную с использованием зажима. Вращение должно выполняться в различных направлениях по ½ оборота с возможностью поступления пасты под фаску. Внешним признаком нормальной притирки является наличие матового пояска на клапане и седле не менее 1,5мм. Разрывов, рисок на пояске не допускается. После притирки клапан промывают в керосине, вытирают и устанавливают. Проверяют герметичность залив керосин во впускные и выпускные окна и выдержав 3мин. При любом повороте клапана, не должно быть протечек и потёков. Правильность притирки можно проверить при помощи графита. Для этого на фаску мягким грифелем карандаша нанося 10-15 рисок через одинаковые промежутки. Клапан вставляют в седло, сильно нажимают на него и делают поворот на ¼ оборота. Грифель после этого должен быть стёрт. Если не удаётся добиться герметичности притиркой, то производится прошлифовка клапана и седла процедура притирки повторяется. Для шлифовки клапана применяется шлифовочные устройства или электродрели. Шлифовку седел производят специальными головками. Если необходимо произвести замену направляющих втулок клапана, то шлифовку седла производят только после их замены.

Ремонт клапанных седел. Риски, выработки и вмятины от нагара на седле устраняются методом зенкерования и шлифовки фаски седла, обеспечив минимальное снятие металла. Предельное утопание тарелок нового клапана от плоскости головки при восстановлении фаски седла допускается: 2,5мм для впускного клапана; 3,0мм для выпускного. Режущий инструмент должен иметь фиксацию во внутренней втулке клапана, для совмещения соосности клапана и фаски седла в пределах 0,025мм (биение 0,05мм).

Обработку фаски впускного клапана производить в следующем порядке:

• фрезеровать рабочую фаску зенкером под углом 120° (рис 10, а) до получения чистой и ровной поверхности;
• фрезеровать нижнюю кромку рабочей фаски зенкером под углом 150° (рис 10, б), выдерживая рабочую фаску в пределах 59,4 +0,7мм;
• фрезеровать верхнюю кромку фаски зенкером под углом 60° (рис 10, в) до получения ширины фаски, равной 2,0-2,5мм.

  

Обработку фаски выпускного клапана производить в следующем порядке:

• фрезеровать рабочую фаску зенкером под углом 90° (рис 11, а) до получения чистой и ровной поверхности;
• фрезеровать нижнюю кромку рабочей фаски зенкером под углом 150° (рис 11, б), до получения ширины фаски, равной 1,5-2,0мм.

Риски и незначительную выработку на сёдлах клапанов устраняется шлифовкой и притиркой. Если невозможно получить ширину рабочей фаски на седле выпускного клапана, равной 1,55-2,0мм, а также при наличии прогара, трещин, раковин и других дефектов седла выпускного клапана, не устраняемых обработкой, седло необходимо заменить. При запрессовке нового седла головку цилиндров нагревают в кипящей воде до 90°С. Запрессовывают седло лёгким ударами молотка через мягкую (медную, латунную) проставку, обеспечив натяг не менее 0,02мм. Прилегание седла к головке цилиндров проверяют щупом. Щуп толщиной 0,05мм проходить не должен. Если необходимо заменить направляющие втулки клапанов, то рабочие фаски на седлах клапанов шлифуют после замены втулок. Направляющие втулки клапана при износе внутреннего диаметров более чем 12,06мм заменяют новыми. После запрессовки новую втулку развертывают на размер 12+0,019мм. Выступание втулки из тела головки должно быть 32±0,5мм.

 

Замена впускного клапана. На рабочей поверхности тарелки не допускается наличие рисок, раковин, углублений. Если имеются данные дефекты, то рабочую поверхность клапана необходимо перешлифовать, выдержав толщину цилиндрической тарелки на менее 0,75мм, угол 121-122°, шероховатость поверхности не ниже 1,25мкм, биение рабочей поверхности относительно стержне не более 0,03мм. Износ стержня допускается до 11,92мм.

Замена выпускного клапана. На рабочей поверхности тарелки не допускается наличие рисок, раковин, углублений. Если имеются данные дефекты, то рабочую поверхность клапана необходимо перешлифовать, выдержав толщину пояса цилиндрической поверхности тарелки на менее 1,00мм, угол 91-92°, шероховатость поверхности не ниже 0,63 мкм, биение рабочей поверхности относительно стержне не более 0,03мм. Отклонение при проверке стержня клапана от прямолинейности допускается не более 0,01мм. Износ стержня допускается до 11,68мм.

Замена штанг, коромысел и их осей. Коромысло заменяют при обнаружении трещин или обнаружении облома. При износе отверстия под ось коромысла до диаметра 25,15мм заменяют только втулку. Кроме того, втулку заменяют при прославлении её посадки в коромысле. Посадку проверяют лёгким ударом через медную выколотку. Новая втулка должна утопать в тело коромысла по 1мм с каждой стороны. Масленые отверстия во втулке и коромысле должны совпадать, а стык втулки должен находиться в верхней части отверстия. После запрессовки втулки необходимо развернуть под размер 25^+0,025мм.
Ось коромысла бракуют при наличие трещин или облома. Допускается износ оси до диаметра 25,00мм.
Штанга толкателя не должна иметь задиров или выкрашивания цементированного слоя на рабочих поверхности наконечников. Погнутость штанги проверяют индикатором на призмах. Если биение штанги превышает 0,5мм, её необходимо править. После сборки необходимо проверить тепловые зазоры в клапанном механизме и при необходимости отрегулировать их.