Капитальный ремонт головки блока цилиндров

Ремонт головки блока цилиндров — не такая сложная работа, если иметь под рукой необходимый комплект ручного инструмента, приспособления и полностью представлять, что и в какой последовательности необходимо проделать. Разумеется, далеко не все дефекты ГБЦ можно исправить в условиях гаража, но наиболее часто встречающиеся вполне качественно ликвидируются своими силами.

Если двигатель не имел серьезных перегревов, головка без капитального ремонта обычно служит не менее 200—300 тыс. км пробега.

Порядок ремонта головки блока следующий:

• 1. Заделываются трещины и раковины на поверхности ГБЦ (если они были обнаружены во время осмотра).
• 2. Выравниваются приваленные плоскости (желательно выравнивать даже небольшие искривления плоскостей).
• 3. Ремонтируются поврежденные (или изношенные) отверстия подшипников под шейки распредвала, если его «постель» не демонтируется, как, например, в «Жигулях». В последнем случае корпус распредвала нужно поменять, подобрав его под конкретный распределительный вал исходя из размеров опорных шеек последнего.
• 4. Исправляются повреждения резьбовых отверстий.
• 5. Меняются изношенные или поврежденные втулки клапанов. Новые втулки клапанов после запрессовки обязательно калибруются ручной разверткой исходя из номинального теплового зазора между отверстием втулки и штоком клапана.
• 6. Фрезеруются седла клапанов специальными фрезами (или обрабатываются на специализированном станочном оборудовании), принимая за базу поверхность отверстий во втулках.
• 7. Клапаны ремонтируются, меняются на новые или, если они механически обрабатывались в районе пояска или износ сопряжений невелик, притираются с помощью абразивной пасты к своим седлам (вручную или на притирочных станках).
• 8. Поверхности «колодцев» под цилиндрические толкатели (если они конструктивно имеются) ремонтируются в специализированной мастерской.
• 9. Сальники штоков клапанов, если они предусмотрены конструкцией головки, монтируются на втулки клапанов с помощью специальнрй оправки.
• 10. Клапаны после установки соответствующих пружин, шайб и тарелок «засухариваются» с помощью ручного приспособления.
• 11. Гидрокомпенсаторы клапанов (если они конструктивно имеются) промываются, дефектуются и меняются на новые в случае, если они повреждены или изношены.
• 12. Монтируются элементы передачи усилий от кулачков распредвала на штоки клапанов и устанавливается распредвал, если того требует конструкция (некоторые двигатели требуют обязательной установки распредвала в корпус ГБЦ до монтажа двигателя в моторный отсек).

Далее подробно рассмотрим основные неисправности и определимся, какие из них доступны для устранения в условиях гаража, а какие лучше «извести» в специализированной мастерской (некоторые описываемые «станочные» технологии специально приведены для того, чтобы читатель смог правильно подобрать специализированную мастерскую для сложного ремонта головки блока).

1. Трещины и раковины на поверхности ГБЦ

В некоторых случаях удается заделать трещины в специализированных предприятиях с помощью сварки в среде аргона (это касается головок, изготовленных из алюминиевых сплавов, чугунные головки сваркой практически не восстанавливаются) .

Дефектные участки ГБЦ, не подверженные сильному температурному влиянию, можно восстановить в условиях гаража, с помощью полимерных композиций по технологии, аналогичной той, которая используется для ремонта блока цилиндров (см. главу 1.12).

Некоторые производители («VW», «AUDI» и др.) допускают эксплуатацию головок с небольшими трещинами между седлами впускного и выпускного клапанов в пределах камеры сгорания.

Невидимые трещины в теле ГБЦ можно обнаружить с помощью ее опрессовки. Для этого герметично «глушат» нее окна и отверстия, связанные с полостью для охлаждающей жидкости (с помощью толстых листов оргстекла и резиновых прокладок), а также штуцера, предназначенные для подсоединения различных шлангов. Один из подходящих по диаметру штуцеров не «глушат», а используют для подводки горячей воды под давлением порядка 0,6-0,7 МПа (6-7 кг/см²).

Нагретая до 70—80°C вода подается любым способом (обычно насосом служит ручной плунжерный механизм, подобный тому, что используется в гидравлических домкратах). Головка выдерживается под давлением около часа, при этом заметного его падения и просачивания воды наблюдаться не должно.

Другой способ предусматривает нагнетание сжатого до 0,2 МПа (2 кгс/см²) воздуха в головку, погруженную в панну с подогретой до 80°C водой. Ее подогрев необходим для того, чтобы трещины (если они присутствуют) несколько расширились и в большем количестве пропускали воздух, что, несомненно, способствует лучшему их обнаружению. При этом в течение 2-3 мин не должно наблюдаться выхода пузырьков воздуха.



В принципе, трещины можно отследить и в условиях обычного гаража, заливая в закрытую полость для охлаждающей жидкости керосин и натирая внешние подозрительные поверхности обычным школьным мелом. Всепроникающий керосин при наличии даже небольших повреждений обязательно отразится влажным пятном на поверхности, покрытой слоем мела.

Такие проверки являются обязательными, если двигатель в процессе эксплуатации хоть раз был доведен до «кипения».

Раковины на поверхности камеры сгорания алюминиевой головки, вызванные длительным воздействием детонации (как правило, находящиеся в районе металлической окантовки цилиндров прокладки ГБЦ и нередко проникающие под нее), успешно удавалось заварить сваркой в среде аргона. Следующими обязательными операциями (после сварки) являются: снятие напряжений в материале головки с помощью термообработки и выравнивание приваленной плоскости на станочном оборудовании.

2. Искривление привалочных плоскостей ГБЦ

Искривление привалочных плоскостей ГБЦ — явление довольно частое даже для головок, не подвергавшихся сильным температурным воздействиям. Как правило, если головка «отскакивает» от блока при ее демонтаже, она имеет недопустимое искривление своих плоскостей и подлежит обязательному выравниванию. Приваленная плоскость под блок цилиндров, а также плоскости под выпускной и впускной коллекторы, проверяются с помощью большой лекальной линейки и набора щупов (см. рис. 1.34). Длина линейки в этом случае должна быть такой, чтобы она покрывала самую длинную проверяемую плоскость ГБЦ по диагонали. Линейку прикладывают по диагонали «крест на крест» по двум противоположенным углам, при этом зазор между плоскостью головки и линейкой для большинства двигателей не должен превышать 0,05-0,1 мм.



Плоскости головок правят на плоскошлифовальных станках, при этом съем металла обычно не превышает 0,05-0,2 мм, что не повлияет на дальнейшую работу бензиновых двигателей (степень сжатия остается практически неизменной).

Съем металла с головок дизельных моторов не влияет на степень сжатия, так как камеры сгорания в большинстве случаев находятся непосредственно в днищах поршней.

Полировать плоскость головки после шлифовки необходимости нет, кроме ухудшения уплотнения это ни к чему не приведет. Для того чтобы уплотнительный материал прокладки смог «зацепиться» за ее плоскость, она должна иметь определенную шероховатость (Ra=1-2 мкм).

Вместо шлифовального станка можно использовать вертикально-фрезерный, с широкой торцевой фрезой, которая своим диаметром должна перекрывать ширину головки. Плоскость фрезеруют на высоких оборотах с малой продольной подачей шпинделя. При этом в корпус сборной фрезы вставляется только один резец. Делается это для того, чтобы не возиться с юстировкой многочисленных режущих пластин по величине выступания. Выставить в одну плоскость рабочие кромки всех режущих пластинок — достаточно трудоемкая операция, неточно выставленные резцы, оставляют на обрабатываемой поверхности профиль, похожий на поверхность стиральной доски, что не способствует нормальному уплотнению между сопрягаемыми поверхностями.

В крайнем случае, если искривления приваленной плоскости незначительны (до 0,06 мм), ее можно поправить в условиях гаража с помощью отшлифованной металлической плиты (желательно размером, вдвое превышающим размер плоскости головки) и абразивного порошка, смешанного с маслом. Такая работа, при всей ее простоте, занимает немало времени и не исключает «завалы» плоскости ГБЦ по ее краям (вследствие неравномерного на нее нажима во время притирки).



Некоторые мотористы, особо не задумываясь о последствиях, «выравнивают» приваленную плоскость с помощью боковины большого шлифовального круга. При определенной сноровке сделать это удается, но то, что стерпит устаревший двигатель УАЗа, вряд ли понравится современному мотору.

При любом способе выравнивания плоскостей ГБЦ металл снимают до тех пор, пока не обновится вся ее поверхность. После механической обработки внешние и внутренние поверхности головки тщательно очищаются от абразива и стружки с помощью керосина и после ее высыхания продуваются сжатым воздухом.

3. Износ распределительного вала

Износ распределительного вала лучше всего «устраняется» заменой его на новый. Восстановление изношенных поверхностей (методом наплавки металла и последующей механической обработки) довольно дорогое удовольствие, пригодное только для эксклюзивных деталей. Исключение составляет покрытие шеек вала хромом с помощью гальванической установки, при условии, что кулачки еще имеют достаточно большой ресурс.

Шейки вала также можно прошлифовать, а отверстия подшипников завтулить с последующей расточкой под ремонтный размер шеек вала. Втулки лучше всего изготавливать из стале-алюминиевой ленты, подобной той, из которой изготавливаются вкладыши коленчатого вала. Такая работа довольно трудоемка и выполняется только в условиях хорошо оснащенной мастерской. Изношенные отверстия под шейки распредвала, имеющие разъемные подшипники, восстанавливают путем подрезания поверхности стыков разъема. Как правило, достаточно подрезать крышку подшипника на величину износа, с последующим хонингованием (или расточкой посредством борштанги) отверстия под номинальный размер (такая работа также производится только с помощью высокоточного специализированного оборудования).



Износ кулачков по высоте (для «жигулевских» кулачков минимально допустимая высота 36,36 мм) не особо критичен в механизмах с ручной регулировкой зазоров; в механизмах с гидрокомпенсаторами нередко вызывает отказ в работе цилиндров.

4. Повреждение резьбовых отверстий

Повреждение свечной резьбы при определенных навыках довольно легко устраняется в условиях гаража, подробная технология и перечень необходимого инструмента описаны в главе 3.5.

Повреждение резьбы под шпильки устраняется самостоятельно, несколькими различными способами, также подробно описанными в указанной главе.

5. Повреждение или износ направляющих втулок клапанов

Поврежденные втулки клапанов однозначно подлежат замене. Изношенные втулки, при условии, что их металл относительно мягкий (бронза или латунь) и износ не более 0,1-0,2 мм, можно восстановить раскаткой — специальным ручным инструментом, который, внедряясь своим жестким роликом во внутреннюю поверхность втулки, как бы приподнимает металл. Такая технология требует последующей калибровки отверстия соответствующей разверткой и продлевает ресурс втулки клапана примерно на 50% по той причине, что при деформации металла уменьшается площадь контакта втулки со штоком клапана, другими словами — удельная нагрузка на единицу площади существенно возрастает, сокращая ресурс сопряжения.

По возможности, втулки все же лучше поменять на новые. Перед выпрессовкой старых втулок головку блока следует равномерно нагреть до температуры 100-150°C. Дело в том, что алюминиевые головки имеют коэффициент расширения больший, чем, допустим, чугун втулки, по этой причине посадка втулок клапанов при нагреве головки несколько ослабевает, что, несомненно, способствует наиболее «безболезненному» их извлечению.



Определить степень износа втулки и ее клапана можно косвенным способом по свободному ходу последнего. Для этого клапан выдвигают из головки на длину втулки и с помощью индикатора часового типа измеряют свободный ход тарелки в перпендикулярном от оси симметрии клапана направлении. Для сопряжений с зазором 0,030,05 мм ход тарелки должен быть в пределах 0,12-0,18 мм. Если излишний зазор удается устранить заменой клапана на новый, втулки можно оставить старые.

Непригодные «жигулевские» втулки извлекают несколькими ударами тяжелого (не менее 1 кг) молотка с помощью специальной оправки (рис. 1.58), положив головку на ровную массивную поверхность.



Удары следует наносить достаточно сильно, строго вдоль оси втулки.

Оправку для выпрессовки втулок клапанов для других двигателей несложно изготовить по образцу «жигулевской».

Предупреждение! Если втулки не имеют упорных элементов (стальные разрезные кольца или буртики), перед их выпрессовкой необходимо замерить выступание втулки со стороны площадки для возвратных пружин. Величина выступания пригодится для правильного монтажа новых втулок.

Перед запрессовкой новых втулок ГБЦ равномерно нагревают до температуры 90-150°C, а втулки и рабочий конец приспособления одновременно охлаждают в жидком азоте. Для охлаждения можно применить сухой лед или специальный спрей, но эффективность охлаждения в таком случае несколько пострадает.

Втулки запрессовываются двумя-тремя быстрыми ударами массивного молотка, при этом необходимо следить за глубиной их «погружения» в отверстия ГБЦ. Приспособление для запрессовки втулок с упорными буртиками (типа «жигулевских») изготавливается таким образом, чтобы усилие запрессовки приходилось исключительно на верхнюю поверхность буртика, т. е. имеет вид трубки. Там, где на втулках отсутствуют упорные буртики, лучше применять оправку с внутренней проточкой под втулку, изготовленную так, чтобы она входила в оправку на глубину своего «выступания» над опорной поверхностью пружин. При этом усилие запрессовки будет приложено к ее верхней плоскости.

Для надежной посадки внешний диаметр новых втулок должен быть на 0,05-0,06 мм больше, чем диаметр демонтированных, хотя лучше всего точно измерить диаметр новых втулок и отверстий под них и ориентироваться на величину натяга.

Краткая справка. Основные требования для размерностей при ремонте ГБЦ «Жигулей» следующие:

• 1. Диаметр отверстий в ГБЦ под «номинальные» втулки клапанов — 13,950-13,977 мм.
• 2. Внешний диаметр чугунных (или металлокерамических) втулок клапанов — 14,040-14,058 мм.
• 3. Чугунные (или металлокерамические) втулки клапанов запрессовываются в головку «Жигулей» с натягом 0,063-0,108 мм.
• 4. Латунные или бронзовые втулки в головку из алюминиевого сплава запрессовываются с натягом 0,03-0,04 мм.
• 5. Монтажный зазор в чугунных (металлокерамических) втулках: впускной клапан — отверстие втулки — 0,022-0,055 мм, выпускной клапан — отверстие втулки — 0,029-0,066 мм.
• 6. Предельно допустимый зазор для изношенного сопряжения — 0,15 мм.

Монтажный зазор в латунных втулках (изготовленных из Л85, Л90 и Л96) и бронзовых втулках (изготовленных из БрОС-5-5-5, БрОС-10-10), должен быть несколько увеличен: впускной клапан — отверстие втулки — 0,034-0,085 мм, выпускной клапан — отверстие втулки — 0,045-0,090 мм.

После запрессовки втулки калибруют разверткой, при этом для «Жигулей», как правило, одной развертки (размером 8,03 мм) достаточно для калибровки как выпускных, так и впускных втулок, изготовленных из чугуна или металлокерамики.

Ресурса обыкновенных разверток, работающих по жестким втулкам (металлокерамика), хватает не более чем на три-четыре ремонта (4-цилиндровых двигателей). Для втулок, изготовленных из мягких медных сплавов, необходимо использовать только «свежие» развертки.

Некоторые иностранные фирмы выпускают клапаны ремонтного размера с несколько увеличенным диаметром штока. В таких случаях изношенные направляющие втулки остаются на месте, а ремонтное увеличение отверстий втулок производится в два этапа — сначала они разворачиваются до диаметра штока ремонтного клапана, затем увеличиваются под необходимый тепловой зазор между штоком и втулкой. Наиболее удобным инструментом для такой работы будет развертка с регулируемым диаметром. Для обеспечения наибольшей точности позиционирования втулку разворачивают с ее менее изношенной части (как правило, это сторона сальника штока клапана).

Не редкость, когда новые втулки имеют несколько увеличенный внешний размер, чтобы скомпенсировать увеличившиеся после выпрессовки отверстия в ГБЦ или для устранения небольших его повреждений (мелкие задиры, конусность или эллипсность до 0,05 мм). В таких случаях при определенных навыках отверстие разворачивается ручной разверткой в условиях гаража (съем металла до 0,15 мм), при этом следует полностью исключить боковое давление режущих граней на внутренние стенки отверстия.

Более того, в продаже встречаются втулки, предназначенные для отремонтированных посадочных отверстий. Увеличивать посадочное место в таких случаях лучше в условиях специализированной мастерской, так как даже небольшие осевые отклонения новых отверстий способны значительно сместить положения тарелки клапана относительно ее седла, что приводит к недопустимым отклонениям в ее положении.

В любых случаях при замене втулок клапанов необходимо точно определить значение натяга, иначе втулку можно повредить во время ее запрессовки (если натяг чрезмерен) либо она будет выскакивать из своего гнезда или пропускать масло после прогрева двигателя (если натяг недостаточен).

6. Повреждение или износ седел клапанов

Поврежденные (трещины, большие сколы, ослабление посадки в гнезде и т. д.) или полностью изношенные седла, меняются на специализированных предприятиях, и далеко не каждое предприятие имеет возможность качественно их заменить. Дело в специальном оборудовании, с помощью которого не только растачивают старое седло для его демонтажа, но и качественно подготавливают поверхность гнезда под новое.

Седла, пригодные для ремонта, обрабатываются либо на специальном расточном оборудовании, либо ручным инструментом. Первое предпочтительнее, но не всегда доступно. Ручной инструмент состоит из центрирующего стержня (пилота), вставляемого во время работы в направляющую втулку, и набора конусных фрез (шарошек), определяющих углы наклона граней профиля седла (рис. 1.59).



Как правило, профиль седла формируется с помощью снятия металла под углом 45' (основной угол), 75° и 15° или 60 и 30° (дополнительные углы). Так как размеры тарелки впускного клапана отличаются от размеров тарелки выпускного, количество фрез в наборе достигает шести штук. Различная величина углов профиля седла предназначена для формирования посадочного пояска под фаску клапана определенной ширины (обычно 1,5-2 мм).

Для наилучшей точности каждая фреза имеет конусную посадку, рассчитанную на общий конус пилота.

Фрезы в основном бывают двух типов — полностью изготовленные из инструментальной стали и с впаянными в корпус твердосплавными пластинками. Последние, как показывает практика, «берут» наклепанный метал уплотнительного пояска гораздо проворнее. По этой причине, имея набор шарошек из инструментальной стали, приходится приобретать пару фрез с твердосплавными пластинками под угол 45° (как правило, совместно с индивидуальным пилотом).

Шарошки призваны не только править профиль седла, но и смещать его положение согласно оси симметрии новой втулки, отверстие которой служит базовой поверхностью для пилота. По этой причине перед обработкой седла обязательно запрессовывается новая втулка (если ее предполагается поменять). Если все сделать наоборот, то ни о какой соосности клапана и его седла разговора вести не стоит.

Перед «погружением» инструмента в тело головки стержень пилота и режущие кромки фрезы смазываются моторным или трансмиссионным маслом.

Работу начинают с выравнивания уплотняющего пояска фрезой с углом обработки 45°. Если при этом менялась направляющая втулка клапана, обработку ведут осторожно, особо не нажимая на инструмент, так как начало фрезеровки, как правило, будет осуществляться только с одного края седла.

После получения нового пояска шириной около 2,5 мм гнездо обрабатывается фрезой 75° (или 60°) до момента, когда между кромками свежих поверхностей не останется необработанного металла.

Ширину рабочего (уплотнительного) пояска доводим до номинала фрезой с углом обработки в 15° (или 30°). Если при этом получился слишком узкий уплотняющий поясок, расширяем его, повторно вставив фрезу под угол обработки 45°. Вертикальную подачу инструмента при этом следует ограничить для получения более качественной поверхности (при слабом нажиме практически исчезает «дробление» обрабатываемого материала).

Основным недостатком данной технологии обработки седел клапанов, является заниженная точность, появляющаяся вследствие некоторого люфта пилота в направляющей втулки клапана, что, впрочем, устраняется увеличением диаметра штока пилота до того момента, когда зазор практически исчезает (для этого стоит изготовить несколько пилотов, с пошаговым увеличением диаметра направляющего штока). При этом ось пилота несколько подклинивает, но точность обработки получается такой, что на дальнейшую притирку сопряжения уходит не более 2-3 мин. В продаже встречаются приспособления с неподвижным пилотом, которые стоят значительно дороже, но полностью решают эту проблему.

7. Поврежденные клапаны

Погнутые, имеющие трещины или с прогоревшей фаской клапаны выбраковывают. Клапаны с изношенными фасками (проверяются на «просвет» с помощью короткой лекальной линейки) и торцами штоков (до глубины износа в 0,5-0,8 мм) восстанавливают перешлифовкой на специализированных станках. Торцы клапанов, в крайнем случае, можно подровнять и в условиях гаража, «зарядив» в точильный станок алмазный круг и обеспечив прямой угол между торцом клапана и плоскостью круга. Как показывает практика, восстановленная таким образом поверхность имеет зеркальный вид и вполне работоспособна. Изношенные фаски клапанов шлифуются на универсальном круглошлифовальном станке с креплением их штоков в цанговом патроне или на специализированном малогабаритном настольном шлифовальном станке.

Изношенную фаску восстанавливают таким образом, чтобы угол, образующийся между фаской и плоскостью тарелки клапана, был равен 45°, а поясок в основании этого угла не имел острой грани. В противном случае клапан не будет прилегать к своему седлу достаточной для отвода от тарелки тепла площадью, а острая кромка будет быстро перегреваться. Остаточная высота необработанной кромки тарелки не должна быть менее 0,5 мм. Поверхность фаски должна быть равномерной по ширине, а ширина контактного пояска после притирки клапана должна быть 0,5-2,5 мм в зависимости от конструкции двигателя.

Дизельные двигатели, как правило, требуют более широкого контактного пояска, чем бензиновые (не менее 1 мм). Это связанно с большей тепловой нагруженностью клапана, и, как следствие этого, требуется более «тесный» контакт тарелки клапана с его седлом для отвода излишнего тепла.

Стержни клапанов также подвергаются некоторому износу, поэтому их промеряют микрометром типа МК 0-25 мм (см. рис. 1.38). Овальность, а также разница диаметров в верхней и нижней части стержня не должны превышать 0,02-0,03 мм, в противном случае с клапаном лучше расстаться. Эксклюзивные клапаны можно (после механического выравнивания штока) покрыть слоем хрома с помощью гальванической установки, но гораздо доступнее технология механической обработки «постороннего» клапана (под размеры редкой детали), который имеет аналогичный диаметр штока, но несколько большую длину или диаметр тарелки. При этом торцевую часть «новоиспеченного» клапана, если она подрезалась, следует отполировать и упрочнить (обычно с помощью установки ТВЧ) или предусмотреть установку прочной специальной торцевой вставки (к примеру, от двигателей МеМЗ или «Москвич»-412).

Для обработки клапан устанавливается в цанговый зажим, который затем устанавливается в токарный станок, при этом поверхности клапана проверяются на биения с помощью индикатора часового типа, закрепленного на станке с помощью универсальной стойки.

Для выпускных клапанов в качестве заготовки не следует применять «тело» впускного клапана (оно не подходит для высоких температурных нагрузок), обратная же замена вполне возможна. Следует избегать применения в качестве заготовок клапаны, изготовленные из двух различных металлов, с напылением твердого металла на фаску (если тарелку предполагается дорабатывать), а также с другим диаметром штока (так как его достаточно сложно доработать с высокой точностью). В последнем случае гораздо легче изготовить новые втулки или доработать штатные.

После ремонта клапанов, седел или при установке новых деталей тарелки клапанов необходимо (для герметичности сопрягаемых деталей) притереть к их седлам. С притиркой новых клапанов обычно проблем не возникает. Поработавшие клапаны перед этой операцией имеет смысл отдать на выравнивание их рабочей фаски на шлифовальном оборудовании, иначе, пока произойдет полная притирка сопрягаемых поверхностей, седло клапана приобретет такой профиль, что его впору будет править заново.

В качестве абразива при притирке используется корундовая паста или порошок, смешанный с трансмиссионным маслом, размер зерна при этом должен находиться в пределах 20-40 мкм (обозначение: М20, М28 или М40). Состав порошка в обязательном порядке должен быть однородным. Порошок, загрязненный разного рода включениями, во избежание крупных, порой не устраняемых притиркой рисок к применению не допускается.

Предупреждение! Применять в качестве абразивного порошка алмазную пасту не рекомендуется, так как алмазная крошка во время работы не разрушается и, внедряясь в поверхности сопряжений, вызывает впоследствии их ускоренный износ. Также крайне нежелателен «притирочный порошок», изъятый из-под точила или изготовленный из размолотых кирпичей.

Притирку клапанов производят, когда износ поверхностей сопряжения невелик или после замены втулки клапана и фрезерования его гнезда. Шток клапана перед работой смазывается моторным маслом. Абразив наносят тонким слоем на рабочую фаску клапана с помощью кончика спички, стараясь не попадать на другие части головки. Для того чтобы абразив не попадал во время работы на шток клапана, она производится только в положении клапанов тарелками вниз.

Для того чтобы получить качественное сопряжение седло клапана — тарелка клапана, необходимо клапан вращать возвратно-поступательными движениями с периодическим «прихлопыванием» зазора с целью обновления абразивного слоя на притираемых поверхностях (так как, измельчаясь, он постепенно «уходит» из зоны сопряжения). При этом добиваться зеркального состояния уплотняющего пояска не стоит, достаточно матовой непрерывной, равномерной по ширине поверхности как на тарелке клапана, так и на его седле. Работа производится с помощью приспособлений, позволяющих захватить клапан за конец его штока. Наиболее удобным из них является приспособление с «карданьчиком» (рис. 1.60), позволяющим не демонтировать мешающие шпильки.

Предупреждение! Не стоит для ускорения работы в качестве приспособления для притирки использовать электрическую дрель. Получившиеся при этом глубокие круговые полосы на сопрягаемых поверхностях довольно трудно удалить.

После притирки все поверхности, на которые попали частички абразива, тщательнейшим образом очищаются от его остатков.

Качество сопряжений проверяется с помощью заливки керосина в камеры сгорания перевернутой головки, при этом, если работа выполнена правильно, жидкость более часа «стоит» у ее кромок. Если же ее уровень через несколько минут уходит, поищете ее следы в коллекторах, это подскажет, какое сопряжение необходимо подправить.

После всех механических работ необходимо проверить величину выступания штоков над поверхностью опорной площадки под пружины, эта величина не должна заметно увеличиться. Особенно критичен этот параметр в механизмах с гидротолкателями клапанов; если упустить данный момент, возможно неполное закрытие клапана. Для того чтобы как то исправить положение, можно укоротить шток клапана (на величину до 0,5 мм или несколько большую, если затем закалить торец на установке ТВЧ).

Кроме этого, перед притиркой новые клапаны (это особенно касается клапанов отечественного производства) следует проверить в специализированной мастерской на биение рабочей фаски относительно штока, величина которого не должна превышать 0,02-0,03 мм.

8. Поверхность колодцев под нажимные стаканчики клапанов

Исправляются на специализированных предприятиях путем растачивания и установки ремонтных втулок, которые делают из бронзы или силумина, и после запрессовки обрабатываются в номинальный размер.

Бронзовую втулку запрессовывают, предварительно нагрев головку до 150°C. Втулку из алюминиевого сплава перед запрессовкой надо обязательно охладить вместе с оправкой. Отверстие в запрессованной втулке затем растачивается под размер толкателя до зазора в сопряжении 0,03-0,05 мм. Посадочное гнездо под ремонтную втулку растачивают таким образом, чтобы стенки втулки имели толщину около 1,5 мм, натяг в новом гнезде в среднем составлял 0,03 мм.

9. Разрушение сальников и прокладок

Нет смысла восстанавливать довольно дешевые детали, они меняются в обязательном порядке как при капитальном ремонте головки, так и во время промежуточных ремонтов, вызванных какой-либо неисправностью.

Предупреждение! Прокладка ГБЦ меняется обязательно, если двигатель был запущен и прогрет даже всего один раз.

Прокладка ГБЦ перед монтажом должна быть чистой, следы масла на ее поверхности не допускаются. В критических ситуациях, когда прокладку приобрести не удается, есть смысл старую (или самодельную) прокладку промазать консистентной смазкой, но не новую, как это делают некоторые гаражные умельцы якобы для улучшения уплотняющих свойств. В продаже встречаются импортные прокладки в заводской упаковке, с нанесенным консистентным слоем, но вряд ли в качестве смазки там применяют обыкновенный «Солидол». На поверхность современных прокладок наносится специальный герметик в виде полосок: этого вполне достаточно, чтобы она хорошо «держала» и на сухую.

Сальники клапанов (колпачки) меняются и без демонтажа головки, для этого применяются незамысловатые оправки, которые помогают отцентрировать сальник на направляющей втулке клапана. Для двигателя «Жигулей» очень удобной оказалась укороченная оправка (рис. 1.61). Она позволяет качественно запрессовывать сальники, не выворачивая мешающие шпильки крепления корпуса распредвала.

Изношенные сальники демонтируются с помощью двух мощных широких отверток, одним концом лезвия упирающихся в стальную шайбу пружины, другим — в нижнюю часть буртика сальника. Равномерно «выкручивая» инструменты в разные стороны, удавалось легко извлекать самые «прикипевшие» сальники.

Там, где сальники довольно глубоко утоплены (к примеру, на двигателях семейства ВАЗ-2108), следует применять цанговый экстрактор, который стоит заранее приобрести.

Предупреждение! Извлекать сальники клапанов с помощью пассатижей опасно — очень легко повредить хрупкие втулки клапанов.

Для монтажа сальник обильно смазывается моторным маслом, на торец клапана надевается тонкостенный защитный пластиковый колпачок (как правило, он входит в комплект поставки сальников). Далее поршень подводится к тарелке клапана таким образом, чтобы клапан не проваливался в полость цилиндра, а его торец не упирался в дно глухого отверстия оправки (иначе клапан легко можно погнуть о днище поршня при запрессовке сальника). Если головка демонтирована, тарелку клапана во время работы следует поддерживать свободной рукой. Сальник вначале осторожно монтируется вручную до упора в поверхность втулки, затем защитный колпачок удаляется, оправка надевается на шток клапана и подводится своим торцом к упорному буртику сальника. Запрессовку осуществляют легкими ударами среднего молотка, одновременно покручивая оправку и отслеживая оставшийся зазор между краем сальника и буртиком втулки.

Предупреждение! Сальники клапанов, если они имеют прессовую посадку, запрессовывать до упора (своей нижней частью) во втулку клапанов не следует, иначе кромка сальника может «раскрыться» от упора верхнего торца втулки в конусную внутреннюю часть сальника (рис. 1.62). Чтобы этого не происходило, стоит промерить обе детали перед монтажом и вычислить величину «недопрессовки».

Перед монтажом сальников клапанов следует проверить их «прохождение» через опорную шайбу пружин — некоторые сальники в силу внешнего размера буртика не проходят.

Косвенным подтверждением того, что работа выполнена правильно, является невыпадение клапанов из втулок (в положении тарелкой вниз).

10. Монтаж клапанов на головку блока

Монтаж клапанов на головку блока ведется с помощью приспособлений, предназначенных для их демонтажа, к примеру, для двигателей «Жигулей» приспособление (см. рис. 1.42) работает следующим образом:

• 1. На близлежащую шпильку в качестве упора накручивается штатная гайка.
• 2. На свои места устанавливаются пружина с упорной шайбой и тарелка.
• 3. Головка устанавливается на устойчивую поверхность тарелками клапанов вниз.
• 4. Под тарелки в камеру сгорания подкладывается чистая ткань, таким образом, чтобы она заполнила весь ее объем (для ГБЦ дизельных двигателей достаточно постелить материал или плотную бумагу, так как камера сгорания в них практически отсутствует).
• 5. Приспособление устанавливается передним концом под гайку (при этом гайку перемещают по резьбе с таким расчетом, чтобы на сжатую пружину рабочая часть приспособления действовала практически без бокового давления).
• 6. После того как шток клапана (при сжатии пружины) в достаточной мере выйдет из отверстия тарелки, пинцетом устанавливаются оба сухаря.
• 7. После установки всех деталей следует медным молотком аккуратно простучать все торцы клапанов (если они спрятаны в колодцах, следует применять медную проставку). Делается это для того, чтобы сухарики поплотнее «уселись» в конусные гнезда тарелок (в механизмах с гидрокомпенсаторами эта операция не обязательна).

11. Неисправности гидрокомпенсаторов

Эти прецизионные детали практически не поддаются ремонту (по крайней мере, в рамках их стоимости) и при износе или серьезных повреждениях однозначно подлежат замене.

Краткая справка: гидрокомпенсатор клапанного зазора — механизм, состоящий из цилиндрического стаканчика и практически без зазора (всего 5-8 мкм) входящего в него поршня (плунжера). Такое сопряжение изготавливается с очень высокой точностью и называется плунжерной парой. Конструкции гидрокомпенсаторов весьма разнообразны. Исходя из конструкции двигателя, их устанавливают на концы коромысел, в разрыв штанг привода клапанов (нижневалъные двигатели), вместо опорных болтов («классические» двигатели ВАЗ) или под нажимные стаканчики (двигатели 16-клапанных «десяток», впрысковых «Волг» и многих современных иномарок).

Последняя конструкция, пожалуй, самая удачная, отсутствие радиальных нагрузок позволяет плунжерной паре работать довольно длительное время без особого износа трущихся поверхностей.

Рассмотрим ее работу как пример работы компенсатора (в любом конструктивном исполнении):

Между поршнем 1 и дном цилиндрика 2 устанавливается выталкивающая пружинка 3 (рис. 1.63). Во время работы двигателя механизм гидрокомпенсатора посредством подающегося под давлением моторного масла в его впускное отверстие 4 постоянно отслеживает и выбирает имеющийся зазор между кулачком распредвала и поршнем. Встроенный шариковый обратный клапан 5 не дает выходить маслу через подающее отверстие из полости цилиндра во время его рабочего хода, но позволяет пополнить его полость, после того как масляный поясок стаканчика совпадет с отверстием масляного канала в головке блока. Несомненно, удобный в эксплуатации механизм (не слышно «стрекотание» деталей привода клапанов, не требуется регулировка клапанных зазоров) предъявляет повышенные требования к качеству моторного масла, состоянию распределительного вала и производительности масляного насоса. Так как моторное масло (как и любая другая жидкость) несжимаемо, компенсатор будет приоткрывать клапан при любом дефекте распределительного вала, будь-то впадинка на тыльной части кулачка, погнутость самого вала или его слишком большой радиальный зазор в опорах. Последствие этих «несанкционированных» действий довольно плачевны, в лучшем случае будет потеря приемистости двигателя, в худшем (что обязательно произойдет при дальнейшей эксплуатации) — повреждение тарелки клапана и разрушение его седла.



Как правило, исправная плунжерная пара должна держать масло в течение 25-30 мин при приложении усилия ее сжатия порядка 20-40 кгс.

Монтаж гидрокомпенсаторов необходимо производить в их заполненном на 50-60% состоянии. Некоторые модели двигателей требуют монтаж гидрокомпенсаторов со смазанными трущимися парами, но без заполнения их полости маслом.

Предупреждение! Полностью залитые маслом полости плунжерных пар способны держать все клапаны в приоткрытом состоянии. Речи об успешном первом пуске двигателя в этом случае можно не вести до тех пор, пока излишек масла не выйдет из полостей плунжеров наружу.

Перед установкой все исправные плунжерные пары должны быть тщательно проверены и промыты от грязи и мелких металлических частиц износа, при этом их промывка в собранном состоянии может вызвать появление задиров на сопрягаемых поверхностях.

12. Механизм привода клапанов

Механизм привода клапанов монтируется после очистки и проверки состояния его деталей.

При этом зазор в отверстиях коромысел (если таковые в конструкции имеются), как правило, не должен превышать 0,05-0,06 мм, в противном случае неизбежен повышенный шум в работе механизма.

На контактных поверхностях коромысел не должны наблюдаться следы выработки (если износ невелик, их можно подровнять тонким абразивным инструментом).

При сборке механизма «жигулевского» двигателя в пазы рычагов (рокеров) должны четко входить торцы клапанов. Частое явление у начинающих мотористов — шток клапана не входит при сборке в паз рычага, перекашивая последний. Клапан в этом случае остается приоткрытым, а его зазор выставить не удается.

Рычаги при замене распредвала меняются на новые одновременно с ним. В крайнем случае, небольшой износ поверхности, контактирующей с шейками вала, удавалось устранить выравниванием вручную, на алмазном круге, закрепив последний в «наждаке».

Сильно изношенные поверхности рычагов и коромысел эксклюзивных двигателей восстанавливают наплавкой по технологии, подобной технологии восстановления распредвалов, которая вполне успешно освоена многими ремонтными предприятиями.

Цилиндрические толкатели (стаканчики) прямого привода клапанов (к примеру, такие устанавливаются в двигателях ВАЗ-2108, ВАЗ-21083, «VW», «AUDI» и др.) полируются от мелких царапин и задиров. Как правило, зазор между стенкой отверстия ГВЦ и боковиной стаканчика на разных моделях двигателей составляет 0,03-0,05 мм, хотя, как показывает практика, повышенный зазор, кроме неприятного звука, других последствий не вызывает.

Толкающие штанги проверяются на предмет изгиба в призмах с помощью индикатора часового типа (например, ИЧ-10, см. рис. 1.36), при этом биения в средней части, как правило, не должны превышать величину в 0,1 мм. Концы толкателей также следует тщательно осмотреть на предмет отсутствия недопустимого износа и повреждений на их головках. Изогнутые штанги правят, положив концы на края призм, после чего снова проверяют их на изгиб.

При установке толкающих штанг нужно быть внимательным — существуют конструкции двигателей (к примеру, МеМЗ-965), предусматривающие подачу моторного масла для смазки механизма газораспределения через одну из штанг (визуально похожую на остальные штанги), которая имеет сквозной канал.

Частой ошибкой начинающих мотористов является произвольная установка внешне похожих штанг, что вызывает поломку механизмов привода клапанов по причине полного отсутствия смазки.