Ремонт механизма газораспределения

К основным деталям механизма газораспределения относятся: распределительный вал, кулачковые шайбы, клапаны.

Распределительные валы и кулачковые шайбы изготавливают из цементуемых сталей марок 20, 25, 15ХА, 12ХН3А с последующей цементацией, закалкой и низким отпуском и из среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45 с последующей индукционной закалкой.

При эксплуатации распределительных валов выкрашиваются рабочие поверхности кулачковых шайб, искажается профиль шайб, возникают трещины на поверхностях самого вала, биение шеек относительно оси вала, происходит смятие шпоночных пазов и искривление оси вала.

Согласно техническим условиям трещины, выкрашивания на рабочих поверхностях кулачковых шайб и поверхностях вала не допускаются. Местная выработка рабочей поверхности кулачковых шайб (съемных) допускается не более 0,5 мм на площади 5 мм². Диаметры шеек вала должны быть в поле допуска h6. Биение шеек относительно оси вала должно быть не более 0,04 мм, шероховатость поверхности шеек – не более 0,63 мкм. Износ шпоночных пазов не должен превышать допуск.

Выкрашивания цементированного слоя кулачковых шайб выявляют визуально, трещины на шайбах и валах – с помощью лупы и магнитнопорошковым методом контроля. Искажение профиля шайб определяют по шаблону. Отклонения размеров и форм поверхностей от проектных выявляют универсальными измерительными инструментами соответствующей точности. Биение шеек проверяется индикатором на поверочной плите или в центрах станка.

Наиболее сложная операция при ремонте распределительных валов – снятие кулачковых шайб, которые, как правило, при КР дизелей меняют. Обычно кулачковые шайбы снимают с помощью гидравлического пресса и набора стяжек или в специальном приспособлении с гидросъемником. При этом способе разборки часто появляются задиры на посадочных поверхностях, которые приходится устранять.

Этого недостатка нет при индукционном способе, внедренном на многих ремонтных предприятиях. При таком способе кулачковые шайбы на распределительном валу за короткое время нагреваются в специальном индукторе током промышленной частоты до определенной температуры, затем их легко снимают. Время практически подбирают так, чтобы во время разборки теплота не распространялась в тело вала.

Восстановление линейных размеров валов, а также форм поверхностей осуществляют обычными способами станочной обработки на ремонтные размеры или одним из способов применяемых при ремонте коленчатых валов.

Впускные клапаны изготавливают из стали марок 40, 45, 40ХН, 65ХН, 20ХНФА, 40Х10С2М. Выпускные клапаны изготавливают из жаропрочных и жаростойких сталей мартенситного и аустенитного классов марок 40Х9С2, 40Х10С2М, 20Х18Н9, 38ХМЮА, 03Х13Н17С2, 40Х14Н14В2М и др. Рабочие поверхности клапанов могут подвергаться азотированию, алитированию и наплавке твердыми сплавами. При работе дизеля детали клапанного комплекта изнашиваются: под действием динамических нагрузок появляется наклеп на конической фаске тарелки клапана и прогорает уплотнительная фаска (у выпускного клапана), а в результате этого нарушается плотность между клапаном и седлом; вследствие износа цилиндрической части стержня клапана и отверстия в направляющей втулке увеличивается зазор между ними; в результате усталостных явлений уменьшается упругость пружины; нередко обгорают тарелки выпускных клапанов, появляются трещины в клапанах и пружинах, происходит зависание клапана и обрыв его тарелки. При увеличении зазора между направляющей втулкой и стержнем клапана более 0,02d (d – номинальный диаметр стержня) направляющую втулку в крышке цилиндра заменяют новой, а клапан или восстанавливают, или бракуют.

При зазоре между стержнем клапана и втулкой более 0,02d нарушается уплотнение между клапаном и седлом вследствие смещения и перекоса оси клапана относительно оси направляющей втулки и уплотнительной фаски из седла клапана в крышке. У выпускного клапана, кроме того, износ вызывает пропуски выпускных газов.

Принято считать, что предельный износ тарелки клапана наступает при уменьшении высоты цилиндрического пояска ее более чем на 50% номинального размера у выпускных клапанов, а у впускных клапанов – при высоте пояска менее 2 мм.

Дефектацию клапанов выполняют визуально, капиллярными и магнитными методами неразрушающего контроля.

При ремонте клапанов удаляют наклеп и выгорания на уплотнительной фаске тарелки, восстанавливают стержень клапана на номинальный размер, наращивая металл хромированием или гальваническим осталиванием, восстанавливают изношенную коническую фаску у тарелки наплавкой или напылением с последующим ее протачиванием, шлифованием и притиркой.

Притирают клапаны ручным или механизированным способом. При механизированном способе притирку ведут с помощью специального приспособления или станка, приводимого в движение от пневматических или электрических машинок. Если на притираемой поверхности (рабочем поле клапана или гнезда) имеются глубокие забоины, риски, вмятины и другие дефекты, то до притирки производят станочную механическую обработку (проточку, расточку, шлифование).

На поверхности вначале накладывают грубые, а затем тонкие сорта пасты. Притирку продолжают до тех пор, пока на рабочей поверхности тарелки и седла клапана не обозначатся ровные матовые круговые пояски шириной 2–5 мм (в зависимости от размера клапана). Плотности притирки проверяют сначала (в процессе притирки) «на карандаш», а затем керосином или гидравлическим испытанием (в зависимости от требований Регистра или технических требований чертежа).

Проба «на карандаш» делается так. На матовый поясок гнезда клапана наносят мягким карандашом поперечные риски на расстоянии 5–10 мм по всей окружности пояска. Затем тарелку клапана опускают на гнездо и проворачивают на четверть оборота. Поднимают тарелку и осматривают гнездо. Если при этом карандашные риски оказываются стертыми, притирку оценивают как удовлетворительную. Это предварительная проверка. Для окончательной проверки в полость над клапаном наливают керосин или применяют гидравлическое испытание водой на давление 1,25р (где р – рабочее давление, при котором работает клапан).

При обнаружении трещин клапаны бракуют.

Пружины изготавливают из марганцовистых, кремнистых и других легированных сталей с высоким содержанием углерода (например, сталей марок 60Г, 50Г2, 60С2, 60С2Н2А, 50ХФА и др.)

Пружины клапанов не ремонтируют при обнаружении трещины или потере упругости и появления остаточной деформации более 5% от номинальной высоты пружины, в свободном состоянии последнюю бракуют и заменяют новой.

При СР и КР дизеля клапанные комплекты обычно заменяют новыми.