3.2Технология изготовления ободов автомобилей
Головка клапана является его наиболее нагруженной частью. В
головке возникают высокие неравномерные механические напряже-
ния изгиба от действия газов, ударных нагрузок при посадке клапана
и термические напряжения.
Наибольшая концентрация напряжений возникает на поверхно-
сти посадочного конуса и в зоне от головки к стержню клапана. Ме-
ханические и термические напряжения изменяются циклически, по-
этому разрушение головок клапанов носит усталостный характер.
Кроме того, головки выпускных клапанов подвергаются воздействию
высокотемпературной газовой коррозии. При наличии в бензинах ан-
тидетонаторов (тетраэтил свинца) коррозия посадочного конуса кла-
пана и седла в головке цилиндров или блоке становится более интен-
сивной.
Температура
в центре головки выпускных клапанов
карбюратор-
ных двигателей достигает 800-820 °С, а впускных – 500 °С.
Надежная работа клапанов обеспечивается конструктивными и
технологическими решениями, из которых основными являются:
1) выбор материалов для клапана, седла и направляющей втулки;
2) подбор конструктивных параметров и форм, чтобы осуществ-
лялись наименьший приток теплоты от отработавших газов и интен-
сивный теплоотвод;
3) повышение жаропрочности и износостойкости;
4) применение механизмов поворота клапанов, действующих ав-
томатически;
5) эффективное охлаждение.44
При форсировании двигателей температура клапанов повышает-
ся, поэтому клапаны защищают от коррозии. Наибольший защитный
эффект удается получить при металлокерамическом покрытии голов-
ки клапана, которое наносят путем напыления и последующей терми-
ческой обработки. При этом на поверхности клапана образуется по-
ристый слой с оксидной пленкой. Клапаны с металлокерамическим
защитным покрытием имеют значительно большую жаропрочность,
чем клапаны, у которых посадочный конус покрыт стеллитом или
алитирован.
Для повышения теплоотвода от головки к стержню выпускные
клапаны делают полыми; внутренние полости заполняют примерно на
40 % металлическим натрием, имеющим температуры плавления
98 °С и кипения 183 °С. Температура кипения металлического натрия
ниже температуры головки клапана, поэтому давление в полости не
повышается. Отвод тепла от головки клапана происходит при взбал-
тывании силами инерции расплавленного натрия, имеющего высокую
теплопроводность. Максимальная температура головки при этом по-
нижается на 100 °С, а температура стержня клапана несколько повы-
шается, поэтому при проектировании должен быть предусмотрен ин-
тенсивный теплоотвод от направляющей втулки.
В настоящее время разработаны методы ковки клапанов с полы-
ми стержнями без обработки резанием полостей. Это снизило стои-
мость изготовления клапанов и позволило делать стержни с малым
наружным диаметрам (до 10-12 мм) при внутреннем диаметре полос-
ти в стержне около 8 мм. Обкатка стержня клапана роликом значи-
тельно повышает его износостойкость (в 1,5-1,8 раза).
Теплота от клапана отводится через его седло и стержень. Темпе-
ратура
выпускного клапана может быть понижена
с помощью сле-
дующих конструктивных мероприятий (кроме натриевого охлажде-
ния):
1) укорочения направляющей втулки так, чтобы она не выступала
в патрубок и не омывалась отработавшими газами;
2) возрастания диаметра стержня клапана (в направляющей втул-
ке), для увеличения поверхности теплоотвода;
3) литья направляющей втулки как единого целого с головкой
цилиндров, что понижает максимальную температуру примерно на
125 °С и среднюю на 70 °С.
Для лучшего теплоотвода диаметр стержня выпускного клапана
должен быть на 10-15 % больше, чем впускного клапана. У впускных 45
клапанов направляющую втулку делают короче для увеличения про-
ходного сечения в патрубке.
Плотная посадка клапана на седло может быть обеспечена только
при наличии зазора в клапанном механизме.
Для установления зазора в механизме привода предусматривается
регулировочное устройство, обычно в виде шпильки с закаленной
опорой, ввертываемой в одно из плеч коромысла.
Материалы, применяемые для изготовления клапанов
Впускные клапаны в зависимости от напряженности рабочего
процесса и частоты следования рабочих циклов изготовляют из сред-
неуглеродистых, легированных хромом и никелем сталей 40Х, 45Х,
45ХН, 50ХН, а также хромокремнистых и хромокремнемолибденовых
сталей 40Х9С2, 40Х10С2М, 30Х13Н7С2. Для выпускных клапанов
форсированных двигателей, кроме указанных и им подобным, приме-
няют специальные клапанные аустенитные стали 12Х18Н9Т,
45Х14Н14В2М, 45Х22Н4МЗ и им подобные, не теряющие своих
свойств при высоких температурах и знакопеременных нагрузках.
Клапаны в зависимости от марки стали подвергают различным
методам термической и термохимической обработки (закалке с от-
пуском, цементации, азотированию, хромированию) для придания по-
верхностям, работающим на изнашивание и удар, необходимой твер-
дости (фаски должны иметь НRС 32-45, стержень НRС 43-65).
Также клапаны изготовляют из хромокремнистых 38ХС, хромо-
никелевых 40ХН и 50ХН и хромоникельмолибденовых 40ХНМА ста-
лей. Для выпускных клапанов применяют жаропрочные стали
30Х13Н7С2, 40Х10С2М. Выпускные клапаны, изготовленные из хро-
моникелевых сталей с аустенитной структурой, содержащих до 20 %
хрома и до 15 % никеля, выдерживают температуры около 850 °С.
Долговечность клапанов может быть повышена путем:
1) наварки стеллита (сплава, содержащего 60 % Ni и 15 % Cr) на
посадочный конус или индуктивной закалки этой поверхности;
2) наварки высоколегированного сплава на опорную плоскость
стержня;
3) хромирования стержней клапана (толщина слоя 10-25 мкм);
при этом снижается износ и уменьшаются отложения нагара на
стержнях;
4) хромирования посадочного конуса (в дизелях);
5) применения внутреннего натриевого охлаждения;
6) использования автоматических устройств, обеспечивающих
проворачивание клапана при каждом подъеме за счет проскальзыва-46
ния тарелки клапана, опирающейся на коническую поверхность и
промежуточные шарики.
Толкатели изготовляют цельными, составными, сварными или с
запрессованными опорами для штанги. В качестве материала приме-
няют сталь или чугун. В комбинированных конструкциях на опорную
часть стального толкателя наплавляют отбеленный чугун. Цилиндри-
ческие и опорные торцовые поверхности стальных толкателей цемен-
тируют. Глубина цементованного слоя составляет 0,7-1,5 мм. В чу-
гунных толкателях с наплавленными рабочими поверхностями глуби-
на отбеленного слоя колеблется в пределах 1,5-2,5 мм. Глубина слоя,
закаленного с помощью ТВЧ, составляет 2,5 мм. Твердость рабочих
торцов толкателя не должна быть ниже НRС 54-56, а боковых цилин-
дрических поверхностей – не менее НRС 45.
Распределительные валы штампуют из стали или отливают из чу-
гуна. Стоимость изготовления литых валов ниже. Для валов исполь-
зуют закаливаемые стали 45, 40Г и 50Г или цементуемые стали 20 и
20Г.
Рабочие поверхности шеек вала и поверхностей кулачков подвер-
гают термической обработке ТВЧ с глубиной закалки 2-5 мм или це-
ментации на глубину 1,5-2,2 мм. Твердость поверхности должна быть
не менее НRС 54-62. Пружины клапанов изготовляют из сталей 65,
65Г, 50ХФА
3.3 Общий производственный процесс ремонта автомобилей.
Производственный процесс ремонта автомобилей — это совокупность всех действий людей и средств ремонта, необходимых на данном предприятии для превращения автомобилей из состояния ремонтного фонда в состояние товарной продукции. Производственный процесс авторемонтного завода охватывает доставку, приемку, консервацию и хранение ремонтного фонда, обеспечение производства материалами и поддержка запаса вольво запчасти, их складское хранение и распределение, работы по обеспечению теплом, энергией, воздухом, холодом и другими ресурсами, а также по ремонту и обслуживанию зданий, сооружений и средств технологического оснащения, все технологические воздействия на ремонтируемые изделия, хранение и сбыт отремонтированных агрегатов или автомобилей. Технологические процессы ремонта — это части производственного процесса, которые содержат действия но изменению состояний ремонтируемых изделий и последующему определению этих состояний. Под операцией ремонта понимают законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте рабочими определенной специальности и квалификации. Владелец автомобиля подготавливает его и доставляет на авторемонтное предприятие. Здесь определяют объем ремонтных работ, назначают вид и метод ремонта и документально оформляют передачу автомобиля. Если отрезок времени между приемкой автомобиля в ремонт и самим ремонтом превышает один месяц, то автомобиль консервируют и направляют на склад (площадку) ремонтного фонда