Работа по ГБЦ

2

ВВЕДЕНИЕ

Клапаны, при всей простоте конструкции, являются важной частью механизма газораспределения (ГРМ), с их помощью осуществляется подача топливовоздушной смеси в цилиндр и удаление отработавших газов из него.

От исправности клапанов (герметичности, геометрии, состояния металла)

напрямую зависит качество работы двигателя.

Бывает множество причин выхода из строя клапанов, вследствие чего есть много технологий ремонта. Ремонт клапанов предназначен не только для восстановления их ресурса, но и может использовать даже для повышения ресурса, Достигается это при помощи применения нестандартных методик ремонта и использование более износостойких материалов.

Актуальность выбранной темы обусловлена необходимостью обеспечения долговечности и эксплуатационной надежности автомобилей и стремлении снизить эксплуатационные расходы. Современные технологии ремонта позволяют восстановить посадочные поверхности, устранить дефекты штоков и седел, но требуют грамотной диагностики, выбора материалов, инструментов и соблюдения технологических режимов.

Цель работы систематизировать теоретические основы и практические методы диагностики и ремонта клапанов газораспределительного механизма, сформировать рекомендованные технологические приёмы выполняемых операций.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

рассмотреть конструктивную роль клапанов в ГРМ;

проанализировать типичные причины неисправностей и механизм их развития;

3

описать методы диагностики (визуальная инспекция, измерения геометрии);

систематизировать технологию ремонта.

4

1.РАБОТА КЛАПАНОВ В МЕХАНИЗМЕ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1.Определение клапана и устройство головки блока цилиндра

(ГБЦ)

Клапан в механизме газораспределения тарельчатый подвижный элемент, взаимодействующий с седлом головки блока цилиндров и приводимый в действие распредвалом (через толкатели/рокеры). Основная функция периодическое герметичное перекрытие и открытие впуска и выпуска цилиндра для формирования фазы газообмена (впуск, сжатие,

рабочий ход, выпуск). От точности прилегания зависит компрессия,

наполнение цилиндра и удаление отработавших газов.

Важные конструктивные требования к клапанам:

Высокая прочность при циклических (высокочастотных) нагрузках;

Теплостойкость и хорошая теплопроводность в зоне посадки;

Износостойкость поверхностей штока и седла;

Минимальная масса (для снижения инерционных сил) при достаточной жёсткости;

Коррозионная стойкость и устойчивость к химическим продуктам сгорания.

5

3

2 1

Рис. 1. Поперечное сечение головки блока цилиндров (свеча зажигания карбюраторного ДВС условно не показаны):

1.Блок цилиндров. 2. Прокладка блока. 3. Крепление головки к блоку.

4.Корпус головки блока. 5. Седло клапана. 6. Впускная (выпускная) полость.

7.Впускной (выпускной) клапан. 8. Направляющая клапана. 9. Прокладка крышки. 10. Крепление крышки. 11. Пружина. 12. Рычаг привода клапана

(коромысло). 13. Ось рычага. 14. Распределительный вал. 15. Кулачок

распределительного вала. 16. Корпус распределительного вала. 17. Крышка.

18.Камера сгорания

Вголовку запрессованы направляющие втулки 8 и седла 5 клапанов 6,

оси которых строго совпадают друг с другом.

1.2. Работа клапанов

При вращении распределительного вала его специально спрофилированный кулачок периодически через регулировочную шайбу воздействует на стержень клапана, утапливая его и отодвигая от седла. Таким образом, между полостями впускного или выпускного коллектора и камерой

6

сжатия цилиндра образуется проход, через который рабочая смесь впускается в камеру сжатия или отработанные газы вытесняются поршнем в выпускной коллектор. Возврат клапанов осуществляется мощными цилиндрическими пружинами.

Рис. 2. Рычажный механизм привода клапанов с верхним расположением распределительного вала у автомобилей типа ВАЗ-2108:

1. Головка блока цилиндров. 2. Клапан. 3. Распределительный вал. 4.

Кулачок. 5. Направляющая втулка. 6. Пружина. 7. Регулировочная шайба. 8.

Направляющая. δ тепловой регулируемый зазор

Рис. 3. Строение полнотелого клапана и основные его величины.

7

2. НЕИСПРОВНОСТИ КЛАПАНОВ И ИХ РЕМОНТ

2.1. Виды неисправностей

Клапана и составляющие головки блока цилиндров подвержены интенсивному износу, особенно, при неправильной настройки оборудования

(неправильно настроена топливовоздушная смесь на газобаллонном оборудовании, неисправность топливной системы, неправильный зазор между регулировочной шайбой и кулачком/коромыслом), при жестких условиях эксплуатации (несвоевременная замена масла в двигателе,

использование плохого топлива, высокие нагрузки).

При своевременном обнаружении перебоев работы клапанов в газораспределительном механизме, некоторые неисправности можно исправить без замены самого клапана. К таким неисправностям относятся:

износ штока клапана и его направляющей, выработка или прогар седла.

Износ штока клапана его и направляющей (люфт):

Износ штока клапана и направляющей проявляется в увеличении зазора между хвостовиком и направляющей. С завода зазор на впускных клапанах варьируется от 0.015 до 0.05 мм, на выпускных клапанах от 0.02 до

0.06 мм, эти параметры могут отличаться на разных двигателях, но значения будут в этих промежутках. Неисправностью начнёт считаться зазор, который превысил эти параметры, так как увеличение зазора приводит увеличению расхода масла, к жёсткой работы двигателя, нарушению герметичности прилегания клапана к седлу и более интенсивному износу.

8

Рис. 4. Износ хвостовика клапана и направляющей:

1. Направляющая клапана. 2. Клапан (впускной/выпускной)

Выработка происходит неравномерно, втулка сильнее всего изнашивается в начале и в конце, что ведёт не только к увеличению зазора и люфту, но и к нарушению геометрии. Клапан имеет равномерную выработку по всей длине в месте контакта.

Причины износа:

1. Неполноценная смазка: низкое давление масла, забитый масляный канал, нарушение интервалов замены масло, что приводит к

9

отсутствию масляной пленки между штоком и направляющей, затем

следует абразивный или адгезионный износ.

2.Коррозия и химическое воздействие: кислоты при неполном сгорании, присутствии влаги разрушают поверхность.

3.Перегрев клапана, направляющей: высокие температуры уменьшают твердость материалов, ускоряют износ и коррозию.

Измерения, выполняемые при оценке состояния деталей:

Основным параметром, определяющим состояние направляющих втулок и клапанов, является зазор между ними и стержнями клапанов. Для определения зазора необходимо измерить диаметр стержня клапана и диаметр отверстия его направляющей втулки, а затем вычесть из второго значения первое. Зазор не должен лежать в пределах для впускных клапанов от 0.015 до 0.05 мм, на выпускных клапанах от 0.02 до 0.06 мм (на разных двигателях, допускаемые зазоры будут разные, нужно обращаться к манула на конкретный двигатель).

Диаметр стержня клапана измеряют с помощью микрометра в центральной, верхней и нижней частях его стержня. Внутренний диаметр направляющей втулки клапана измеряют нутромером.

Рис. 5. Схема замеров диаметра стержня клапана микрометром.

10