4. Приведите основные причины снижения долговечности головок блока двигателя. Предложите способы восстановления изношенных резьбовых отверстий под шпильки.

Основными причинами выхода головок цилиндров из строя являются исчерпание рабочего ресурса и более распространенная причина - перегрев

Когда головка перегрета, то здесь необходимо проверить плоскость ГБЦ.Очень часто при перегреве двигателя головка блока цилиндров искривляется (почти 80% случаев у двигателей российских и советских марок).Ставить головку с искревленной плоскостью нельзя, потому что она просто не зажмет прокладку ГБЦ, из под нее будут постоянно бежать вода и масло, а если не сразу, то со временем прокладку пробьют выхлопные газы и будут вылетать не в выхлопной коллектор, а под капот. Чтобы такого не случилось, при ремонте необходимо убедиться в качестве плоскости ГБЦ (то же самое необходимо сделать при покупке бэушной ГБЦ).

Практически всегда после перегрева на одной или двух головках вылетает клапанное гнездо(седло),после чего появляется звонкий стук в верхней части двигателя. В этом случае двигатель может просто заглохнуть и заклинить(если повезет),а может продолжить тарабанить дальше, разбивая поршень ушатывая гильзу пока не дотарабаница до тех пор что заглохнет сам, или водитель не додумается что что то не так... В этом случае необходимо будет менять ГБЦ(восстановлению не подлежит), поршень, а возможно еще и гильзу.

Есть еще одна проблема при перегреве ГБЦ, больше свойственная дизельным двигателям - это возникновение трещин или микротрещин на плоскости головки между клапанами, или между клапанным гнездом и отверстием для форсунки. Часто трещины неудается обнаружить на глаз, поэтому, при осмотре головки, внимательно проверьте эти места, очистите их от нагара проведите ногтем большого пальца по окружности места посадки клапанного гнезда, если есть трещина, то ваш ноготь будет за нее цепляться. Еще один признак наличия микротрещин в ГБЦ можно увидеть при заведенном двигателе. Для этого нужно открыть крышку радиатора, если там увидите стабильно проскакивающие пузырьки воздуха, значит в ГБЦ есть трещина. Воздух, находящийся в камере сгорания в момент такта сжатия под огромным давлением продавливается через трещину в систему охлаждения и пузырьками выходит в радиатор. На первый взгляд ничего страшного, но если в систему будет проходить слишком много газов, то это отрицательно скажется на процессе охлаждения, т.е., двигатель будет греться. Также если двигатель будет некоторое время стоять, то охлаждающая жидкость будет капать в цилиндр, вызывая коррозию стенок гильзы, а затем тосол попадет в поддон, где смешается с моторным маслом.

Еще стоит обратить внимание на состояние магистралей охлаждающей системы, особенно если в радиаторе вода, а не тосол или антифриз. Жесткая вода взаимодействует с чугуном и аллюминием, постепенно размывая металл до дыр. Если есть видимые серьезные дефекты в охлаждающей системе ГБЦ, то лучше заменить головку.

Также необходимо проверить состояние направляющих клапанных втулок. Для этого берем нерассухаренный еще клапан за пружину, и пробуем шатать его из стороны в сторону. Если клапан во втулке не болтается, то еще походит, если же есть серьезный люфт, то их лучше заменить. А если по хорошему выработку нужно измерять с помощью щупа и микрометра.

Предложите способы восстановления изношенных резьбовых отверстий под шпильки. В ремонтном производстве применяют следующие способы ремонта резьбовых отверстий:

- заварка отверстий с последующим нарезанием резьбы;

- установка ввертыша;

- сверление отверстий и нарезание резьбы на новом месте;

- обработка отверстия и нарезание резьбы увеличенного размера;

- применение полимерных материалов;

- установка резьбовой спиральной вставки.

Заварка отверстий с последующим нарезанием резьбы. Во всех случаях при заварке резьбовых отверстий сначала удаляют старую резьбу путем рассверливания. В стальных деталях заварку отверстий производят газовой или электродуговой сваркой в различных защитных средах. Заварку в чугунных деталях производят газовой или электродуговой сваркой с общим или местным нагревом или в холодном состоянии. В качестве присадочного материала или электродов при горячей заварке применяют чугунные прутки с повышенным содержанием кремния, поршневые кольца из серого чугуна, электроды ЦЧ-4, ОЗЧ-1, МНЧ-1, ЖНБ-1, ПАНЧ-11. Место заварки обрабатывают заподлицо с основным металлом, сверлят отверстие и нарезают резьбу номинального размера. Однако применение сварочных процессов вследствие большой зоны термического влияния приводит к появлению отбела, трещин и короблений детали, изменению структуры основного металла. Прочность восстановленной резьбы ниже новой.

Для заварки отверстий в алюминиевых деталях наибольшее применение получила аргонно-дуговая сварка специальными электродами из алюминиевой проволоки марки АК. Недостаток применения сварочных способов для алюминиевых деталей — активное поглощение расплавленным алюминием газов, что приводит к образованию пор в наплавленном слое. Большая усадка остывающего алюминия часто приводит к образованию трещин.

Установка ввертыша может применяться, если конструкция детали позволяет увеличивать отверстия. Этот способ трудоемок, стоимость ремонта высокая.

Сверление отверстий и нарезание резьбы на новом месте можно применять только для отдельных групп деталей, у которых расположение резьбовых отверстий может быть изменено без нарушения взаимозаменяемости соединения (ступицы, барабаны, фланцы и cпособ ремонта резьбовых отверстий на ремонтный размер влечет за собой введение увеличенного размера и дополнительной обработки сопряженной детали.

Установка резьбовой спиральной вставки. За последние годы на ремонтных предприятиях Госкомсельхозтехники для ремонта резьбовых отверстий широко распространен способ установки резьбовых спиральных вставок. Отечественный и зарубежный опыт изготовления спиральных вставок показал, что наилучшие результаты достигнуты при использовании для этой цели проволоки из нержавеющей стали Х18Н9Т или Х18Н10Т повышенной точности. Эта проволока нагартованная, обладает пластичностью и упругими свойствами.

Спиральные вставки серийно изготавливают из проволоки ромбического сечения в виде пружинящей опирали с жесткими производственными допусками (рис. 35). В таком виде спиральные вставки представляют строго концентрические внутренние и наружные резьбы повышенного класса точности. В свободном состоянии диаметр резьбовой вставки больше, чем наружный диаметр резьбы отверстия, поэтому после завертывания спиральной вставки в резьбовое отверстие вставка находится в напряженном состоянии и плотно прижимается к виткам резьбы в отверстии. Установленная в резьбовое отверстие детали L спиральная вставка образует высококалиброванную гаечную резьбу с предусмотренным по нормам исходным номинальным диаметром.

Отремонтированные установкой спиральных вставок резьбовые отверстия деталей имеют ряд преимуществ по сравнению с нарезанной резьбой и тем более с отремонтированной существующими способами ремонта, применяемыми на ремонтных предприятиях. Эти резьбы имеют повышенную предельно допускаемую нагрузку за счет более плотного прилегания боковых поверхностей спиральной вставки к резьбе отверстий детали, что способствует равномерному распределению нагрузки на отдельные витки (см. рис. 34) и напряжений от резьбы болта (шпильки) на резьбу гайки.

Они имеют высокую износостойкость, обусловленную применением высококачественного материала спиральных вставок и наличием гладких поверхностей ромбической проволоки. Это позволяет резьбе выдержать высокие нагрузки и обеспечивает целесообразность использования данного способа для упрочнения резьбы в материалах малой прочности (алюминий, чугун, пластмасса), а также при наличии тонких стенок в деталях различных машин.