Головка блока цилиндров двигателя Д-260 (ремонтный чертеж)

Головка цилиндров и клапаны

Причины выхода из строя
Как показывает опыт, основными причинами выхода из строя головки цилиндров и клапанного механизма являются неправильная регулировка и недостаточное техническое обслуживание.
Нарушение порядка затягивания болтов головки цилиндров приводит к деформации клапанов, или к залипания форсунок, что является причиной перебоев в работе двигателя.
Деформация клапанов обусловлена тем, что головка клапана неравномерно прилегает к седлу, -одна сторона входит в соприкосновение с седлом раньше чем другая и охлаждается быстрее. Поэтому, сила прижатия клапана с одной стороны больше чем с другой. Горячие газы проходят через неплотно прилегающую часть клапана, и из-за теплового расширения клапана клапан приоткроется еще больше. Эта цепочка событий приводит к выходу клапана из строя.
Развитие трещин между отверстием под клапан и форсункой часто обусловлено перегревом или чрезмерным попаданием топлива, частыми остановками перегретого двигателя, ухудшением качества охлаждающей жидкости. Кроме того, трещины в этом месте возникают из-за частого пользования эфиром для пуска двигателя.

Повреждение головки цилиндров, показанное на рисунке является результатом попадания в камеру сгорания материала от поврежденного седла клапана, обломки поршня или поршневого кольца.
Причины повреждения клапанов и седел
Причинами усиленного износа фаски клапана и седла являются несоответствие норме усилия пружины клапана, увеличение зазоров в клапанах против нормы, длительная работа дизеля на больших оборотах или частый перегрев дизеля. Если такой дефект обнаруживается только на впускных клапанах и их седлах, то причиной его является попадание грязи с всасывающим воздухом.
Искривление клапана обусловлено неправильной установкой седла, интенсивным образованием нагара и смолистых отложений, недостаточным охлаждением, засорением воздушного тракта, частым перегрузкам двигателя, выходом из строя турбокомпрессора, уменьшение зазоров в клапанах, потерей упругости пружин клапанов.
Зольные отложения белого цвета, или нагар обычно обусловлены остатками сгоревшего масла. Масло могло попасть через поломанный поршень, изношенные маслосъемные кольца, через трещины в гтльзе цилиндра или из-за повышенного уровня масла в двигателе. Масло также попадает через увеличенные зазоры между коромыслом и втулкой или изношенные направляющие втулки клапана.

У клапана, показанного на рисунке повреждена фаска и наблюдается отложения нагара на галтели. Причинами этих дефектов являются неправильная регулировка клапанов, неполным сгоранием топлива, засорением выпускных патрубков, длительная работа на холостом ходу при низкой температуре, редкая замена масла и масляного фильтра,загрязнение масла.
Разрушение клапана на рисунке может быть обусловлено перегревом дизеля, недостаточным охлаждением, чрезмерным попаданием топлива в камеру сгорания, несоответствие момента впрыска топлива задонному, перегрузка дизеля, засорение впускного воздушного тракта, выход из строя турбокомпрессора. Длительная работа при любых этих условиях ведет к перегреву седел клапанов и прогоранию клапанов. Если трещина наблюдается на нескольких седлах, то причиной является перегрев дизеля, если же трещина только на одном седле, то это следствие неправильной сборки, -несоосность седла, неправильная раззенковка, или ослабление седла клапана.
Причиной повреждения клапана показаного на рисунке является соударение с поршнем. Эта поломка случается редко однако причинами являются поломка пружины клапана, заедание клапана в направляющей втулке, недостаточная смазка, погнутость стержня клапана, обильные отложения нагара на стержне клапана и направляющей втулке. Соударение головок клапанов с поршнем может также случится и при работе дизеля на высоких оборатах, в результате неправильной сборки клапанного механизма,износа сухарей или канавок в клапане под сухари.
Причинами усиленного износа направляющей втулки клапана являются попадение абразивного материала в масло, недостаточная смазка, перегрев, овальность седла клапана, деформация пружины клапана, неправельной шлифовкой дуговой части коромысла,упирающейся в торец стержня клапана. Недостаточная смазка обусловлена малым зазором между направляющей втулкой и клапоном, низким уровнем масла в двигателе, недостаточным давлением масла (изношен масляный насос), загрязнением масла.
Техническое обслуживание головки цилиндров
После полной разборки головку целиндров следует продуть струей пара. Удалить жесткой щеткой нагар.
Сильно загрязненную головку цилиндров следует промыть в ванне горячей очистки.
Проверить головку внешним осмотром. Особое внимание следует уделять местам около направляющих втулок, седел, между форсунками и отверстиями под клапаны, где вероятность образования трещин наибольшая, Рекомендуется проверить головку методом флуоресцентной магнитоскопии. Проверить деформацию разьемной плоскости головки цилиндров с помощью калибра и щупа, при значительной деформации плоскости, а также при обнаружении коррозии и царапин, головку следует прошлифовать.
Проверка герметичности головки цилиндров
Создать внутри головки цилиндров давление 275.8 кПа и погрузить головку цилиндров в воду. Выход пузырьков из под стыков направляющих втулок и седел клапанов с головкой не допускается. Можно также заполнить головку цилиндров водой, создать в ней давление 275.8 кПа и обдуть паром, чтобы повысить ее температуру до 127 С, после чего обдуть сжатым воздухом. По обнаружению увлажнений поверхности можно определить места трещин.
Проверка состояния втулок под форсунки
Эти втулки как правило, не требуют ухода и легко меняются.
Чтобы удалить втулку нужно нарезать в ней резьбу и ввентить болт с проушиной, после чего удалить форсунку ударным съемником.
Продуть головку цилиндров паром, доведя температуру до 127С. Смазать новую втулку маслом и герметиком и запресовать оправкой по месту. После запресовки втулку следует развернуть, чтобы обеспечить надежный контакт форсунки с втулкой.
Направляющие втулки клапанов
В дизелях как правило применяются заменяемые направляющие втулки клапанов. Втулки изготовлены из чугуна и обладают повышенной коррозионной устойчивостью и износостойкостью по сравнению с материалом головки цилиндров. Длина втулок как правило состовляет половину длины клапана. Втулка запрессовывается в головку цилиндров так, что торец находится заподлицо с поверхностью отверстия под клапан. Это необходимо для того, чтобы исключить препятствие потоку всасываемого воздуха или выхлопных газов. Чтобы уменьшить трение и улучшить смазку, на части дизелей устанавливаются втулки с кольцевыми канавками или накаткой. На втулках выпускных клапанов делается расточка для тогоЮ чтобы предотвратить образование нагара и уменьшить передачу тепла стержню клапана.
Проверка состояния и замена направляющих втулок
Износ втулок показан на рисунке

Рис.0.0 Износ клапана и направляющей втулки: 1.действие силы тяжести. 2.Атмосферное давление 3.Действие сил инерции 4.Направляющая втулка 5.Амортизация 6.Камера сгорания.
Измерять внутренний диаметр втулки целесообразно после проверки их состояния. Отложение нагара удаляются металлической щеткой, насоженной на дрель. Внутренний диаметр втулки проверяется нутромером малого диаметра, выставленным на наибольший износ втулки. Проверять диаметр в местах, указанных на рисунке.

Рис. Места износа клапана.
1.Уплотнительный поясок. 2.Галтель. 3.Фаска клапана. 4.Головка клапана. 5.Повреждение канавок под сухарей. 6.Торец стержня клапана. 7.Поврежденная головка клапана. 8.Тарельчатость головки клапана. 9.Эросия стержня клапана.
Если втулка прослаблена в любом месте, то втулку следует заменить, или запрессовать накатанную вставку.
Замена направляющих втулок
Направляющая втулка клапана выпрессовывается со стороны разьемной плоскости головки цилиндров. Проверяется состояние отверстия под втулку, при необходимости развернуть отверстие и запресовать ремонтную втулку. Новая, втулка запрессовывается оправкой так чтобы торец втулки выступал на заданную высоту над поверхностью опоры шайбы пружины.
Проверка состояния и замене клапанов
Очистить клапан, промыв в растворителе. Отполировать стержень очень мелкой наждачной тканьб. Отложение нагара на галтели клапана, на головке или на фаске удаляется промывкой в растворителе со стеклянными шариками. Не допускается промывка стержня клапана в этом растворителе, так как усиливается износ стержня. Если на клапане обнаруживаются следы сильного износа (тарельчатость головки, образование микрократеров, следы прогорания), то его следует заменить, Если ширина уплотнительного пояска головки клапана менее нормы, то клапан также следует заменить (перешлифовке клапан не подлежит). Клапан меняется и в случае сильного износа торца стержня. Проверяется деформация стержня клапана на приспособлении показанном на рисунке.

Рис. Проверка погнутости стержня клапана.
1. Заменяем клапан, если биение превышает 0.050мм 2.Зажимы 3.Патрон
Шлифовка клапанов
Клапана шлифуются на специальном суппортно-шлифовальном приспособлении. При шлифовке клапана с натриевым наполнением в качестве эмульсии разрешается использовать только керосин (использование воды или масла не допускается, так как возможен взрыв при случайном повреждении стержня). Если клапан не удается сцентровать, или головка клапана сдеформирована, то клапан погнут или износ стержня превышает норму. Этот клапан шлифовке не подлежит, так как уплотнительные поясок после шлифовке будет неравномерным.
После удаления следов износа (ямок) проверяется ширина пояска. Если ширина превышает норму, то клапан заменяется, так как головка клапана в седле окажется ниже допустимого предела.
После шлифовки клапанов протачивается торец стержня клапана.. Толщина снятого материала с торца не должна превышать 0.38 мм.
Седла клапанов
Седла клапанов изготавливаются из чугуна. Седла запрессовывается в головку цилиндров.Рис...

Рис....Клапан и седло
1.Головка цилиндров 2.угол фаски седла 3.Угол фаски клапана 5.Клапан 6.Глубина клапана 7.Седло 8.Блок цилиндров
Проверка седла клапана
Легким постукиванием по головке цилиндров около седла, проверяется плотность посадки седла. Проверяется ширина фаски седла, которая должна быть от 1.52 до 3.04 мм. Если ширина фаски седла не соответствует норме, а шлифовкой исправить этот дефект невозможно, то седло нужно заменить. Проверяется расстояние от плоскасти головки цилиндров до головки клапана. Если глубина меньше нормы, то головка клапана может столкнуться с поршнем. Если глубина больше нормы, то падает компрессия в цилиндре. Если седло клапана выполнено заодно с головкой цилиндров, то в случае износо седла следует запрессовать вставку.
Седло удаляется сьемником. При отсутствии захватного съемника можно прогреть седло сварочным электродом, сделав наплавку в двух местах с внутренней стороны седла. После охлаждения седло достается рукой или плоскогубцами.
Проверяется состояние отверстия под седло, Мелкие трещины и задиры удаляются. Некоторыми изготовителями рекомендуется расточить отверстие под седло и запрессовать ремонтное седло.
Новая втулка запрессовывается оправкой или с помощью пресса. На части дизелей после установки седла рекомендуется раскернить металл вокруг седла притупленным керном.
Шлифовка седла клапана
Инструмент
После шлифовки должен быть выдержан угол фаски седла, ширина и фаски должна соответствовать норме, а фаска должна быть строго соосной с направляющей втулкой. Для шлифовки седла применяется машинка с шарошками которые надеваются на направляющую. Диаметр направляющей должен быть в точности равен внутреннему диаметру направляющей втулки. Некоторыми изготовителями рекомендуется выдержать угол фаски клапана на 0,5-1,5* больше угла фаски седла. Этот угол называется углом прилегания. Этот угол выдерживается с целью обеспечить герметичный узкий уплотнительный поясок на холодном дизеле. По мере прогрева дизеля клапан и седло прилегают друг к другу по более широкому участку вследствие теплового расширения и “закручивания “ фаски клапана.
Шлифовка
При шлифовке шарошка прижимается к седлу небольшим усилием с помощью микрометрической головки. Металл снимается только до получения гладкой поверхности. Перед снятием нижней части фаски седла следует проверить его соосность с направляющей втулкой с помощью приспособления показанного на рисунке. Допустимое отклонение от соосности 0,050 мм. Если отклонение от соосности превышает норму, то проверяется износ направляющей втулки и направляющей шлифовальной машинки. Если нарушение соосности не может быть обусловлено износом или повреждением этих деталей, то допускается повторная шлифовка седла.