Приборы для повышения качества ремонта деталей головок цилиндров автотракторных двигателей

Клапан, направляющая втулка клапана и седло – детали механизма газораспределения и головки блока, которые «связаны» друг с другом взаимно-контактирующими поверхностями. И от качества взаимного контакта этих деталей порой зависит «жизнь» целого двигателя, ведь клапаны отвечают за его дыхание...

С прошествием времени эксплуатации детали изнашиваются, приходит время ремонтировать двигатель (головку блока). Одно из основных требований качественного ремонта головки блока цилиндров (ГБЦ) - обеспечение герметичности сопряжения «клапан-седло». Операции обработки фасок клапанов и седел по праву считаются важнейшими и ответственными в технологическом процессе ремонта головок блока, так как восстановить геометрию всех поверхностей с действительно высоким качеством, обеспечивающим хороший ресурс после ремонта – дело не такое и простое. В самом деле, с чего бы, отнюдь не громоздкие детали двигателя требуют столько к себе внимания: только для обработки седел в настоящее время на мировом рынке насчитывается более 20 различных типов технологического оборудования (ручных фрез, станочных приспособлений, специализированных станков) стоимостью от 60 тысяч до 3 миллионов (!!!) рублей (рис. 1). 

Все многообразие оборудования – только очередное подтверждение того, какое важное значение в работе двигателя имеет клапан и контактирующие с ним детали, и почему важно обеспечить их высококачественный ремонт. Но это, конечно, следствие, а причина...

Причина, в общем, давно известна, и об этом много написано: клапан обеспечивает правильное газораспределение, точно вовремя и в нужном количестве впускает и выпускает рабочую смесь в цилиндр и из цилиндра; в нужные моменты обеспечивает плотность для эффективного сжатия и сгорания рабочей смеси… Хорошо, если все сопряжения ладно друг с другом контактируют, тогда двигатель – “как часы”. Но вот процесс газораспределения нарушается – двигатель начинает “лихорадить”.

Читатель спросит: к чему так долго подводят авторы?

- А вот к чему. То что клапаны – важная деталь двигателя знают все двигателисты. И все двигателисты в курсе, что притирка клапанов – технология отжившая свое, уходящая и вредная. Поэтому те, кто поспособнее, приобрели станки (станочные приспособления, ручные фрезы), совершенно четко понимая тезис, приведенный в начале статьи о том, что клапан и с ним контактирующие детали – “направляющие и принимающие” – некая единая система, и также понимая, что в “кривой” втулке “косой” клапан не притрется к своему седлу сколько ни бейся. Вот выдержка из исследования, где моделировались «перекосы» направляющей втулки (и, соответственно, клапана): «...перекосы клапана в продольной оси двигателя способствуют более раннему началу снижения герметичности клапанных пар из-за более интенсивного развития динамических колебаний клапана во втулке. Перераспределение материала торца клапана с образованием волнистой концентрической поверхности, форма пятна контакта на бойке коромысла и соответствующее направление износа фаски седла наблюдалось у 43% исследуемых сопряжений (рис. 2)...». Это пример с направляющими втулками, имеющими несоосность отверстия относительно наружной цилиндрической поверхности.

Значит, если дальше развивать тему, то возникнет вопрос: а как обеспечить стопроцентную уверенность в том, что клапан не “косой”, а втулка не “кривая”, тем более у моторов, прошедших не одну сотню тысяч? Ведь даже если есть станок – от измерений геометрии деталей он не освободит. Ответ простой – нужно воспользоваться специальными измерительными приборами (рис. 3).

Приборы отличаются простой конструкцией в сочетании с высокой надежностью и точностью измерений. Приборы имеют диапазоны измерений, позволяющие производить дефектовку деталей отечественных и импортных двигателей (ВАЗ, ММЗ, КамАЗ, VW, Renault и др.).

Прибор для контроля отклонения от соосности отверстия и базовой поверхности направляющей втулки КИ-28198-ГОСНИТИ (рис. 3а).

Нередко при перепрессовке втулок происходит смещение оси отверстия, что при большом «перекосе» не позволяет обработать рабочую фаску седла одинаковой ширины по всей окружности. В результате этого нарушается тепло отвод, и впоследствии возможно прогорание седла или тарелки клапана. Кроме того, «перекос» оси приводит к ускоренному износу стебля и торца клапана. Причины возникновения таких ситуаций банальны – это нарушения технологии ремонта и нестабильное качество запасных частей (втулок), которые выпускают не только российские, но и зарубежные производители.

Прибор разработан для проверки следующих отклонений:

- эксцентриситет - смещение осей отверстия и базовой поверхности;

- угловое смещение осей отверстия и базовой поверхности;

- эллипсность базовой поверхности.

Прибор для измерения биения фаски клапана КИ-28197-ГОСНИТИ (рис. 3б).  Отличительные особенности прибора:

- базирование клапана осуществляется на шариковых опорах, что способствует исключению погрешности от дефектов на поверхности стебля клапана и повышает точность измерений;

- возможность измерения изгиба стержня;

- диапазон длин измеряемых клапанов – 70…260 мм;

- повышенная жесткость.

Прибор для измерения биения фаски седла КИ-28196-ГОСНИТИ (рис. 3в).

Прибор предназначен для проверки биения фасок седел двигателей отечественного и зарубежного производства при ремонте головок блока как до ремонта (дефектация), так и после ремонта (контроль качества обработки седел). Диапазон диаметров измеряемых седел – 43…58 мм.

Результаты применения комплекта приборов позволяют существенно повысить качество ремонта деталей клапанной группы, избежать многих ошибок на производстве, так как данные приборы являются воплощением очень простого, но надежного тезиса: о качестве не рассуждают – качество измеряется и доказывается.

Соловьев Р.Ю. к.т.н. ГОСНИТИ

Трелин А.А. к.т.н. ГОСНИТИ