Ремонт головки блока цилиндров автомобилей ВАЗ

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПРОФЕСССИОНАЛЬНО – ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Машиностроительный институт

Кафедра сварочного производства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине “Технология  и оборудование ремонта

автомобильного транспорта”

Ремонт головки блока  цилиндров автомобилей ВАЗ 

 

Разработал: студент гр.АТ-311с

Прокопюк А.А.

Руководитель: Ульяшин Н.И.

Екатеринбург 2010

 

Содержание

1  Конструктивные особенности

2  Применяемый материал

3  Характеристика материала

4  Снятие и установка головки блока цилиндров на автомобиле

5  Разборка и сборка головки блока цилиндров

6  Проверка технического состояния и ремонт

Интернет ресурсы

 

1 Конструктивные особенности  

 

Головка цилиндров отлита из алюминиего сплава (Д20,Д21) имеет камеры сгорания клиновидной формы. Запрессованные седла и направляющие втулки клапанов.

Седла клапанов изготавливаются из специального чугуна. Чтобы обеспечить высокую прочность при воздействии  ударных нагрузок. Рабочие фаски  седел обрабатываются после запрессовки в сборе с головкой цилиндров. Чтобы обеспечить точную сносность фасок с отверстиями направляющих втулок клапанов.

Направляющие втулки клапанов также  изготавливаются из чугуна и запрессовываются в головку цилиндров с натягом. На наружной поверхности направляющих втулок имеется проточка. Куда вставляется стопорное кольцо.

Оно обеспечивает точность положения  втулок при запрессовке их в головку  цилиндров и предохраняет втулки от возможного выпадения. Отверстия  во втулках обрабатываются после  запрессовки их в головку цилиндров. Это обеспечивает узкий допуск на диаметр отверстия и точность его расположения по отношению к рабочим фаскам седла и клапана. В отверстиях направляющих втулок имеются спиральные канавки для смазки. У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов

- на всей длине отверстия.

Сверху на направляющие втулки надеваются маслоотражательные колпачки из тепломаслостойкой  резины со стальным арматурным кольцом. Колпачки охватывают стержень клапана и служат для уменьшения проникновения масла и камеру сгорания через зазоры между направляющей втулкой и стержнем клапана.

На двигателях 2105 применяются головки  цилиндров 2105-1003015. А на остальных  двигателях (2105, 2103, 2106) устанавливается  одна ита же унифицированная головка цилиндров 21011-1003015-10 (номер отливается на левой стороне головки цилиндров). Эти головки цилиндров различаются только передней частью. У головок 21011 здесь имеется проем для цепи привода распределительного вала, а у головки 2105 такого проема нет.  

 

2 Применяемый материал

Сплавы упрочняются Д20, Д21закалкой и искусственным старением и  практически не упрочняются при  естественном старении. Низкотемпературное старение сплава Д20 (t=165°С-175°С) применяют  для получения высоких механических свойств полуфабрикатов при комнатной температуре, а для обеспечения высокой жаропрочности применяют старение при повышенных температурах (200—220°С). Для предотвращения поводок и коробления закалку тонкостенных сложных по конфигурации деталей рекомендуется проводить в кипящей воде. Отжиг производят при температуре 350—370° С, охлаждение — на воздухе.

Сплавы Д20 и Д21 характеризуются  высокими технологическими свойствами при обработке давлением (ковке, штамповке, прокатке и прессовании).

Сплавы отличаются низкой коррозионной стойкостью. Стойкость плакированных  листов из сплава Д20 ниже, чем листов из сплава Д16. Изделия следует анодировать  и защищать лакокрасочными покрытиями.

Сплав Д20 удовлетворительно сваривается  точечной, роликовой и аргонодуговой  сваркой с присадкой проволоки  из сплава Д20. Обрабатываемость резанием сплавов удовлетворительная.

Сплавы систем А1—Си—Мп характеризуются  хорошей способностью к сварке плавлением. Титан, цирконий и ванадий мало изменяют свойства сплавов при комнатной температуре, но измельчают зерно, повышают температуру рекристаллизации и жаропрочность, повышают пластичность сварного шва. Примеси железа и кремния при содержаниях более 0,3% ухудшают свойства сплавов. Магний в пределах 0,25—0,35% повышает прочностные характеристики сплава при комнатной температуре и его жаропрочность, однако резко ухудшает свариваемость. В свариваемых сплавах допустимая концентрация магния не превышает сотых долей процента.

Сплавы применяют для изготовления изделий, длительно работающих при  повышенных температурах, например деталей  двигателей, а также для силовых  элементов различных конструкций. Сплав Д20 применяют также для  изготовления сварных изделий, емкостей, баллонов и других, работающих при комнатной температуре или кратковременно при повышенных температурах. Сплав Д20 сваривается, и по длительной прочности при 250—350° превосходит сплавы Д16 и ВД17, однако он менее прочен при 20°. Из него изготовляют диски и лопатки компрессоров, а также сварные детали и емкости, работающие при температурах до 350°. Сплав Д21 используется в условиях нагрева до температуры 250°; он имеет по сравнению со сплавом ВД17 более высокий предел текучести при комнатной температуре и особенно рекомендуется для длительной работы при 150°. Сравнительные преимущества отдельных сплавов видны из рис.(Б.К.Вульф, К.П.Ромадин "АВИАЦИОННОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ", «МАШИНОСТРОЕНИЕ», Москва-1967), где показано изменение их свойств при различных температурах после выдержки в течение 100 час.

3 Характеристики материала

Марка:	Д21
Классификация:	Алюминиевый деформируемый сплав
Применение:	для изготовления деталей двигателей и силовых элементов

 

Механические свойства при Т=20 °С материала Д21

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Поковки			400	260	6

 

Химический состав в % материала  Д21

Fe	Si	Mn	Ti	Al	Cu	Mg	Zn	Примесей
до 0.3	до 0.3	0.4 - 0.8	0.1 - 0.2	90.75 - 93.25	6 - 7	0.25 - 0.45	до 0.1	прочие, каждая 0.1; всего 0.05

Примечание: Al - основа; процентное содержание Al дано приблизительно

Механические свойства

sв	- Предел кратковременной прочности  , [МПа]
sT	- Предел пропорциональности (предел  текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5	- Относительное удлинение при  разрыве , [ % ]
y	- Относительное сужение , [ % ]
KCU	- Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB	- Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства

T	- Температура, при которой получены  данные свойства , [Град]
E	- Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	- Коэффициент температурного (линейного)  расширения (диапазон 20° - T ) , [1/Град]
l	- Коэффициент теплопроводности (теплоемкость  материала) , [Вт/(м·град)]
r	- Плотность материала , [кг/м3]
C	- Удельная теплоемкость материала (диапазон 20° - T ), [Дж/(кг·град)]
R	- Удельное электросопротивление, [Ом·м]

 

Магнитные свойства

Hc	- Коэрцитивная сила (не более), [ А/м ]
Umax	- Магнитная проницаемость (не  более), [ МГн/м ]
P1.0/50	- Удельные потери (не более) при  магнитной индукции 1.0 Тл и частоте 50 Гц, [ Вт/кг ]
B100	- Магнитная индукция Tл (не менее)  в магнитных полях при напряженности  магнитного поля 100, [ А/м ]

 

Свариваемость

без ограничений	- сварка производится без подогрева  и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	- сварка возможна при подогреве  до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	- для получения качественных  сварных соединений требуются  дополнительные операции: подогрев  до 200-300 град. при сварке, термообработка  после сварки

4 Снятие и установка  головки блока цилиндров на  автомобиле

Головку блока цилиндров снимают  с двигателя на автомобиле, если например, необходимо удалить нагар с поверхности камер сгорания и клапанов, заменить клапаны или направляющие втулки клапанов. Для этого:

установите автомобиль на подъемник, затормозите его рычагом привода стояночной тормозной системы, снимите запасное колесо и отсоедините провод с отрицательного вывода аккумуляторной батареи;

поднимите автомобиль, снимите брызговики двигателя и слейте охлаждающую жидкость из радиатора и блока цилиндров (сняв пробку расширительного бачка, отвернув сливные пробки на радиаторе, блоке цилиндров и открыв кран отопителя);

снимите прижим приемной трубы глушителей и отсоедините приемную трубу  от трубы глушителей;

опустите  автомобиль и снимите воздушный фильтр, отсоединив шланги системы вентиляции картера от крышки головки цилиндров и карбюратора, а также шланг подачи теплого воздуха от терморегулятора воздушного фильтра, после чего закройте карбюратор технологической крышкой;

снимите провода высокого напряжения, отсоедините  провода от датчика момента искрообразования, карбюратора и датчика указателя температуры охлаждающей жидкости;

ослабьте  хомуты и отсоедините от термостата шланги, идущие к радиатору, насосу охлаждающей жидкости и расширительному бачку, а от патрубка отопителя — подводящий шанг радиатора отопителя;

отсоедините от топливного насоса шланг подачи топлива, а от впускной трубы - шланг отвода охлаждающей жидкости и шланг отбора разрежения к вакуумному усилителю тормозов;

отсоедините от двигателя тросы привода дроссельных  и воздушной заслонок карбюратора;

отсоедините от головки блока цилиндров приемную трубу глушителей;

снимите бачок омывателя ветрового стекла, а за тем переднюю защитную крышку зубчатого ремня и крышку головки блока цилиндров;

установите  рычаг переключения передач в  нейтральное положение и поверните  коленчатый вал по часовой стрелке  в такое положение, чтобы метка  на шкиве распределительного вала находилась против установочной метки на задней крышке зубчатого ремня;

отверните гайку крепления оси натяжного  роли ка и снимите ось вместе с  роликом и дистанцион ным кольцом;

снимите ремень со шкива распределительного вала, а затем, придерживая шкив от проворачивания приспособлением 67,7811.9509, отверните болт крепления и снимите  его со шпонкой; ослабьте гайки крепления  генератора к натяжной планке и кронштейну, отсоедините натяжную планку от головки блока цилиндров;

отверните гайку крепления задней крышки зубчатого ремня к головке  блока цилиндров и болт крепления  к блоку цилиндров;

отверните болты крепления и  снимите головку цилиндров в сборе с карбюратором, топливным насосом и датчиком момента искрообразования.

Устанавливайте головку цилиндров  в порядке, обратном снятию, соблюдая рекомендации изложен ные в главе 2.3. Прокладку между головкой и  блоком цилиндров обязательно замените новой.

Если болты крепления головки  блока цилиндров вытянулись и их длина превышает 135,5 мм — замените болты новыми. Болты затягивайте в четыре приема в порядке, указанном ранее в главе 2.3.

После установки головки блока  цилиндров отрегулируйте момент зажигания, привод карбюратора, а также натяжение ремней привода распределительного вала и генератора. 

 

5 Разборка и сборка  головки блока цилиндров 

 

Разборка. Если требуется замена только какой-либо одной детали, можно не разбирать полностью головку блока цилиндров и снять только то, что необходимо для замены.

Установите головку блока цилиндров  на подставку, снимите тягу привода  дроссельных заслонок карбюратора, отверните гайки и снимите  карбюратор с прокладкой, а затем впускную трубу.

Снимите датчик момента искрообразования и отводящий патрубок рубашки  охлаждения двигателя. Выверните датчик указателя температуры охлаждающей жидкости и свечи зажигания.

Отверните гайки и снимите топливный  насос с прокладками, проставкой и толкателем. Отсоедините от головки блока цилиндров корпус вспомогательных агрегатов.

Снимите корпус подшипников 4 распределительного вала. Выньте распределительный вал 5 из опор головки цилиндров и снимите с него сальник.

Выньте из отверстий головки  блока цилиндров толкатели 11 клапанов с регулировочными шайбами 10. Освободите клапаны от сухарей 9, сжимая пружины клапанов приспособлением 67.7823.9505 . Снимите пружины с тарелками. Поверните головку цилиндров и выньте с нижней стороны клапаны. Снимите маслоотражательные колпачки с направляющих втулок и опорные шайбы пружин.

Сборка. Установите опорные шайбы пружин. Смажьте моторным маслом клапаны и новые маслоотражательные колпачки (старые использовать не допускается). Оправкой 41.7853.4016 напрессуйте на направляющие втулки колпачки. Вставьте клапаны в направляющие втулки, установите пружины и тарелки пружин.