Фрезеровка ГБЦ: описание, особенности и нюансы работы

Содержание

Фрезеровка ГБЦ: краткое описание, особенности и нюансы работы

Головка блока цилиндров в двигателе – это достаточно специфический узел. Неисправности этого механизма могут приводить к полной неработоспособности транспортного средства. К примеру, нарушения сопряжения поверхности ГБЦ и блока цилиндров могут быть вызваны пробоем прокладки. Это влечет за собой и другие неприятности. Так, в масло попадает антифриз. В расширительном бачке и в системе охлаждения тоже будет масло. Если эксплуатировать автомобиль с такой неисправностью, то двигатель погибнет окончательно. Следовательно, проблему необходимо срочно устранять. Восстановить плоскости головки поможет такая операция, как фрезеровка ГБЦ.

Какими бывают фрезерные головки?

Для обработки разных типов материалов используется приспособление, именуемое фрезой. Особенность ее работы заключается в том, что фреза совершает вращательные движения, а заготовка, в которой создается отверстие, – поступательные. Современные станки способны выполнять множество операций. Такая разносторонность обеспечивается возможностью смены приспособлений, в перечень которых входят и фрезерные головки.

Характеристика ГБЦ

Головка блока цилиндров, как уже было замечено выше, – один из важнейших узлов любых двигателей внутреннего сгорания. В головке установлены все основные детали газораспределительного механизма ДВС.

для фрезеровки гбц

Это сложный элемент, и чаще всего изготавливается он из алюминиевых сплавов либо из легированного чугуна. Чтобы ГБЦ и блок цилиндров двигателя могли надежно взаимодействовать друг с другом, снизу ГБЦ расширена, а ее привалочная плоскость идеально ровная.

В процессе ремонта устраняются следующие неисправности:

  • проникающие трещины от отверстия распылителя в ГБЦ к седлам клапанов и в водяную рубашку;
  • другие наружные и некоторые внутренние трещины;
  • сколы и вырывы;
  • несоосность осей направляющей втулки, клапана и седла;
  • при необходимости установка новых увеличенных сёдел и направляющих втулок (устранение «провала» клапана);
  • установка сёдел в головки блока в которых ранее седло было выполнено непосредственно в теле головки (с расточкой посадочного места под седло);

Автосервис

Не спешите выбрасывать

Особенности эксплуатации

Качество выполняемых на устройстве операций зависит от правильности установки фрезерного станка. Для того чтобы все виды работ выполнялись максимально точно, станок при монтаже должен быть установлен на бетонный фундамент. Крепление устройства к полу осуществляется специальными болтами. Гайки для них заранее опускают в колодцы, сделанные из цемента. Положение станка точно выверяется с помощью уровней. Через определенные временные промежутки проводится контроль оборудования. При наличии износа старые детали заменяются на новые. Особенно часто приходится менять фрезерные головки, которые в ходе эксплуатации могут прийти в полную негодность.

Объем операций, выполняемых на станках такого типа, довольно широк. Иногда фрезерные головки приходится задействовать в практически ювелирных по исполнению работах.

Как фрезеровать головку блока цилиндров без наличия специального оборудования? Исправить положение постоянного износа стенок цилиндров возможно, если произвести минимальное снятие металла с помощью фрезы. Такая работа требует высокой точности, выполнить ее вручную невозможно.

Когда нужна фрезеровка ГБЦ?

Итак, целью фрезеровки является процесс доводки поверхности головки, взаимодействующей с блоком цилиндров, до необходимых критериев привалочных плоскостей.

для фрезеровки

Данная операция выполняется в двух случаях. Обычно головку фрезеруют, когда делают тюнинг двигателя. Так, нередко уменьшают высоту ГБЦ, чтобы повысить степень сжатия мотора. Это не является актуальным для обычных автолюбителей, ибо обычным водителям вполне хватает штатных характеристик и возможностей ДВС.

В случае ремонта без фрезеровки ГБЦ не обойтись. Она делается обязательно. Любой капитальный ремонт двигателя не проводится без этой процедуры. Так или иначе, но любой двигатель хоть один раз, но подвергался перегреву. А перегрев пагубно влияет на привалочную плоскость. Нередко следствием перегрева является деформация головки блока. Что касается ремонта, то это могут быть любые операции. К примеру, от замены уплотнительных прокладок до ремонта или замены распределительных валов. Даже банальная пригоревшая прокладка к головке блока – уже повод для обработки.

Возможно ли фрезеровать своими руками?

Нужно понимать, что фрезеровка ГБЦ невозможна без специального оборудования, а точнее – без фрезерного станка. При наличии такого станка в гараже операция выполнима. Что касается самого станка, то главное, чтобы он был хоть немного “живой”. Вручную же можно только провести шлифовку поверхности, если пригорела прокладка.

Когда головка демонтирована с мотора и установлена на станок, первым делом важна толщина фрезерования. В данном случае нужно узнать максимальную ремонтную глубину фрезеровки. Это указано в сервисной документации к автомобилю. Если этот параметр соблюдать, то никаких проблем с двигателем не возникнет.

фрез для фрезеровки гбц

Не стоит пытаться выполнить работу самостоятельно. Современные станки для фрезеровки ГБЦ оснащены программной системой, которая имеет высокую точность. На глаз не удастся “снять” слой металла строго необходимой толщины. Гораздо лучше для нервов и бюджета воспользоваться услугами профессионалов.

Капитально-восстановительный ремонт головок блоков цилиндров предусматривает ряд операций:

  • Мойка >> >> >> >> >> >> >> >> >> >> >>

Техника безопасности

Прежде чем начать установку фрезы, обязательно проверяют ее состояние, качество заточки; режущие кромки не должны иметь окрашиваний. На всей поверхности фрезы не должно быть загрязнений в виде пыли и волокон от ветоши.

Так как в изделии множество острых кромок, которыми легко можно порезаться, при выполнении любых работ требуется соблюдать все меры предосторожности. На руки надеваются защитные перчатки или кожухи на фрезу.

Как зачистить поверхность от старой прокладки?

Это обязательно нужно выполнить перед шлифовкой фрезеровкой ГБЦ. Понадобится обыкновенный нож или точильный камень от заточных станков. Работая камнем, делают круговые движения или движения в форме восьмерки. Они обязательно должны быть максимально плавными.

После удаления остатков прокладки будет видно, как деформирована ГБЦ. Такую обработку следует проводить до тех пор, пока не будут выровнены все неровности. В итоге нужно получить максимально ровную и желательно зеркальную плоскость. Так обеспечивается хорошее уплотнение.

Как правильно подготовить ГБЦ?

Следует помнить, что перед выполнением работ нужно проверить плоскости. Это можно сделать своими руками. Для этого нужен набор щупов и обыкновенная линейка. Последнюю кладут по очереди на каждую диагональ нижней плоскости ГБЦ и далее подбирают щуп, который пройдет между линейкой и привалочной плоскостью. Этот метод измерений не даст особой точности, но можно примерно понять, как деформирован узел. Обычно плоскость сильно деформируется в районе поршней, где имеется нагар, или в месте пробития прокладки.

фрез фрезеровки

Также следует учитывать, что фрезеровка ГБЦ ВАЗа должна выполняться только после полной проверки узла на микротрещины и другие дефекты. Перед этой операцией все дефекты должны быть исключены. Для того чтобы найти трещины, понадобится специальная жидкость – она сразу же покажет дефектные места.

фрез фрезеровки гбц

После нанесения жидкости на поверхность ждут пять или более минут, прежде чем смыть ее. Если поверхность ГБЦ имеет дефекты, то красящий пигмент забьется именно в трещины. Но так можно обнаружить лишь внешние огрехи.

Разборка – Сборка

Специально для процессов разборки и сборки ГБЦ инженерами «Мотортехнология» был разработан специальный стенд (универсальный рассухариватель), с помощью которого можно без труда разобрать и собрать клапанный механизм практически любой ГБЦ. Поворотный стол стенда, регулируемая по высоте опорная штанга, набор насадок для сжатия клапанной пружины позволяют работать без риска испортить (оцарапать) стебель клапана при рассухаривании (засухаривании).

При сборке клапанного механизма используется специальное масло обладающее повышенной вязкостью. Такое масло применяется для того, чтобы с момента сборки ГБЦ до ее установки на двигатель и первого пуска, масло оставалось в направляющих втулках, колодцах гидротолкателей.

Фрезы

Станок важен не так сильно, как набор фрез для фрезеровки ГБЦ. Наиболее распространены торцевые фрезы с пятигранными пластинами. Они производились в СССР по ГОСТ 26595-85. Это мощные режущие инструменты для черновой и получистовой обработки стали и чугуна. Но данная фреза мало подходящая для работ с чистым алюминием. Однако при необходимости качество поверхности можно улучшить. Сменные пластины на таких фрезах не имеют канавки для схода стружки. Пластина получает ударные нагрузки, но качества поверхности нет. Но эти же пластины, оснащенные такой канавкой, позволяют получить поверхность в разы качественней. Что касается выбора сплавов, то он совсем маленький – в продаже можно найти Т5К10 и Т15К6.

фрез для фрезеровки

Чтобы выполняемой своими руками фрезеровкой ГБЦ с имеющимися инструментом добиться лучших результатов, из фрезы убирают 6 клиньев и оставляют только две пластины. При работе на станке подача должна быть невысокой, а обороты – большими.

Дефектовка

В процессе дефектовки производится проверка ГБЦ и ее деталей на соответствие техническим требованиям завода изготовителя.

Заключение

Не имея должного опыта работы на фрезерных станках, не стоит пытаться заниматься фрезеровкой такой ответственной детали, как ГБЦ. Лучше всего довериться профессионалам, но выбирать нужно грамотно. Сейчас услуги предоставляют разные мастера, и не все одинаково квалифицированные и опытные.

Она включает в себя:

  • визуальный осмотр тела ГБЦ ( кариес, выбоины, трещины и т.д.);
  • проверку плоскостности привалочных поверхностей;
  • определение износа седла;
  • проверка геометрии клапана;
  • измерение износа направляющих втулок клапанов;
  • оценка состояния пружин;
  • осмотр свечных и (или) резьбовых отверстий.

При обнаружении или подозрении на наличие трещины применяется специальный магнитный дефектоскоп MAG II и магнитный порошок (для чугунных головок), который четко показывает полный рельеф и длину трещины.

Для выполнения дефектовки необходимо иметь целый ряд контрольно-измерительных приборов.

Во время дефектовки тщательно изучается состояние деталей головки: визуальный осмотр тела ГБЦ, проводится измерение стебля клапана, биение тарелки клапана, промер внутренних диаметров направляющих втулок клапанов, осмотр свечных отверстий, состояние резьбы шпилек, проверка плоскостности привалочных поверхностей. Производится более тщательный визуальный осмотр на предмет обнаружения трещин. При обнаружении или подозрении наличия трещины применяется специальный магнитный дефектоскоп MAG II и магнитный порошок (для чугунных головок), который четко показывает полный рельеф и длину трещины. Для выполнения всех этих операций необходимо иметь целый ряд контрольно-измерительных приборов.

По завершении этих операций заполняется дефектная ведомость, на основании которой формируется заказ-наряд с необходимым перечнем работ и определением их стоимости согласно прейскуранта.

Опрессовка

Для проверки герметичности рубашки охлаждения производится горячая пневматическая опрессовка ГБЦ. Эта процедура полезна не только в том случае, если есть подозрения на наличие трещин (например, между седлами клапанов или от форкамер к седлам), но и чтобы проверить технологические заглушки (пробки) в теле ГБЦ которые со временем могут терять герметичность.

Опрессовка проводится в специализированной ванне. Все отверстия рубашки охлаждения перекрываются специальными заглушками, через штуцер в одной из них подается сжатый до 4 – 6 атм. воздух. Далее ГБЦ погружается в ванну с нагретой до 85 – 95 град. водой ( горячая опрессовка ) и выдерживается там пока ГБЦ не примет температуру воды. По утечкам воздуха (по поднимающимся пузырькам), определяется место негерметичности (трещин). Так же можно опрессовывать теплообменники, радиаторы, коллекторы и систему охлаждения блоков цилиндров легковых автомобилей.

Мелкие трещины проявятся в виде «волшебных пузырьков» только при «рабочей» температуре агрегата или корпуса (а иногда только после ремонта крупных трещин). Именно поэтому мы применяем горячую опрессовку.

Следует отметить, что опрессовка не входит в операцию дефектовки и выполняется отдельно.

В соответствии с технологией ремонта ГБЦ необходимо выполнить три условия:

1. Обеспечить совпадение оси рабочей фаски седла клапана ГБЦ с осью направляющей втулки клапана.

2. Создать геометрически правильную коническую поверхность рабочей фаски на седле и клапане.

3. Обеспечить размер и угол рабочей фаски на седле и клапане ГБЦ в соответствии с требованиями завода-изготовителя.

Применяемый комплект инструментов и оборудования обеспечивает выполнение этих требований при ремонте ГБЦ как отечественных, так и импортных двигателей.

В комплект инструмента "NEWAY" для ремонта седел ГБЦ входит:

  • различные фрезы с твердосплавными пластинами;
  • направляющие пилоты (легкоконусные или с цанговой втулкой);
  • механический привод для вращения фрезы.

Для создания одной фаски достаточно 3 – 5 оборотов фрезы. В зависимости от типа и размера фрезы, на нее устанавливается от 5 до 7 ножей, ножи имеют более 10 режущих кромок, заточенных специальным образом.

Универсальный настольный станок FM1 для восстановления фаски седла фасонным резцом (три угла) позволяет одновременно обрабатывать три фаски седла клапана, получая рабочую фаску седла требуемого размера и под необходимым углом, с возможностью контроля ее заглубления по нониусу, что очень важно при ремонте ГБЦ с гидрокомпенсаторами.

Последующая операция по притирке клапанов, позволяет соблюсти финишное сопряжения седло-клапан. Притирка производится специализированными пневматическими устройствами типа LICOTA (США) или ZEKA (Италия). Затем герметичность проверяется вакуум-тестером.

Ремонт направляющих втулок клапанов

При эксплуатации двигателя внутреннего сгорания происходит износ направляющих втулок клапана. Для проведения ремонта головки блока цилиндров очень часто втулки подлежат замене. Технологически правильная замена направляющих втулок клапана требует целого ряда специального оборудования и оснастки, наличия новых втулок высокого качества. Не всегда есть возможность произвести замену направляющих втулок, по разным причинам, например: отсутствие необходимых втулок и спецоборудования, направляющие втулки клапана выполнены «зацело» с головкой блока цилиндров.

В этих случаях применяется технология восстановления старой втулки, без выпрессовки, с последующим ресурсом более 70% от ресурса новой втулки.

Необходимый комплект инструмента включает в себя:

  • сверло с ограничителем,
  • ключ для вращения стержня;
  • кондуктор;
  • проходной стержень;
  • комплект роликов-ножей.

Восстановление направляющих втулок производится методом накатки спиральной канавки, на внутренней поверхности втулки твердосплавными роликами-ножами. В результате пластической деформации материала уменьшается внутренний диаметр втулки. Образующаяся после обработки спиральная канавка увеличивает маслоемкость поверхности, улучшая условия смазки пары трения клапан-втулка. При действующих тепловых зазорах 0,03-0,05 мм между клапаном и его направляющей получается газолабиринтное уплотнение по всей длине втулки, что уменьшает расход масла двигателем.

Обкатка роликами прекращается, когда клапан входя во втулку «закусывается». Затем направляющая втулка калибруется разверткой под размер клапана с учетом теплового зазора.

Методика восстановления направляющих втулок очень хорошо зарекомендовала себя при восстановлении втулок диаметром от 6 до 12 мм. Восстановлению поддаются чугунные втулки и втулки выполненные из медьсодержащих сплавов с максимальным износом 0,3 – 0,5 мм в зависимости от материала втулки.

Замена седел клапанов

Эта операция актуальна в случае фатального износа седел (провала клапанов), прогара седел, при увеличении поперечного сечения клапанной щели путем замены клапанов на клапаны с большим диаметром тарелки (форсирование двигателя), в некоторых случаях при ремонте трещин (если трещина проходит под седлом), при сильном перегреве двигателя (седло может просто выпасть из «гнезда» ГБЦ), после некачественного ремонта седел и др.
Замена седел происходит в несколько этапов.

Сначала удаляются старые седла, затем, при необходимости, готовится новое посадочное место под седло, снимаются размеры и по ним с учетом «натяга» из специального чугуна изготавливаются заготовки новых седел, представляющие собой кольца с точно выдержанным внешним диаметром и небольшим припуском на обработку по внутреннему диаметру и высоте. После этого ГБЦ разогревают до 90°С, а заготовки седел охлаждают в жидком азоте и запрессовывают с помощью оправок.

Далее ГБЦ устанавливают для обработки седел, и фасонным резцом PEG или фрезами NEWAY формируют необходимый профиль седла с учетом выступания (утопания) тарелки клапана относительно поверхности камеры сгорания (см. ремонт сёдел).

(Восстановление плоскостей)

Эта процедура необходима для обеспечения прямолинейности плоскости привалочных поверхностей, а так же для устранения мелких забоин и царапин. ГБЦ бензиновых и дизельных двигателей с непосредственным впрыском топлива из алюминиевых и чугунных сплавов как правило фрезеруют, а ГБЦ дизельных двигателей с форкамерами – шлифуют. Следует отметить, что допустимый съем с плоскости ГБЦ строго регламентирован заводом изготовителем.Чтобы количество снимаемого металла было минимальным, шаг съема металла составляет 0,05мм. При съеме большого количества материала (при устранении значительного коробления ГБЦ после сильного перегрева) может произойти критическое уменьшение объема камеры сгорания и повышение степени сжатия, что повлечет за собой нежелательные процессы детонации. Так же возможен риск «догона» клапана поршнем, что приведет к поломке клапана.

Крупные дефекты плоскости головки могут быть устранены газодинамическим напылением . При обнаружении непрямолинейности плоскости ГБЦ, необходимо помнить, что деформации подвергается не только плоскость, а вся ГБЦ, соответственно нарушается геометрия бугелей подшипников распределительного вала и привалочных плоскостей коллекторов, поэтому желательно также фрезеровать привалочные плоскости к выпускным коллекторам и сами коллекторы.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий