В цилиндре под поршнем площадью 1 дм2 и массой 5 кг находится 1 моль воздуха. К поршню через блок привешен груз массой 55 кг. Атмосферное давление нормальн, Физика

Выдержка из текста работы

ВАЗ-2112 — пятиместный легковой автомобиль с передним расположением двигателя, приводом на передние колеса и цельнометаллическим сварным кузовом несущей конструкции. Тип кузова — «хэтчбек».

Двигатель ВАЗ-2112 бензиновый, четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный, с поперечным расположением, шестнадцатиклапанный, с двумя распределительными валами. Порядок работы цилиндров: 1-3-4-2, отсчет — от шкива коленчатого вала. Система питания — фазированный распределенный впрыск. Управление двигателем — контроллер (Bosch, «Январь» или GM). Оснащается нейтрализатором отработавших газов. Двигатель с коробкой передач и сцеплением образуют силовой агрегат, закрепленный в моторном отсеке на четырех эластичных резинометаллических опорах. Справа на двигателе (по ходу автомобиля) расположены: приводы распределительных валов и насоса охлаждающей жидкости (зубчатым ремнем) и генератора (поликлиновым ремнем). Слева расположены: термостат, датчики температуры охлаждающей жидкости, датчик давления масла, стартер (на картере сцепления). Спереди: впускной коллектор, топливная рампа с форсунками, датчик детонации, масляный щуп, шланг вентиляции картера, генератор (внизу справа), датчик фаз (вверху справа). Сзади: выпускной коллектор, масляный фильтр, датчик положения коленчатого вала (внизу справа). Сверху (под пластиковой крышкой) расположены ресивер, свечи (в направляющих трубах, уплотненных резиновыми кольцами) и высоковольтные провода.

Блок цилиндров отлит из чугуна и имеет индекс «21083» — как и у двигателей 2110 и 2111, однако они невзаимозаменяемые: отверстия под винты головки цилиндров имеют резьбу М10х1,25 (в отличие от М12х1,25 для блоков двигателей 2110 и 2111) и меньшую глубину. В настоящее время двигатель 21083-80 не производится. Другое отличие связано с более напряженным тепловым режимом двигателя 2112 по сравнению с двигателями 2110 и 2111. Для охлаждения поршней во время работы двигателя их днища омываются снизу маслом через специальные форсунки, запрессованные во вторую, третью, четвертую и пятую опоры коренных подшипников.

Цилиндры расточены непосредственно в блоке. Номинальный диаметр 82 мм при ремонте может быть увеличен на 0,4 или 0,8 мм. Класс цилиндра маркируется на нижней плоскости блока латинскими буквами в соответствии с диаметром цилиндра в мм: А — 82,00-82,01 В — 82,01-82,02 С — 82,02-82,03 D — 82,03-82,04 Е — 82,04-82,05. Максимально допустимый износ цилиндра составляет 0,15 мм на диаметр.

В нижней части блока цилиндров имеется пять опор коренных подшипников со съемными крышками, которые крепятся к блоку специальными болтами. Крышки невзаимозаменяемые (отверстия под подшипники обрабатываются в сборе с крышками) и маркированы для отличия рисками на наружной поверхности. В средней опоре имеются гнезда для упорных полуколец, препятствующих осевому перемещению коленчатого вала. Спереди (со стороны шкива коленчатого вала) ставится сталеалюминевое полукольцо, сзади — металлокерамическое. Кольца изготовляются с номинальной и увеличенной на 0,127 мм толщиной. При превышении осевого зазора коленчатого вала 0,35 мм меняются одно или оба полукольца (номинальный зазор — 0,06-0,26 мм).

Вкладыши коренных и шатунных подшипников — тонкостенные сталеалюминевые. Верхние коренные вкладыши первой, второй, четвертой и пятой опор, устанавливаемые в блоке цилиндров, снабжены канавкой на внутренней поверхности. У нижних коренных вкладышей, верхнего вкладыша третьей опоры и шатунных вкладышей канавки отсутствуют. Ремонтные вкладыши выпускаются под шейки коленчатого вала, уменьшенные на 0,25, 0,50, 0,75 и 1,00 мм. Коленчатый вал изготовлен из высокопрочного чугуна. Он имеет пять коренных и четыре шатунных шейки и снабжен восемью противовесами, отлитыми заодно с валом. Коленчатый вал двигателя 2112 отличается от коленчатого вала двигателей 2110 и 2111 формой противовесов и повышенной прочностью. Поэтому не допускается установка коленчатого вала от двигателей 2110 и 2111 в двигатель 2112. Для подачи масла от коренных шеек к шатунным в коленчатом вале просверлены каналы, выходные отверстия которых закрыты запрессованными заглушками.

На переднем конце коленчатого вала на сегментной шпонке установлен зубчатый шкив привода распределительного вала, к нему крепится шкив привода генератора, который также является демпфером крутильных колебаний коленчатого вала. На зубчатом венце шкива два зуба из 60 отсутствуют — впадины служат для работы датчика положения коленчатого вала.

К заднему концу коленчатого вала шестью самоконтрящимися болтами через общую шайбу крепится маховик (индекс 2110), отлитый из чугуна, с напрессованным стальным зубчатым венцом, служащим для пуска двигателя стартером. Конусообразная лунка около венца маховика должна находиться напротив шатунной шейки четвертого цилиндра (это необходимо для определения ВМТ после сборки двигателя).

Шатуны — стальные, двутаврового сечения, обрабатываются вместе с крышками. На крышках, как и на шатунах, клеймится номер цилиндра (он должен находиться по одну сторону шатуна и крышки). Шатуны по диаметру сталебронзовой втулки, запрессованной в верхнюю головку, подразделяются на три класса с шагом 0,004 мм. Номер класса клеймится на крышке шатуна. Также шатуны подразделяются на классы по массе — они маркируются краской или буквой на крышке шатуна.

Поршневой палец — стальной, трубчатого сечения, плавающего типа (свободно вращается в верхней головке шатуна и в бобышках поршня). От выпадения он зафиксирован двумя стопорными пружинными кольцами, которые располагаются в проточках бобышек поршня. Различают три класса пальцев по наружному диаметру (через 0,004 мм): 1 — с синей, 2 — зеленой, 3 — красной (наименьшего диаметра) метками.

Поршень — из алюминиевого сплава. Юбка поршня в продольном сечении — коническая, в поперечном — овальная. В верхней части поршня проточены три канавки под поршневые кольца. Канавка маслосъемного кольца имеет выходящие в бобышки сверления, по которым масло, собранное кольцом со стенок цилиндра, поступает к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено от диаметральной плоскости поршня на 1 мм. При установке поршня необходимо ориентироваться по стрелке, выбитой на днище (она должна быть направлена в сторону шкива коленчатого вала). У поршней двигателя 2112 днище плоское, с четырьмя углублениями под клапаны (у поршней двигателей 2110 и 2111 днище имеет овальную выемку). Поршни по наружному диаметру (измеряется в плоскости, перпендикулярной поршневому пальцу, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня), как и цилиндры, подразделяются на пять классов (маркировка — на днище). Диаметр поршня (для номинального размера, мм): А — 81,965-81,975 В — 81,975-81,985 С — 81,985-81,995 D — 81,995-82,005 Е — 82,005-82,015

В продажу поступают поршни классов А, С и Е (номинального и ремонтных размеров): расчетный зазор между ними — 0,025-0,045 мм, а максимально допустимый зазор при износе — 0,15 мм. Не рекомендуется устанавливать новый поршень в изношенный цилиндр без его расточки: проточка под верхнее поршневое кольцо в новом поршне может оказаться чуть выше, чем в старом, и кольцо может сломаться о «ступеньку», образующуюся в верхней части цилиндра при его износе. У поршней ремонтных размеров на днище выбивается треугольник (+ 0,4 мм) или квадрат (+ 0,8 мм).

По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются на три класса: 1 — 21,978-21,982 2 — 21,982-21,986 3 — 21,986-21,990. Класс поршня также выбивается на его днище. Поршень и палец должны быть одного класса. Поршни одного двигателя подбирают по массе (разброс не должен превышать 5 г) — это делается для уменьшения дисбаланса кривошипно-шатунного механизма.

Верхние два поршневых кольца — компрессионные, препятствующие прорыву газов в картер двигателя. Также они способствуют отводу тепла от поршня к цилиндру. Нижнее кольцо — маслосъемное.

Головка цилиндров — общая для всех четырех цилиндров — из алюминиевого сплава. Центрируется на блоке двумя втулками и крепится десятью винтами. Между блоком и головкой (их поверхности должны быть сухими) устанавливается безусадочная металлоармированная прокладка (ее повторное использование не допускается). В верхней части головки цилиндров расположены опоры распределительных валов — по пять с каждой стороны головки. Отверстия в опорах, выполненных разъемными, обрабатываются в сборе с корпусом подшипников. Заменять корпус необходимо в сборе с головкой цилиндров. На поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусом подшипников, наносят герметик Локтайт №574.

Распределительные валы — литые, чугунные, пятиопорные, у каждого — восемь кулачков (пара соседних кулачков открывает одновременно два клапана в цилиндре).

Распределительные валы приводятся во вращение зубчатым ремнем от коленчатого вала. В связи с повышенными нагрузками на зубчатый ремень его ширина в двигателе 2112, по сравнению с 2110 и 2111, увеличена с 19,0 до 25,4 мм (соответственно, увеличена ширина зубчатых шкивов и роликов). Под шкивом впускного распределительного вала находится опорный ролик, под выпускным — натяжной. Для работы датчика фаз к зубчатому шкиву впускного распределительного вала приварен диск. На приводных шестернях имеются установочные метки: если метка на шкиве коленчатого вала совпадает с меткой на корпусе масляного насоса (метка на маховике находится против среднего деления шкалы на картере сцепления), то метки на шкивах распределительных валов должны совпадать с метками на задней крышке привода распределительных валов.

Седла (изготовленные из металлокерамики) и направляющие втулки клапанов (латунные) запрессованы в головку цилиндров. Отверстия во втулках обрабатываются после запрессовки. Внутренний диаметр втулок уменьшен, по сравнению с двигателями 2110 и 2111, с 8 до 7 мм. В комплекте запасных частей поставляются также ремонтные втулки с наружным диаметром 12,279-12,290 мм (увеличенным на 0,2 мм по сравнению с номинальным). На внутренней поверхности втулок для смазки выполнены канавки, похожие на резьбу: у втулок впускных клапанов — на всю длину, у выпускных — до половины длины отверстия. Сверху на втулки надеты маслоотражательные колпачки, изготовленные из маслостойкой резины.

Клапаны — стальные. Выпускные — с головкой из жаропрочной стали с наплавленной фаской. Площадь тарелки впускного клапана больше, чем выпускного. Клапаны расположены в два ряда, V_образно. Приводятся в действие от кулачков распределительных валов через гидротолкатели. Ось кулачка смещена относительно оси гидротолкателя на 1 мм. За счет этого при работе двигателя корпус толкателя поворачивается вокруг своей оси, что способствует его более равномерному износу.

Гидротолкатели выбирают зазор между кулачком и корпусом толкателя при работе двигателя, что уменьшает шум газораспределительного механизма, а также исключает его обслуживание (регулировка зазора не требуется). Для работы гидротолкателей необходима постоянная подача масла под давлением. Для этого в головке цилиндров имеется канал с обратным шариковым клапаном (он предотвращает слив масла из каналов после остановки двигателя), а также каналы на нижней плоскости корпуса подшипников (они же подводят масло и к шейкам распределительных валов). Гидротолкатели весьма чувствительны к качеству масла и его чистоте. При наличии в масле механических примесей возможен быстрый выход из строя плунжерной пары гидротолкателя, что сопровождается повышенным шумом в газораспределительном механизме и интенсивным износом кулачков распределительного вала. Неисправный гидротолкатель ремонту не подлежит, его следует заменить.

Клапан закрывается под действием одной пружины. Нижним концом она опирается на шайбу, а верхним — на тарелку, удерживаемую двумя сухарями. Сложенные сухари снаружи имеют форму усеченного конуса, а на внутренней поверхности — три упорных буртика, входящие в проточки на стержне клапана.

Смазка двигателя — комбинированная. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, пары «опора — шейка распредвала», гидротолкатели. Разбрызгиванием масло подается на стенки цилиндров (далее к поршневым кольцам и пальцам), на днище поршней, к паре «кулачок распределительного вала — толкатель» и стержням клапанов. Остальные узлы смазываются самотеком.

Масляный насос — с шестернями внутреннего зацепления и редукционным клапаном — установлен на передней стенке блока цилиндров. Ведущая шестерня установлена на двух лысках на переднем конце коленчатого вала. Предельный диаметр гнезда под ведомую (большую) шестерню при износе не должен превышать 75,10 мм, минимальная ширина сегмента на корпусе, разделяющего ведущую и ведомую шестерни, — 3,40 мм. Осевой зазор для ведущей шестерни не должен превышать 0,12 мм, для ведомой — 0,15 мм. К крышке второго коренного подшипника и корпусу насоса болтами крепится маслоприемник.

Масляный фильтр — полнопоточный, неразборный, снабжен перепускным и противодренажным клапанами.

Система вентиляции картера — закрытая, принудительная, отсос газов происходит через маслоотделитель, расположенный в крышке головки цилиндров.

Техническая характеристика двигателей автомобиля ВАЗ-2112

Обозначение двигателя	2112	21124
Тип двигателя	Бензиновый, четырехтактный, с искровым зажиганием
Число и расположение цилиндров	Четырехцилиндровый, рядный
Диаметр цилиндра, мм	82,0
Ход поршня, мм	71,0	75,6
Рабочий объем, л	1,499	1,596
Система зажигания	Бесконтактная	Выполнена как часть электронной системы управления двигателем
Система питания	Карбюратор с полуавтоматом пуска	Распределенный впрыск топлива
Кол — во распределительных валов, шт.	2
Кол — во клапанов на цилиндр, шт.	4
Степень сжатия	10,5	10,3
Нормы токсичности отработавших газов	R83 / Евро_2/3	Евро_2/3
Нейтрализатор	нет/есть	катколлектор
Марка бензина, ГОСТ 51105-97	АИ_91	АИ_95, неэтилированный
Номинальная мощность по ГОСТ 14846-81 нетто, кВт	66,7	65,5
Номинальная частота вращения коленвала, мин —¹	5600	5000
Максимальный крутящий момент по ГОСТ 14846-81 нетто, Н*м	127,5	131,0
Частота вращения коленвала, соответствующая максимальному крутящему моменту, мин —¹	3700	3700
Минимальная частота вращения коленвала на холостом ходу, мин —¹	750+50	800+50

1. Особенности устройства

Блок цилиндров двигателя является корпусной деталью и служит остовом, снаружи и внутри которого монтируются механизмы и системы двигателя.

Основные размеры блока цилиндров даны на рис. 1.

Рис. 1. Основные размеры блока цилиндров ваз 2112

Блок цилиндров отлит из специального низколегированного чугуна. Диаметры цилиндров разбиты на пять классов через 0,01 мм, обозначаемых буквами А, В, С, D, Е. Класс цилиндра клеймится на нижней плоскости блока цилиндров (рис.2).

Рис. 2. Маркировка размерного класса цилиндров на блоке

Предусмотрена возможность расточки цилиндров под ремонтные поршни, увеличенные по диаметру на 0,4 и 0,8 мм. Крышки коренных подшипников обрабатываются в сборе с блоком цилиндров. Поэтому они невзаимозаменяемые и для различия имеют риски на наружной поверхности (рис. 3).

Рис.3

Блоки цилиндров в эксплуатации двигателя подвергаются химическому и тепловому воздействию, а также влиянию абразивной среды и значительных переменных нагрузок. В результате размеры рабочих поверхностей блока, его геометрия, структура металла, взаимное расположение осей и поверхностей нарушаются, что резко ухудшает работу двигателя в целом, снижает его эксплуатационные качества, приводит к необходимости восстановления его первоначальных характеристик.

При проведении капитального ремонта двигателя он разбирается, и его составляющие поступают на специализированные отделения участка ремонта. На рисунке 4 представлена схема технологического процесса ремонта блока цилиндров двигателя. Важной технологической операцией является очистка блока от асфальто-смолистых отложений, накипи и нагара. Очистка-мойка блока производится первоначально в моечной машине ОМ-5299 с подвижной платформой в моющем растворе «Лабо-мид» при температуре (20 … 30)° С в течение 20 … 25 минут. Далее блок перемещается в моечную машину ОМ-9788 с раствором соляной кислоты (10 … 12-%-ной концентрации) при температуре (75 … 85)° С и моется в течении 10 … 20 минут. Затем блок цилиндров вываривается в течение 10 … 20 минут в растворе кальцинированной соды при температуре (85 … 90)° С.

Рисунок 4 — Схема технологического процесса ремонта блока

На участке дефектации определяются дефекты блока цилиндров согласно Руководству по капитальному ремонту.

2. Анализ явлений, характеризующих основные виды износа блока цилиндров

Работа каждого реального сопряжения деталей автомобилей сопровождается различными видами износа, среди которых одни могут быть ведущими, определяющими износостойкость деталей при эксплуатации, а остальные сопутствующими. Известно, что износ является результатом изнашивания, процесса постепенного изменения размеров деталей в результате трения во время эксплуатации автомобиля. При этом изменяется форма и состояние рабочих поверхностей.

При абразивном износе характерно наличие микропластических деформаций и срезание металла деталей твердыми абразивными частицами (пыли, грязи, нагара, продуктов изнашивания, твердых структурных составляющих металла детали), находящимися между поверхностями трения. При абразивном износе рабочие поверхности деталей покрыты многочисленными рисками и царапинами (цилиндры); при заедании поршня в цилиндре появляются задиры в виде глубоких и широких полос.

Рабочие поверхности цилиндров подвергаются окислительному и тепловому износам. Окислительный износ характеризуется протеканием одновременно двух процессов — пластической деформацией поверхностных слоев металла и окислением их. Тепловой износ проявляется под действием большого количества тепла, при высоких скоростях скольжения и больших удельных давлениях. Поверхностные слои металла детали при этом нагреваются до высоких температур, происходит отпуск, закалка, рекристаллизация и оплавление микроскопических объемов металла в местах контакта. Прочность поверхностных слоев деталей резко снижается; вследствие размягчения и смятия, а также контактного схватывания происходит разрушение поверхности цилиндра.

Возникновение трещин в теле блока цилиндров обуславливается действием внутренних напряжений, возникающих в литой отливке, а также механических повреждений: пиковых нагрузок, вибрации двигателя, усталости.

Гнезда под вкладыши коренных подшипников меняют свои размеры под действием ударных нагрузок от коленчатого вала (происходит наклеп поверхности), в результате абразивного износа. Из-за старения металла и теплового воздействия происходит коробление гнезд, нарушается их сносность.

3. Основные дефекты блока цилиндров двигателя ВАЗ-2112, существующие способы их устранения

Дефекты блока цилиндров двигателя ВАЗ-2112 определяются руководством по капитальному ремонту деталей и узлов.

Трещины блока цилиндров устраняют аргонодуговым способом. Для расплавления основного металла и присадочной проволоки применяются прутки из вольфрама; в качестве защитного газа используют чистый аргон. Сварной шов зачищается шлифовальным кругом и заделывается полимерными материалами с последующей обработкой шва.

Пробоины на стенках, не захватывающие перегородки, ребра жесткости и масляные каналы, устраняют постановкой заплат, которые вырезают из листового алюминия АМЦ толщиной 1,5 … 2,0 мм. Затем на кромках пробоины снимают фаску таким образом, чтобы зазор в стыке с заготовленной заплатой и кромками пробоины был не более 2 … 3 мм. Блок устанавливают на кантователь ОБ-2001 для выполнения сварки. Металлической щеткой зачищают края пробоины и заплаты на ширине 15 … 20 мм и обезжиривают ацетоном или уайт-спиритом. Проваривают заплату в 4 … 5 точках, после чего приваривают по всему периметру на установке УДАР-500, УДАР-300 или УДГ-301 для аргонодуговой сварки деталей.

Таблица 1 — Дефекты блока цилиндров и способы их ремонта

Основной вид износа

Виды дефектов в эксплуатации

Способы устранения дефектов

Абрзивный, окислительно-тепловой, кавитационный

Трещины, пробоины в теле блока

(1,3) Износ отверстий под гильзу цилиндра (13)

Изгос отверстий под гильзу цилиндра

Износ отверстий под толкатели клапанов (14)

Деформация и износ гнезд под

вкладыши коренных подшипников

Износ отверстия во втулке под шейку распределительного вала (11)

Заварка. Постановка заплат

Наплавка с последующей механической обработкой

Обработка до ремонтного размера. Постановка ДРД

Механическая обработка

Тоже

Для сварки используют вольфрамовый электрод марки ВА-1А или ВП-1 диаметром 4 … 5 мм, выходное сопло для аргона диаметром 9 … 12 мм, присадочный пруток из проволоки АЛ-4 диаметром 4 … 5 мм. Режим сварки: сила тока 180 … 250 А; расход аргона 8 … 11 л/мин; давление 0,02 .. .0,04 МПа; полярность — обратная.

Шов зачищают металлической щеткой, промывают горячей водой или садовым раствором. Качество сварки проверяют внешним осмотром и при наличии раковин или пор места, имеющие дефекты, переваривают.

Трещины на стенках блоков цилиндров, не проходящие через масляные каналы и не выходящие на резьбовые отверстия шпилек, заваривают. Для этого трещину разделывают под углом 90° на глубину 3 … 4 мм по все длине, применяя шлифовальную машинку ИП-2009 А. Затем блок поворачивают в положение, удобное для сварки, зачищают металлической щеткой поверхность вдоль трещины по ширине 25 …30 мм, обезжиривают и заваривают трещину по всей длине, ведя аргонодуговую сварку от середины к концам трещины.

В процессе сварки блок поворачивают, обеспечивая нижнее положение сварочного шва. Способ сварки, режимы, обработка сварного соединения, оборудование те же, что для устранения пробоин.

Износ и деформация посадочных отверстий под сменную гильзу цилиндра ремонтируют наплавкой или постановкой дополнительной (новой) детали-втулки с последующей механической обработкой под номинальный размер. После ремонта овальность и конусность посадочных отверстии под гильзу не должны превышать 0,02 мм. Оси посадочных отверстий должны быть перпендикулярны к оси коленчатого вала. Шероховатость отремонтированных посадочных отверстий должна быть равной -Ra 0,8.

Изношенные отверстия под толкатели клапанов развертываются под увеличенный ремонтный размер. Когда все ремонтные размеры исчерпаны, в отверстие под толкатель запрессовывается втулка, которая далее растачивается до номинального размера.

Втулки пол шейку распределительного вала заменяют новыми, которые запрессовываются в посадочное отверстие блока цилиндров и далее окончательно обрабатываются (совместно с гнездами под вкладыши коренных подшипников) пол номинальный или уменьшенный ремонтный размер.

После ремонта блока цилиндров промывается моечным составом для одновременного обезжиривания и пассивирования при температуре 70 … 80° С в течение 10 … 15 мин. Далее блок цилиндров испытывается на герметичность водой под давлением 0,4 МПа (подтекание воды не допускается).

Отремонтированный блок цилиндров окончательно промывается в теплом 5%-ном растворе кальцинированной соды.

4. Методы устранения заданных дефектов блока цилиндров

Согласно заданию в курсовом проекте необходимо рассмотреть существующие способы восстановления следующих дефектов блока цилиндров: трещины в блоке; износ резьбовых отверстий; облом шпилек крепления.

4.1 Восстановление пробоин и раковин в блоке цилиндров клеевыми композициями

При восстановлении деталей автомобилей широкое применение находят различные виды синтетических материалов. Их используют для наращивания изношенных поверхностей, устранения механических повреждений, нанесения защитных и декоративных покрытий, соединения деталей склеиванием и изготовления отдельных деталей. Использование синтетических материалов обусловлено их высокими физико-механическими свойствами, низкой трудоемкостью технологических процессов ремонта, незначительной стоимостью. Кроме того, они являются одним из немногих видов покрытий, нанесение которых не вызывает снижения усталостной прочности восстановленных деталей.

Для устранения трещин и пробоин в блоке цилиндров, для восстановления в них посадочных поверхностей под подшипники получили применение эпоксидные композиции, в которые кроме эпоксидной смолы (ЭД-16; ЭД-20) входят пластификаторы, наполнители и отвердители. Пластификаторы повышают эластичность и пластичность эпоксидных композиций, их стойкость к температурным колебаниям.

Наполнители повышают механическую прочность, теплостойкость, теплопроводность эпоксидных композиций, уменьшают их хрупкость и усадку. В качестве наполнителей используют стальной или чугунный порошок, алюминиевую пудру, порошки слюды и графита. Отвердители предназначены для превращения эпоксидных композиций из жидкого состояния в твердое.

Основными требованиями, предъявляемым к клеевым соединениям, является высокая механическая прочность в различных условиях (вибрация, изменение температуры, действия влаги и агрессивных сред). Клеевое соединение применяют в случае работы его на сдвиг или равномерный отрыв.

Технологический процесс склеивания состоит из подготовки деталей, соединения их, сжатия, выдержки при заданной температуре (отверждения) и последующей обработки склеенного соединения.

Рисунок 5 — Устранение пробоин постановкой заплат на эпоксидной композиции; а — внахлестку; б ~ заподлицо

На рисунке 5 приведена схема устранения пробоин корпусных деталей установкой заплаты: внахлестку и заподлицо. При наложении заплаты внахлестку по периферии пробоины сверлят отверстия. Поверхность вокруг пробоины зачищают и обезжиривают. На поверхность наносят слой эпоксидной композиции и заполняют ею просверленные отверстия. Затем накладывают накладку из стеклоткани, прикатывают ее роликом. В зависимости от размеров пробоины на поверхность накладки можно поочередно наносить 3… 5 слоев эпоксидной композиции и стеклоткани с прокаткой роликом.

Восстановление изношенных автомобильных деталей полимерными материалами позволяет устранять дефекты в труднодоступных местах, заменяет сварку, пайку, постановку заклепок. Способ прост, экономичен и надежен.

4.2 Восстановление резьбы в отверстиях методом постановки резьбовой пружинной вставки

Резьбовые соединения корпусных деталей восстанавливаются постановкой дополнительной ремонтной детали (ДВД).

На рисунке 6 приведены применяемые способы ремонта резьбовых отверстий

Рисунок 6 — Способы ремонта резьбовых соединений а б в г д

а — заварка отверстий с изношенной резьбой с последующим нарезанием резьбы номинального размера; б — нарезание резьбы увеличенного размера (под ремонтный размер); в — установка ввертыша; г — стабилизация резьбовых соединений полимерной композицией; д — установка спиральной вставки

Восстановление резьбовых отверстий постановкой спиральной вставки имеет следующие преимущества: повышается прочность резьбового соединения в результате более равномерного распределения нагрузки по виткам; появляется возможность восстановления под номинальный размер резьбовых отверстий в тонкостенных деталях; понижается износ резьбовой поверхности при частом отвинчивании и завинчивании; улучшается восприятие нагрузок и увеличивается срок службы резьбового соединения.

Спиральная вставка (рис. 7) представляет собой пружину из ромбической проволоки, наружная поверхность которой образует резьбовое соединение с корпусом блока цилиндров, а внутренняя — со шпилькой или болтом.

Рисунок 7 — Спиральная резьбовая вставка (а) и ее установка в отверстие детали (6)

двигатель цилиндр дефект

Технологический процесс восстановления резьбовых отверстий блоков цилиндров спиральными вставками включает следующие операции:

— очистка резьбовых отверстий блока от грязи сваркой, а затем ершом при ручной подаче;

— продувка резьбовых отверстий сжатым воздухом;

— дефектация при помощи резьбовых калибров очищенных резьбовых отверстий;

— рассверливание восстанавливаемых отверстий и снятие фасок;

— нарезка резьбы в отверстиях под спиральную вставку;

— установка спиральной вставки необходимого размера в монтажный инструмент и ввертывание вставки в резьбовое отверстие так, чтобы последний виток вставки разместился в отверстии на один виток резьбы;

— бородком соответствующего размера отделить технологический поводок от вставки.

Для контроля восстановленных резьбовых отверстий следует завернуть в отверстие со спиральной вставкой резьбовой калибр соответствующего размера и проверить качество восстановленного резьбового отверстия.

5. Методика нормирования слесарных работ при ремонте блока цилиндров

Техническое нормирование труда — это система установления минимально необходимых затрат времени на выполнение определенной работы.

С целью изучения и анализа затрат рабочего времени предусмотрена единая классификация этих затрат, в соответствии с которой все рабочие время подразделяется на нормируемое и ненормируемое. Нормируемое время включает подготовительно-заключительное, оперативное и дополнительное время.

Подготовительно-заключительное (Тпз) — время, затрачиваемое рабочим на ознакомление с порученной работой, подготовку к этой работе и выполнение действий, связанных с ее окончанием.

Оперативное (Топ) — время, затрачиваемое рабочим на непосредственное выполнение технологический операции.

Дополнительное (Тд) — время на обслуживание рабочего места, время на отдых и личные надобности.

Техническая норма времени — это время, необходимое для выполнения определенной технологической операции в заданных организационно-технических условиях. При мелкосерийном и серийном производстве технической нормой времени является штучно-калькуляционное время (Тшк):

Тшк = Тш+Тпз/пп

где пп — число деталей в партии, шт; Тш — штучное время.

где Т0 — основное время на операцию; Тв — вспомогательное время; Тобс- обслуживание рабочего места; Тотд — время на отдых.

На основе основных положений технического нормирования основана методика нормирования слесарных работ при восстановлении блока цилиндров двигателя.

При восстановлении блока наибольшее распространение получили следующие основные виды слесарной обработки: опиливание поверхностей напильником; сверление; развертывание и зенкерование отверстий электрической дрелью; нарезание и калибровка резьбы в отверстиях метчиками. На нормируемый вид слесарной обработки с учетом конкретных условий выполнения работы определяют неполное оперативное время:

где t’оп — неполное оперативное время на единицу параметра, мин; Q — параметр, на который определяется норма времени (площадь обработки, число обрабатываемых отверстий и т.д.); К — поправочные коэффициенты (их произведение), учитывающие конкретные условия обработки.

Штучно-калькуляционное время на операцию:

где Тв — вспомогательное время на установку и снятие детали, мин; а — время на обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности и подготовительно-заключительное, % от оперативного времени.

6. Проверка технического состояния

Тщательно вымойте блок цилиндров и очистите масляные каналы. Продув и просушив сжатым воздухом, осмотрите блок цилиндров. Трещины в опорах или других местах блока цилиндров не допускаются. Если имеется подозрение на попадание охлаждающей жидкости в картер, то на специальном стенде проверьте герметичность блока цилиндров. Для этого, заглушив отверстия охлаждающей рубашки блока цилиндров, нагнетайте в нее воду комнатной температуры под давлением 0,3 МПа (3 кгс/см). Утечки воды из блока цилиндров быть не должно. Если наблюдается попадание масла в охлаждающую жидкость, то без полной разборки двигателя ваз 2110, проверьте, нет ли трещин у блока цилиндров в зонах масляных каналов. Для этого слейте охлаждающую жидкость из системы охлаждения, снимите головку цилиндров ваз 2110, ваз 2111, ваз 2112, заполните рубашку охлаждения блока цилиндров водой и подайте сжатый воздух в вертикальный масляный канал блока цилиндров. В случае появления пузырьков воздуха в воде, заполняющей рубашку охлаждения, замените блок цилиндров. Проверьте плоскость разъема блока цилиндров с головкой с помощью линейки и набора щупов. Линейка устанавливается по диагоналям плоскости и в середине в продольном направлении и поперек. Допуск плоскостности составляет 0,1 мм.

7. Ремонт цилиндров

Проверьте, не превышает ли износ цилиндров максимально допустимый — 0,15 мм. Диаметр цилиндра измеряется нутромером (рис. 3) в четырех поясах, как в продольном, так и в поперечном направлении двигателя (рис.4). Для установки нутромера на ноль применяется калибр 67.8125.9502. В зоне пояса 1 цилиндры практически не изнашиваются. Поэтому по разности замеров в первом и остальных поясах можно судить о величине износа цилиндров. Если максимальная величина износа больше 0,15 мм — расточите цилиндры до ближайшего ремонтного размера, оставив припуск 0,03 мм на диаметр под хонингование. Затем отхонингуйте цилиндры, выдерживая такой диаметр, чтобы при установке выбранного ремонтного поршня расчетный зазор между ним и цилиндром был 0,025-0,045 мм.

Рис. 4. Измерение цилиндров нутромером: 1 — нутромер; 2 — установка нутромера на ноль по калибру 67.8125.9502

Рис. 5. Схема измерения цилиндров: А и В направления измерений; 1, 2, 3, 4 — номера поясов

8. Техника безопасности на проектируемом объекте и охрана окружающей среды

Гараж или бокс, где проводятся ремонтные работы, должен хорошо проветриваться, дверь — легко открываться как изнутри, так и снаружи. Проход к двери всегда держите свободным.

При работе двигателя (особенно на пусковых режимах) выделяется оксид углерода (угарный газ) — ядовитый газ без цвета и запаха. Опасная для жизни концентрация оксида углерода может образоваться даже в открытом гараже, поэтому перед запуском двигателя обеспечьте принудительный отсос отработавших газов за пределы гаража. При отсутствии принудительной вытяжки можно запускать двигатель на короткое время, надев на выпускную трубу отрезок шланга и вынув его наружу. При этом система выпуска и ее соединение со шлангом должны быть герметичны.

При ремонте системы питания впрысковых двигателей необходимо отсоединять «отрицательную» клемму аккумуляторной батареи от «массы» и сбрасывать давление в системе.

На время сварочных работ запаситесь огнетушителем (лучше углекислотным). Перед этим отсоедините провода от всех клемм генератора и аккумуляторной батареи, отключите все электронные блоки управления от бортовой сети автомобиля, а контакт «массы» сварочного провода располагайте как можно ближе к месту сварки. Проследите за тем, чтобы электрический ток не проходил через подвижные (подшипники, шаровые опоры) или резьбовые соединения — иначе они могут быть повреждены.

При ремонте цепей электрооборудования или при риске их повреждения (сварка, рихтовка вблизи жгутов проводов) отключайте «отрицательную» клемму аккумулятора. Для защиты рук от порезов и ушибов во время «силовых» операций надевайте перчатки (лучше кожаные). Для защиты глаз надевайте очки (лучше специальные, с боковыми щитками). При работе с электролитом очки обязательны.

При возможности пользуйтесь ромбическим или гидравлическим домкратами взамен штатного — они более устойчивы и надежны. Не применяйте неисправный инструмент: рожковые ключи с «раскрывшимся» зевом или смятыми губками, отвертки со скругленным, скрученным шлицем или неправильно заточенные, пассатижи с плохо закрепленными пластмассовыми ручками, молотки с незафиксированной ручкой и т.п.

При вывешивании автомобиля (с помощью домкрата или подъемника) никогда не находитесь под ним. Предварительно убедитесь, что соответствующие силовые элементы кузова (усилители пола, пороги) достаточно прочны. Используйте для подъема автомобиля только штатные точки опоры. Запрещается вывешивать автомобиль на двух или более домкратах — используйте подставки промышленного изготовления. Запрещается нагружать или разгружать автомобиль, стоящий на домкрате (садиться в него, снимать или устанавливать двигатель). При ремонте автомобиля со снятым двигателем (силовым агрегатом) учитывайте, что развесовка по осям изменилась: при вывешивании на домкрате такой автомобиль может упасть. Работайте только на ровной нескользкой площадке, под невывешенные колеса подкладывайте упоры.

Отработанные масла способствуют возникновению рака кожи. При попадании масла на руки, вытрите их ветошью, а затем протрите специальным «средством для чистки рук» (или подсолнечным маслом) и вымойте теплой водой с мылом (запрещается мыть руки горячей водой, при этом вредные вещества легко проникают через кожу!). При попадании на руки бензина, вытрите их чистой ветошью, а затем вымойте с мылом.

В охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя (антифризе) содержится этиленгликоль, который ядовит при попадании в организм и — в меньшей степени — при попадании на кожу. При отравлении антифризом нужно немедленно вызвать рвоту, промыть желудок, а в тяжелых случаях принять солевое слабительное (например, глауберову соль) и обратиться к врачу. При попадании на кожу — смыть большим количеством воды. То же при отравлении тормозной жидкостью.

Электролит при попадании на кожу вызывает жжение, покраснение. Если электролит попал на руки или в глаза, вначале смойте его большим количеством холодной воды. Запрещается мыть руки с мылом! Затем руки можно промыть раствором питьевой соды или нашатырного спирта (из автомобильной аптечки). Помните, что серная кислота даже в малых концентрациях разрушает органические волокна — берегите одежду! Поэтому при работе с аккумуляторной батареей (электролит почти всегда присутствует и на ее поверхности) надевайте очки и защитную одежду (резиновые перчатки желательны).

Бензин, масла, тормозная жидкость почти не перерабатываются естественным путем. Тормозная жидкость содержит ядовитые гликолевые эфиры, масла — отработавшие минеральные и органические присадки, внешние загрязнения, продукты изнашивания. Свинцовые аккумуляторы, помимо свинца, содержат сурьму и другие элементы, образующие высокотоксичные для организма человека соединения, долго сохраняющиеся в почве. Резинотехнические изделия и пластмассы также практически не разлагаются в естественных условиях, а при сжигании образуют токсичные, в том числе канцерогенные соединения.

Пожарная безопасность

Пожарная безопасность предусматривает комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создание условий для успешного тушения пожара.

Наибольшую пожарную опасность представляет сварочное оборудование в связи с коротким замыканием проводов электросварочных аппаратов, наличием искр и брызг раскаленного металла, возможностью образования взрывоопасной смеси ацетилена с воздухом. Для тушения возникшего пожара должен иметься пожарный щит с лопатами, песком, баграми, ведрами и огнетушителями. Огнетушители являются основным средством тушения. Так как при возникновении пожара сварочное оборудование может находиться под напряжением, то для тушения следует применять углекислотные пенные огнетушители (ОУ_5).

Меры противопожарной профилактики состоят из организационных, технических, ремонтных и эксплуатационных мероприятий. Технические требования включают в себя соблюдение норм при проектировании зданий (как показано выше, они выполняются), монтаже оборудования. В качестве организационных, ремонтных и эксплуатационных мер необходимо:

соблюдать правила проведения сварочных работ, эксплуатации сварочного оборудования;

производить регламентированные профилактические осмотры, плановое обслуживание оборудования;

допускать к работе только квалифицированный персонал и своевременно проводить инструктажи по технике безопасности;

организовать специальное место для курения.

Защита окружающей среды

Воздействие транспорта и обеспечение функционирования его инфраструктуры на окружающую среду сопровождается значительным её загрязнением. В качестве основных видов воздействия транспортно-дорожного комплекса России можно отметить загрязнение атмосферного воздуха токсичными компонентами отработавших газов транспортных двигателей, выбросы в атмосферу стационарных источников загрязнения, образование производственных отходов и воздействие транспортного шума.

С транспортно-дорожным комплексом связаны газообразные, жидкие и твёрдые отходы, поступающие в атмосферу, подземные воды и поверхностные водоёмы. В результате сжигания органического топлива в двигателях транспортных средств в атмосферу поступает значительное количество углекислого газа и вредных веществ — свинца, углеводородов, оксидов углерода, серы и азота.

По данным Госкомстата РФ, ежегодно около 53% выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится на выбросы транспортных средств. Общий объём выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом РФ составляет 70% от всех видов транспорта, или около 40% общего количества антропогенного загрязнения атмосферы.

Находящийся в эксплуатации автотранспорт в значительном числе случаев не отвечает экологическим требованиям. Доля автомобилей, не соответствующих нормативам по токсичности и дымности отработавших газов, составляет 14,5%. В отдельных регионах число таких автомобилей существенно больше: в Читинской обл. — 51%, в Мордовии — 43,8%, в Вологодской обл. — 33,8%.

Снижение токсичности отработавших газов реализуется путём совершенствования рабочего процесса двигателей, снижения концентрации вредных компонентов в отработавших газах (использование каталитических нейтрализаторов и дожигателей), разработки новых двигателей, работающих на альтернативных топливах (природный газ, бензин в смеси с водородом, синтетические спирты, водород, метанол, использование электроэнергии аккумуляторных батарей и фотоэлементов), поддержания рациональных режимов работы, обеспечения исправного технического состояния.

9. Расчёт себестоимости восстановления детали

Расчет себестоимости восстановления детали производится по формуле

С_в1 = С_изн + С_м + С_зпо + С_зпд + С_сн + С_ц + С_озр + С_резо

где: С_в1 — себестоимость восстановления без учёта прочих затрат

С_изн — стоимость изношенной детали

С_м — стоимость материала

С_зпо — основная заработная плата рабочих с учётом премий (кроме премий из прибыли)

С_зпд — дополнительная заработная плата рабочих

С_сн — отчисления на социальные нужды

С_ц, С_озр, С_резо — объём накладных цеховых, общезаводских расходов, и расходов на содержание и эксплуатацию оборудования соответственно

С_изн= С_нов* К_изн

где: С_нов — стоимость новой детали (40 тыс. руб.)

К_изн — коэффициент износа (0,4)

С_изн= 40000* 0,4 = 16000 руб.

С_зпо= Т_шт* С_ч

где: Т_шт — время выполнения операции (23,09)

С_ч — тарификационная оплата часа работы (100 руб./час)

С_зпо= 23,09* 100 = 2309 руб.

Все другие слагаемые в формуле определяются по формулам

С_м= К_м* С_зпо

С_м= 0,05* 2309 = 115,45 руб.

С_зпд= К_зпд* С_зпо

С_зпд= 0,1* 2309 = 230,9 руб.

С_сн= К_сн* С_зпо

С_сн= 0,395* 2309 = 912,05 руб.

С_ц= К_ц* С_зпо

С_ц= 0,85* 2309 = 1962,65 руб.

С_озр= К_озр* С_зпо

С_озр= 0,55* 2309 = 1269,95 руб.

С_резо= К_резо* С_зпо

С_резо= 0,65* 2309 = 1500,8 руб.

С_в1 = С_изн + С_м + С_зпо + С_зпд + С_сн + С_ц + С_озр + С_резо

С_в1 = 16000 + 115,45 + 2309 + 230,9 + 912,05 + 1962,65 + 1269,95 + 1500,8 = 24300,8 руб.

С_в1 < 0,85 * С_н

24300,8 руб. < 34000 руб.

Таблица 2 Коэффициенты для расчета затрат

Коэффициент	Диапазон значений
К_м — для ремонтных работ
Сварочные	0,7…1,1
Гальванические	0,3…0,7
Постановка ДРД	1,0…1,8
Напыление	0,6…1,2
Механическая обработка	0,05…0,2
Склеивание	0,12…0,4
Крезо	0,65…0,85
Кп	0,05…0,1
Кзпд	0,1…0,18
Ксн	0,395
Кц	0,85…1,05
Козр	0,55…0,7

Библиографический список литературы

1. Ремонт автомобилей. И.Е. Дюмин, Г.Г. Трегуб. М., Транспорт, 1998 г.

2. Восстановление автомобильных деталей. В.Е. Канарчук и др. М. Транспорт, 1995 г.

3. Ремонт автомобилей. Под ред. С.И. Румянцева. М., Транспорт, 1988 г.

4. Ремонт автомобилей и двигателей. В.И. Карагодин, В.Н. Митрохин. М. Мастерство, 2001 г.

5. Надежность и ремонт машин. Под ред. В.В. Курчаткина. М., Колос, 2000 г.

6. Ремонт автомобилей и двигателей. Методические указания по выполнению курсового проекта. Мылов А.А. Московский автомобилестроительный колледж. Москва. 2003 г.

7. Росс Твег. Ремонт двигателей ВАЗ. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. — 112 с.: ил

Размещено на