Гильза цилиндра двигателя схема
Деформация гильзы цилиндра в результате естественного изнашивания.
В результате естественного изнашивания гильза цилиндра деформируется и приобретает форму, показанную на рисунке 123. Величина износа гильзы в направлении, перпендикулярном поршневому пальцу, больше, чем по направлению поршневого пальца (смотри символ перпендикулярности). Эта разница в износе вызывается силами инерции из-за возвратно-поступательного движения шатуна, а также боковыми составляющими давления газов, действующими на поршень. Если в результате замера больший износ был определен по направлению поршневого пальца, то дефекту способствовала неправильная установка поршня относительно гильзы. Ненормальный износ гильзы появляется в результате попадания загрязнений из воздуха или топлива. Изношенная таким образом гильза имеет бочкообразную форму (рис. 124). Попадающие в цилиндры загрязнения вызывают наибольший износ в том месте гильзы, действуя в качестве абразивного материала, где скорость поршня наибольшая.
Рис. 123. Схема типичного износа цилиндра двигателя.
Рис. 124. Нетипичный износ цилиндра двигателя.
Рис. 125. Замер диаметра цилиндра с помощью индикаторного нутромера.
Рис. 126. Проверка соосности отверстий под коренные подшипники блока цилиндров.
Износ гильз цилиндров обычно определяют измерением диаметра. Для этой цели применяют индикаторный нутромер (рис. 125). Не рекомендуется применять для измерения микрометрический нутромер, широко используемый в настоящее время, так как пользование им затруднено и требует большого практического навыка. Индикаторным нутромером вначале проводят пробные замеры. В изношенных гильзах пробный замер рекомендуется проводить в верхней части гильзы. Поскольку в этом месте износ гильзы наименьший, можно определить первоначальный диаметр цилиндра. Взяв этот размер за основу, устанавливают стрелку индикатора на «О» и после этого приступают к замеру величины износа цилиндра. Основной размер определяют микрометром или калибром.
Изношенные гильзы обрабатывают до ремонтного размера. Восстановление может быть выполнено тонкой расточкой, хояингованием или шлифованием.
Основным требованием расточки гильзы является то, чтобы оси гильз были перпендикулярными осям коренных подшипников коленчатого вала и были расположены в одной плоскости. Выполнение этого требования зависит от выбранной для расточки базовой поверхности и от ее состояния.
На восстанавливаемых блоках цилиндров необходимо проверить соосность отверстий под коренные подшипники (рис. 126). Средняя ось отверстий под коренные подшипники считается теоретической базой, поэтому изменение их расположения недопустимо. Это объясняется тем, что при изменении расположения отверстий под коренные подшипники необходимо было бы изменить расположение всех деталей, связанных с коленчатым валом. Изменилось бы расстояние между осями распределительных шестерен, вызывая этим неправильное зацепление зубьев, а также расстояние между осями шестерни включения стартера и венца маховика. В конце концов требуемое зацепление можно было бы обеспечить лишь сложными изменениями в конструкции всего блока цилиндров, муфты сцепления и коробки передач. Именно поэтому мы обязаны придерживаться первоначального расположения отверстий под коренные подшипники.
Рис. 127. Стационарные станки для расточки цилиндров.
Рис. 128. Станок для расточки цилиндров, устанавливаемый на блок цилиндров:
1— главный винт; 2 — ведущий вал; 3 — червячная передача;
Восстановление гильзы цилиндра двигателя ЯМЗ-236
Служебное назначение гильзы цилиндра и условия ее работы в двигателе. Основные дефекты гильзы цилиндра дизеля ЯМЗ-236 и способы их устранения. Восстановление внутренней поверхности. Методика нормирования хонингованных работ, необходимое оборудование.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.07.2011 |
| Размер файла | 394,4 K |
- посмотреть текст работы
- скачать работу можно здесь
- полная информация о работе
- весь список подобных работ
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
-
Введение
- 1. Служебное назначение гильзы цилиндра и условия ее работы в двигателе
- 2. Основные дефекты гильзы цилиндра дизеля ЯМЗ-236 и способы их устранения
- 3. Восстановление внутренней поверхности гильзы цилиндра двигателя ЯМЗ-236 методом пластинирования
- 4. Методика нормирования хонингованных работ
- 5. Разработка технологического процесса восстановления рабочих поверхностей гильзы цилиндра двигателя ЯМЗ-236
- 6 Оборудование необходимое для восстановления гильз
- Заключение
- Список используемых источников
Введение
Во-первых, потребности народного хозяйства в автомобилях частично удовлетворяются путем эксплуатации отремонтированных автомобилей. Во-вторых, ремонт обеспечивает дальнейшее использование тех элементов автомобилей, которые не полностью изношены. В-третьих, ремонт способствует экономии материалов, идущих на изготовление новых автомобилей. При восстановлении деталей расход металла в 20.30 раз ниже, чем при их изготовлении.
Увеличение масштабов производства автомобилей и притока их с зарубежного рынка приводит к росту абсолютного объема ремонтных работ.
Общие принципы проектирования технологического процесса восстановления деталей предполагают выбор более рациональных технологических способов устранения дефектов и построение общей оптимальной последовательности технологических операций: устранение общей деформации детали, восстановление технологических баз, подготовительные операции перед нанесением металлопокрытий и полимерных материалов, нанесение покрытий, черновая обработка восстанавливаемых поверхностей, финишные операции, контроль качества, мойка детали.
При восстановлении двигателя автомобиля и его основных деталей должны быть обеспечены требуемые размеры, форма, взаимное расположение поверхностей и осей, шероховатость поверхностей и другие параметры рабочих сопряжений деталей.
В курсовом проекте согласно заданию разработан технологический процесс восстановления блока цилиндров двигателя ЗМЗ-24Д, материалом для которого послужил анализ явлений, приводящих к дефектам детали, рассмотрение существующих методов их ремонта, а также типовой технологический процесс ремонта корпусных деталей.
Целью данной курсовой работы является изучения способов восстановления внутренней рабочей поверхности гильзы цилиндра дизельного двигателя ЯМЗ-236 с последующей разработкой комплекта технологической документации на ремонт гильзы.
1. Служебное назначение гильзы цилиндра и условия ее работы в двигателе
Гильзы цилиндра дизельного двигателя ЯМЗ-236 (рисунок 1) мокрого типа отлита из легированного серого чугуна (по техническим условиям завода-изготовителя), обладающего повышенной прочностью. Основными главными элементами является никель (0,12.0,25%), медь (0,3.0,6%), титан (0,03.0,08%). Рабочая поверхность гильзы 1 захватывается токами высокой частоты, тщательно шлифуются и полируются. Гильза устанавливается в блоке под небольшим давлением и центрируется в нем верхнем 2 и нижним 3 шлифованными поясками. Для предотвращения протекания воды картер в канавке 4 нижнего центрирующего пояска выставляются резиновые кольца. Между стенками блока цилиндров и гильзой образуется пространство, называемое рубашкой, в котором циркулирует охлаждающая жидкость.
1 — рабочая поверхность гильзы; 2 и 3 — верхний и нижний шлифованные пояски 4 — канавки для резиновых уплотняющих колец, 5 — кольцевой поясок верхнего торца гильзы;
Рисунок 1 — Гильза цилиндра двигателя ЯМЗ-236
Кольцевой пояс 5 в верхнем торце гильзы немного выступает над плоскостью блока, а к нему плотно прижимается прокладка головки блока, чем обеспечивается хорошее урлотненение между цилиндрами и водяной рубашкой.
Гильза цилиндра по своим конструктивным особенностям относится к деталям класса «полые стержни»: особенностью деталей данного класса является наличие концентричных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Полые стержни работают в условиях трения в сопровождении цикличных изменений температуры. Разрушительными факторами в процессе их эксплуатации является трение, агрессивность среды, высокая температура.
Так, основными причинами износа внутренней поверхности гильзы цилиндра является истирающее действие поршневых колец и газовая коррозия. При взрыве рабочей смеси происходит прорыв газов под кольцо, особенно под верхнее, в результате чего увеличивается удельное давление поршневых колец на стенки гильзы и ухудшаются условия смазки. Высокая температура взрыва рабочей смеси снижает вязкость масла и прочность масляной пленки. Обложенная поверхность гильзы подвергается действию газовой коррозии. В результате износа гильзы цилиндра приобретает подлинную форму неправильного конуса, а по диаметру овала.
2. Основные дефекты гильзы цилиндра дизеля ЯМЗ-236 и способы их устранения
гильза цилиндр восстановление двигатель
Перед дефекацией гильзы цилиндров подвергающиеся очистке от накипи на поверхностях, омываемых водой, и на посадочных поясках механическими и физико-механическими способами. К механическим относят ручную очистку, очистку чугунной дробью различных размеров, пневматическую очистку косточковой крошкой, очистку при помощи дисковых проволочных щеток (кранцевание).
К физико-химическим методам относят электрохимическую и ультразвуковую, а также очистку с использованием моющих средств (МЛ-17, Лабомид и т.п.)
Для обнаружения скрытых дефектов в теле гильзы применяют метод прессовки, который проводится водой (гидравлическое испытание). Испытание проводится на специальном синтезе, который обеспечивает плотное герметичное отверстие гильзы. Полость детали заполняется горячей водой под давлением 0,3.0,4 МПа. О наличие трещин, свищей, тонкостенных раковин судят по потекам воды.
Основными дефектами гильзы цилиндра являются: износ зеркала цилиндра, который выражается в увеличении его геометрической формы (конусность, бочкообразность); износ, изменение формы и взаимного расположения верхнего и нижнего установочных приспособлений относительно оси гильзы и цилиндра; сколы, трещины любого размера и расположения; коробление, задиры.
Наличие трещин и сколов на рабочих поверхностях гильзы является выбраковочным признаком.
При допустимых износах внутреннего диаметра гильзы и допустимых овальности и конусности гильзу подвергают хонингованию в два этапа (черновое и чистовое хонингование) алмазными брусками разной поверхности. Применение алмазных брусков уменьшает шероховатость поверхности зеркала гильзы, значительно повышает износостойкость детали.
Гильзы цилиндров, имеющие недопустимый износ внутреннего диаметра, рассчитывают под установку дополнительных ремонтных деталей (ДРД) в виде свернутых стальных пластин, устанавливают свернутые вставки и затем производится хонингование внутреннего диаметра до номинального размера (размера по рабочему чертежу).
Коррозионный износ и деформацию посадочных поясков гильзы ЯМЗ-236 устраняют проточным хромированием с последующей механической обработкой.
После ремонта гильзы цилиндра должны отвечать требованиям технических условий по размерам и шероховатости рабочих поверхностей, по твердости и прочности сцепления с основным металлом детали, а также симметричности относительно общей оси, допустимой овальности и конусообразности.
3. Восстановление внутренней поверхности гильзы цилиндра двигателя ЯМЗ-236 методом пластинирования
При поступлении в ремонт предельное значение радиального износа гильзу у двигателя ЯМЗ-236 составляет 0,18.0,20 мм.
Основные операции технологического процесса восстановления гильз цилиндров пластинированием следующие:
подготовка гильз под облицовку пластинами;
Гильзы цилиндров c огневым кольцом
Устройство, функция и указания по монтажу
Гильзы цилиндров с нагаросъёмным кольцом имеют преимущества: нагаросъёмное кольцо предотвращает образование твердых отложений масляного нагара на жаровом поясе. О том, какими еще преимуществами оно обладает, как действует нагаросъёмное или огневое кольцо и как правильно демонтировать поршень при использовании гильзы цилиндра с нагаросъёмным кольцом, вы узнаете здесь.
Оглавление
-
- СИТУАЦИЯ
- КОНСТРУКЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ
- ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
- ДЕМОНТАЖ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА
- УСТАНОВКА ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА
- УКАЗАНИЯ ПО МОНТАЖУ И ПРИМЕНЕНИЮ
- УКАЗАНИЯ ПО ПОСТАВКЕ
Сначала в блок цилиндров двигателя вставляется гильза цилиндра без нагаросъёмного кольца. Затем поршень вместе с шатуном вводится в цилиндр и надлежащим образом соединяется с коленчатым валом. При введении поршня необходимо убедиться, что стяжная оправка достаточно глубоко опущена в выемку нагаросъёмного кольца (Рис. 10). Это гарантирует, что поршневые кольца не разожмутся в выемке нагаросъёмного кольца и не получат повреждения. После установки поршня нагаросъёмное кольцо вставляется в выемку вручную. В случае использования бывших в употреблении деталей, нагаросъёмное кольцо с тугой посадкой можно аккуратно забить в гильзу цилиндра с помощью молотка и деревянного бруска (Рис. 9).
СИТУАЦИЯ
Чтобы увеличить ресурс двигателей грузовых автомобилей и снизить уровень вредных выбросов, некоторые производители всё чаще используют гильзы цилиндров с нагаросъёмным кольцом.
КОНСТРУКЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ
Нагаросъёмные кольца размещаются в верхней части гильз цилиндров, в прямоугольной выемке. Нагаросъёмное кольцо свободно вставляется в предусмотренную для него выемку при монтаже. В дальнейшем оно удерживается на месте головкой блока цилиндров.
Нагаросъёмное или огневое кольцо предотвращает образование твердых отложений масляного нагара на жаровом поясе поршня. Это достигается за счет того, что внутренний диаметр нагаросъёмного кольца меньше внутреннего диаметра цилиндра. При прохождении поршнем верхней мертвой точки нагаросъёмное кольцо соскребает с него нежелательные отложения масляного нагара и, соответственно, препятствует образованию отложений на жаровом поясе.
При использовании нагаросъёмного кольца, поршень также модифицируется. Диаметр жарового пояса такого поршня меньше, чем у поршня обычной конструкции.
ПРОБЛЕМА И РЕШЕНИЕ
В двигателях с гильзами цилиндров без нагаросъёмного кольца при неблагоприятных условиях эксплуатации на жаровом поясе поршней может образовываться твердый слой масляного нагара (Рис. 4
слева). К неблагоприятным условиям эксплуатации относятся:
- частые поездки на короткие дистанции
- продолжительная работа на режиме холостого хода
- использование топлива и масла неудовлетворительного качества
- несвоевременное техническое обслуживание транспортного средства
При использовании гильз цилиндров без нагаросъёмного кольца слой масляного нагара на жаровом поясе поршня после относительно недолгой эксплуатации вызывает абразивный износ (Рис. 4 справа). Этот нежелательный преждевременный износ гильз цилиндров – в сочетании с чрезмерным расходом масла – можно предотвратить, используя гильзы с нагаросъёмным кольцом.
Рис. 4. Слой масляного нагара на жаровом поясе и абразивный износ на рабочей поверхности цилиндра
Способ изготовления гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания
Использование: в технологических процессах изготовления деталей машин, в частности гильз цилиндров ДВС. Сущность изобретения: после предварительной механической обработки гильзы производят ее термическую обработку. Последнюю выполняют путем ее нагрева для закалки. Для этого перед нагревом гильзы на участок 13 ее внутренней поверхности длиной l1, соответствующей зоне контакта гильзы с поршнем, и на участке 14 ее наружной поверхности длиной l2, соответствующей зоне контакта гильзы с рубашкой охлаждения, наносят поглощающее покрытие, которое затем высушивают, и охлаждают гильзу до температуры 20-30 o C. После этого нагревают участок 13 гильзы, для чего от источника 1 направляют пучок 2 лазерного излучения на зеркало 3, находящееся в положении 1 и отражающее этот пучок параллельно образующей гильзы 4 на зеркало 5, расположенное внутри гильзы и предназначенное для поворота пучка лазерного излучения и направления его на участок 13 перпендикулярно ему. При этом гильзу или пучок одновременно перемещают продольно и вращают для получения необходимых зон нагрева. После проведения термической обработки внутренней поверхности гильзы зеркала 3 и 5 перемещают из положения 1 в положение 2 и производят нагрев участка 14 наружной поверхности гильзы пучков лазерного излучения, перемещая и/или вращая гильзу или пучок аналогично тому, как это было указано для обработки с внутренней и наружной поверхности. После термической обработки с внутренней и наружной поверхностей гильзы удаляют поглощающее покрытие и производят окончательную механическую обработку. 3 ил.
Изобретение относится к технологическим процессам изготовления деталей машин и, в частности, к способам изготовления гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому является способ изготовления гильзы цилиндра ДВС, состоящий в том, что производят предварительную механическую и термическую обработку заготовки гильзы [1] Однако известный способ не обеспечивает высокой износостойкости пары «гильза-поршневое кольцо» вследствие того, что образующийся при реализации этого способа на внутренней поверхности гильзы «эпсилон-слой» обладает высокой твердостью и хрупкостью. Это приводит в процессе приработки указанной пары к выкрашиванию хрупких и твердых фаз и к повышенному износу деталей пары. Кроме того, этот способ не позволяет достигнуть высокой производительности при изготовлении гильзы в силу длительности процесса термообработки 2-4 ч.
Техническим результатом, на достижение которого направлен заявляемый способ, является повышение износостойкости пары «гильза-поршневое кольцо» вследствие того, что при реализации заявляемого способа на поверхности гильзы не образуется «эпсилон-слой» высокой твердости и хрупкости, а формируются путем лазерной обработки закалочные структуры мартенсита, тростита и остаточного аустенита, обеспечивающие получение высокой степени приработки указанной пары и износостойкости в процессе работы. Кроме того, поскольку процесс лазерной обработки гильзы длится всего 1-5 мин. существенно повышается производительность труда и уменьшается деформация гильзы вследствие незначительного количества подводимого тепла и малого времени воздействия.
Для достижения указанного технического результата в известном способе изготовления гильзы цилиндра ДВС, состоящем в том, что производят предварительную механическую и термическую обработку заготовки гильзы, последнюю производят путем нагрева для закалки участка ее нарузной поверхности на длине ее контакта с рубашкой охлаждения и участка ее внутренней поверхности на длине ее контакта с поршнем, причем перед нагревом указанных участков на каждый из них наносят поглощающее покрытие, высушивают указанное покрытие и охлаждают гильзу до температуры 20-30 o C, а нагрев производят пучком лазерного излучения, воздействующим на указанные участки гильзы при относительном поступательном и вращательном перемещении пучка и гильзы для образования на указанных участках гильзы спиральных зон нагрева, а затем удаляют с указанных участков гильзы поглощающее покрытие и производят их окончательную обработку.
На фиг.1 изображена схема термической обработки гильзы цилиндра ДВС.
На фиг.2 изображена схема расположения зон нагрева при одном направлении относительного вращения гильзы и пучка лазерного излучения.
На фиг. 3 изображена схема расположения зон нагрева при относительном вращении гильзы и пучка лазерного излучения во взаимно противоположных направлениях.
На фиг. 1 показаны: источник лазерного излучения 1, создающий пучок 2 лазерного излучения, зеркало 3 для поворота пучка 2 и направления его параллельно образующей гильзы 4, зеркало 5 для поворота пучка 2 и направления его перпендикулярно образующей гильзы 4. На фиг.2 показаны спиральные зоны нагрева 6 гильзы при вращении ее или пучка в одном направлении, показанном стрелкой 7 /фиг.1/, и одновременном перемещении гильзы или пучка в направлении, показанном стрелкой 8 /фиг.1/, или соответственно в направлениях, показанных стрелками 9 и 10. На фиг.3 показаны спиральные зоны нагрева 11 и 12 гильзы при вращении ее или пучка в направлении, показанном стрелкой 7, и одновременном перемещении в направлениях, показанных стрелками 8,10, или при вращении в направлении, показанном стрелкой 9, и перемещении в направлениях, показанных стрелками 8,10.
Для осуществления способа после предварительной механической обработки гильзы производят ее термическую обработку. Последнюю выполнят путем ее нагрева для закалки. Для этого пред нагревом гильзы на участок 13 ее внутренней поверхности длиной l1, соответствующий зоне контакта гильзы с поршнем, и на участок 14 ее наружной поверхности диной l2, соответствующий зоне контакта гильзы с рубашкой охлаждения, наносят поглощающее покрытие на основе окислов металлов. Это покрытие предназначено для увеличения коэффициента поглощения лазерного излучения поверхностью гильзы. Затем указанное покрытие высушивают путем подачи на него горячего воздуха и охлаждают гильзу до температуры 20-30 o C. После этого нагревают участок 13 гильзы. Для этого от источника 1 направляют пучок 2 лазерного излучения на зеркало 3, находящееся в положении I и отражающее этот пучок параллельно образующей гильзы 4 на зеркало 5, расположенное внутри гильзы и предназначенное для поворота пучка лазерного излучения и направления его на участок 13 перпендикулярно ему. При этом гильзу или пучок одновременно перемещают в направлениях, показанных стрелками 8,10, и вращают в направлениях, показанных стрелками 7,9, для получения необходимого расположения зон нагрева. После проведения термической обработки внутренней поверхности гильзы зеркала 3 и 5 перемещают из положения II в положение II и производят нагрев участка 14 наружной поверхности гильзы пучком лазерного излучения, перемещая и вращая гильзу или пучок аналогично тому, как было указано, для обработки ее внутренней поверхности. После термической обработки с внутренней и наружной поверхностей гильзы удаляют поглощающее покрытие и производят окончательную механическую обработку гильзы. Для получения оптимальных характеристик износостойкости при минимальных деформациях выбирают схему расположения спиральных зон нагрева /триботехнический рисунок/, регулируя степень заполнения поверхности гильзы зонами нагрева.
Пример конкретного выполнения способа.
Для осуществления способа изготовления гильзы цилиндров двигателя автомобиля КамАЗ осуществляют после предварительной механической обработки заготовки гильзы ее термическую обработку под закалку путем нагрева ее наружной поверхности на длине ее контакта с рубашкой охлаждения, составляющей 140 мм, и внутренней поверхности на длине, соответствующей зоне контакта гильзы с поршнем, составляющей 180 мм. Перед нагревом на указанные поверхности наносят поглощающее покрытие, высушивают это покрытие при температуре 90 o C и охлаждают гильзу до температуры 20-30 o C. Нагрев производят пучком лазерного излучения выходной мощностью 2 кВт. Гильзу перемещают со скоростью 1 м/с и вращают со скоростью 2 об/с После окончания термической обработки гильзы с ее наружной и внутренней поверхностей удаляют поглощающее покрытие и производят окончательную механическую обработку этих поверхностей.
Способ изготовления гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания, состоящий в том, что производят предварительную механическую и термическую обработку заготовки гильзы, отличающийся тем, что термическую обработку гильзы производят путем нагрева для закалки участка ее наружной поверхности на дне ее контакта с рубашкой охлаждения и участка ее внутренней поверхности на длине ее контакта с поршнем, причем перед нагревом указанных участков на каждый из них наносят поглощающее покрытие, высушивают указанное покрытие и охлаждают гильзу до температуры 20 30 o С, а нагрев производят пучком лазерного излучения, воздействующим на указанные участки гильзы при относительном поступательном и вращательном перемещении пучка и гильзы для образования на указанных участках гильзы спиральных зон нагрева, а затем удаляют с указанных участков гильзы поглощающее покрытие и производят их окончательную механическую обработку.
Загрузка...
