Reparatur des Zylinderkopfs des Motors K4M — Prüfung und Fehlerbewertung

Die Demontage und Zerlegung des Zylinderkopfs des Motors sind in den entsprechenden Artikeln behandelt.

Nach der Zerlegung des Zylinderkopfs müssen alle Teile des Kopfs gewaschen und von Verkokung gereinigt werden. Wir bereiten die Teile für die Sichtprüfung vor.

Prüfung des Zylinderkopfs

Messung der Höhe des Zylinderkopfs
Abb. 1. Messung der Höhe des Zylinderkopfs

Die Höhe h des Zylinderkopfs muss 137 mm betragen (Abbildung 1).

Prüfung der Ebenheit des Zylinderkopfs
Abb. 2. Prüfung der Ebenheit des Zylinderkopfs

Mit einem Lineal und einer Fühlerlehre prüfen wir die Ebenheit der Anlageflächen des Zylinderkopfs (Abbildung 2). Die maximal zulässige Unebenheit beträgt 0,05 mm. Ein Schleifen der Flächen ist nicht zulässig.

Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung des Zylinderkopfs
Abb. 3. Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung des Zylinderkopfs

Wir prüfen den Zylinderkopf (Fehlen von Rissen und durchgehender Korrosion) mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung (Abbildung 3).

Wir prüfen die Länge der Kopfschrauben. Die Länge der Schrauben ohne Kopf darf höchstens 117,7 mm betragen.

Wenn wir neue Schrauben einbauen, müssen sie vor dem Einbau nicht geschmiert werden; gebrauchte Schrauben müssen mit Motoröl geschmiert werden. Ein nachträgliches Nachziehen der Zylinderkopfschrauben ist weder erforderlich noch zulässig, andernfalls steigt die Wahrscheinlichkeit eines Schraubenbruchs beim Lösen stark an. Vor dem Anziehen der Schrauben entfernen Sie Schmutz und Öl, das in den Gewindebohrungen des Zylinderblocks verblieben ist.

Messung der Dicke der Dichtung
Abb. 4. Messung der Dicke der Zylinderkopfdichtung

Wir messen die Dicke der Dichtung (Abbildung 4). Die Dicke wird an der in Abbildung 4 durch den Pfeil angegebenen Stelle gemessen. Die Dicke einer neuen Dichtung muss 0,96±0,06 mm betragen; die Dicke einer zusammengedrückten Dichtung muss 0,90±0,02 mm betragen.

Hydrostößel und Kipphebel
Abb. 5. 1 — Rollenkipphebel des Ventils; 2 — Hydrostößel

Wir prüfen die Hydrostößel und Kipphebel.

Wir messen die Ventile gemäß Abbildung 6. Die Abmessungen der Ventile müssen den Angaben in der Tabelle entsprechen.

Messung der Ventile
Abb. 6. Messung der Ventile

Hauptabmessungen der Ventile

Bezeichnung Einlassventile Auslassventile
Schaftdurchmesser D1, mm5,470–5,485*5,456–5,471*
Kopfdurchmesser D2, mm32,70±0,1227,96±0,12
Ventillänge L, mm109,32107,64
Winkel der Arbeitsfase А45° 45′45°
Mindestdicke des zylindrischen Bundes des Ventiltellers T, mm1,151,27
Ventilhub, mm9,2218,075

* Der Durchmesser D1 des Ventilschafts wird in einem Abstand X1 gemessen: Einlassventile X1 = 75,14±0,35 mm; Auslassventile X1 = 77,5±0,35 mm.

Ventilführungsbuchsen

Lage der Ventilführungsbuchse
Abb. 7. Lage der Ventilführungsbuchse: А — Einlassventil; В — Auslassventil

Die Neigung der Führungsbuchse des Einlassventils beträgt 63°30′ (Abbildung 7). Die Neigung der Führungsbuchse des Auslassventils beträgt 66°. Die Höhe des vorstehenden Teils der Ventilführungsbuchse Н beträgt für Einlass- und Auslassventile 11±0,15 mm.

Ölabstreifkappen

Die Abnahme der Ölabstreifkappen erfolgt mit der Vorrichtung Mot1335. Die Montage der Ölabstreifkappen erfolgt mit der Vorrichtung Mot1511. Vor der Montage dürfen die Ölabstreifkappen nicht geschmiert werden. Montieren Sie die Ölabstreifkappen gemäß den Angaben in Abbildung 8.

Austausch der Ölabstreifkappe
Abb. 8. Austausch der Ölabstreifkappe: A — Montage der technologischen Spitze; B — Montage der Ölabstreifkappe; C — Entfernen der technologischen Spitze; D — Einpressen der Ölabstreifkappe an ihren Platz; E — Arbeitsstellung
  1. Setzen Sie das Ventil in den Zylinderkopf ein.
  2. Setzen Sie die Spitze der Vorrichtung Mot1511 auf den Ventilschaft (der Innendurchmesser der Spitze muss gleich dem Schaftdurchmesser sein) (siehe Abb. 8).
  3. Drücken Sie das Ventil an seinen Sitz.
  4. Setzen Sie die ungeschmierte Ölabstreifkappe auf die Spitze.
  5. Schieben Sie die Ölabstreifkappe vor, indem Sie sie durch die Spitze drücken.
  6. Nehmen Sie die Spitze ab.
  7. Setzen Sie den Dorn auf die Ölabstreifkappe. Der Innendurchmesser des Dorns muss mit dem Durchmesser des Ventilschafts übereinstimmen. Außerdem muss der untere Teil des Dorns teilweise an der Ölabstreifkappe über die Fläche anliegen, die der Scheibe der Ventilfeder als Auflage dient.
  8. Pressen Sie die Ölabstreifkappe vorsichtig auf, indem Sie mit der Handfläche auf den oberen Teil des Dorns klopfen, bis die Ölabstreifkappe den Zylinderkopf berührt (siehe E, Abb. 8).
  9. Wiederholen Sie die oben genannten Vorgänge für alle Ventile.

Prüfung der Ventilfedern

Arten des Verschleißes einer Ventilfeder
Abb. 9. Arten des Verschleißes einer Ventilfeder: А — normale Feder; В, С — Verformung der Federachse; Д — Formverlust der Feder

Bei Verformungen B und C ist der Betrieb der Feder zulässig, wenn die Abweichung von der Senkrechten nicht mehr als 1,2 mm beträgt; bei Formverlust (D) — die Feder ist zu ersetzen. Auch bei erhaltener Form der Feder müssen ihre mechanischen Eigenschaften (Höhe unter einer bestimmten Last) geprüft werden. Erst nach dieser Prüfung wird die Tauglichkeit der Feder für den weiteren Betrieb festgestellt (siehe Tabelle).

Parameter der Ventilfedern

Parameter Wert, mm
Höhe im freien Zustand41,30
Höhe der Feder im Betriebszustand23,20
Innendurchmesser18,80±0,20
Außendurchmesser27±0,2
DrahtquerschnittOval
Höhe / unter Last34,50 / 180–200 N; 24,50 / 563–617 N

Bei Vorhandensein einer neuen Feder können ihre Kennwerte mit denen der alten Federn verglichen werden. Setzen Sie nacheinander die neue und die alte Feder über Scheiben auf eine lange Schraube. Ziehen Sie die Schraubenmutter so an, dass sich die Höhe der neuen Feder um 10 mm verringert. Messen Sie die Höhe der alten Feder. Wenn sich die Höhe der alten Feder um 9 bis 11 mm (±10 %) verringert hat, kann sie noch dienen; wenn mehr — ersetzen Sie die alte Feder.

Prüfung des Ventilspiels in der Führungsbuchse

Die Prüfung des Spiels zwischen Schaft und Ventilführungsbuchse kann auf zwei Arten erfolgen.

Erste Methode

Prüfung des Spiels des Ventilschafts
Abb. 10. Prüfung des Spiels des Ventilschafts in der Führungsbuchse

Heben Sie den Ventilkopf um 25 mm an, messen Sie dann mit einem Messuhr die Verschiebung des Ventils in Pfeilrichtung (siehe Abb. 10) im Winkel von 90° zur Nockenwellenachse. Die Hälfte des ermittelten Werts ergibt das Spiel zwischen Schaft und Ventilführungsbuchse.

Zweite Methode

Messen Sie den Durchmesser des Ventilschafts und den Innendurchmesser der Führungsbuchse (siehe Abb. 11).

Prüfung des Spiels
Abb. 11. Prüfung des Spiels zwischen Schaft und Ventilführungsbuchse

Nennspiel, mm:

  • Einlassventile: 0,015—0,048;
  • Auslassventile: 0,029—0,062.

Prüfung der Nockenwellen

Messung der Nockenhöhe
Abb. 12. Messung der Nockenhöhe der Nockenwelle

Die Nockenhöhe Н (siehe Abb. 12) der Nockenwellen muss den Angaben in der Tabelle entsprechen.

Abmessungen der Nockenwellen

Parameter Wert, mm
Axialspiel der Nockenwellen (Einlass- und Auslassventile)0,080–0,178
Durchmesserspiel in den Lagern0,040–0,082
Anzahl der Lager6
Durchmesser der Nockenwellenzapfen: Zapfen Nr. 124,979–25,000
Durchmesser der Nockenwellenzapfen: Zapfen Nr. 2, 3, 4, 524,979–25,000
Durchmesser der Nockenwellenzapfen: Zapfen Nr. 627,979–28,061
Nockenhöhe Н: Einlassventile40,661±0,030
Nockenhöhe Н: Auslassventile40,038±0,030

Andernfalls — ersetzen Sie die Nockenwelle oder führen Sie eine Instandsetzung durch.

Prüfen Sie das Spiel der Nockenwellenzapfen in den Lagern des Zylinderkopfs, dazu:

  • Setzen Sie den Zylinderkopfdeckel auf, ziehen Sie seine Befestigungsschrauben mit dem vorgeschriebenen Drehmoment an.
Messung des Durchmessers der Bohrungen
Abb. 13. Messung des Durchmessers der Bohrungen der Nockenwellenlager
  • Messen Sie mit einem Innenmessgerät die Durchmesser aller Bohrungen in den Lagern der Nockenwelle (siehe Abb. 13); notieren Sie die Messergebnisse.

Hinweis. Die Messungen sind in der vertikalen Ebene des maximalen Verschleißes durchzuführen.

Messung des Durchmessers der Lagerzapfen
Abb. 14. Messung des Durchmessers der Lagerzapfen der Nockenwelle
  • Messen Sie mit einem Mikrometer die Durchmesser der Lagerzapfen der Nockenwelle (siehe Abb. 14). Die Messungen sind an jedem Zapfen in zwei zueinander senkrechten Ebenen durchzuführen. Als Basiswert nehmen Sie den kleinsten Wert am Zapfen.
  • Vergleichen Sie die Messergebnisse mit den Grenzwerten.
  • Berechnen Sie dann die Spiele an allen Zapfen und vergleichen Sie die erhaltenen Werte mit den Grenzwerten.

Nach den Ergebnissen:

  • ersetzen Sie die Nockenwelle, den Zylinderkopf oder beides.

Hinweis. Bei Verschleiß der Nockenwelle und des Zylinderkopfs ist eine Instandsetzung möglich (Auftragschweißen bzw. Spritzen mit anschließender Bearbeitung). Häufig ist der Preis einer solchen Reparatur deutlich niedriger als der Kauf neuer Teile.

  • Wenn die vorherigen Prüfungen keinen Austauschbedarf gezeigt haben, prüfen Sie das Axialspiel der Nockenwellen wie unten beschrieben und ersetzen Sie bei Bedarf die verschlissenen Teile.

Wenn die Teile neu sind, führen Sie die Prüfung trotzdem durch; sie ist nicht schwierig, aber wichtig für die Sicherheit der Ergebnisse der durchgeführten Reparatur.

  • Setzen Sie die Nockenwellen ein und stellen Sie die Richtigkeit ihrer Lage sicher.
  • Setzen Sie den Zylinderkopfdeckel auf.
Anzugsreihenfolge der Deckelschrauben
Abb. 15. Anzugsreihenfolge der Befestigungsschrauben des Zylinderkopfdeckels des Motors K4M: 1–24 — Befestigungsschrauben des Zylinderkopfdeckels
  • Ziehen Sie in der in Abb. 15 angegebenen Reihenfolge mit dem erforderlichen Drehmoment an:
    • Befestigungsschrauben des Zylinderkopfs 13, 20, 22, 23: 8 N·m;
    • Befestigungsschrauben des Zylinderkopfdeckels 1 bis 12, 14 bis 19 und 21 bis 24: 12 N·m.
  • Lösen Sie die Deckelschrauben 13, 20, 22, 23.
  • Ziehen Sie in der angegebenen Reihenfolge die Befestigungsschrauben des Zylinderkopfdeckels 13, 20, 22, 23 mit einem Drehmoment von 12 N·m an.
Montage der Vorrichtung Mot588
Abb. 16. Montage der Vorrichtung Mot588 am Zylinderkopf

Befestigen Sie den Magnetständer der Vorrichtung zur Axialspielprüfung Mot588 am Zylinderkopf; verwenden Sie dazu die Befestigungsplatte (3) der Vorrichtung Mot588, ziehen Sie sie mit den Schrauben (1) der Ölabscheiderbefestigung und mit Distanzhülsen (2) an, die folgende Abmessungen haben:

  • Außendurchmesser: 18 mm;
  • Durchmesser der Bohrung für die Schraube: 9 mm;
  • Höhe: 15 mm.
  • Prüfen Sie das Axialspiel der Nockenwelle, das im Bereich 0,080—0,178 mm liegen muss.
  • Nehmen Sie den Zylinderkopfdeckel und die Nockenwellen ab.