Диагностика и капитальный ремонт двигателя C14NZ на Опель Кадетт

Проект: "Белый Лис" - Реставрация Opel Kadett E

Я решил вынести описание этой работы в отдельную тему, т.к. хочу описать весь процесс как можно подробнее и с большим количеством иллюстраций.
Подготовку к снятию и сам процесс демонтажа двигателя с машины я здесь описывать не буду. Там нет ничего сложного, поэтому переходим сразу к делу…

РАЗБИРАЕМ ДВИГАТЕЛЬ:

Сняв клапанную крышку стало возможным уже немного оценить состояние двигателя.
Распредвал в хорошем состоянии. Двигатель довольно чистый. Видимо на качестве масла здесь не экономили — это хорошо!

Выставив ВМТ, снимаем кожух газораспределительного механизма и ремень привода ГРМ. Затем снимаем распределитель зажигания (если таковой имеется). Откручиваем болт шкива распределительного вала, при этом удерживаем распредвал от проворачивания гаечным ключом за соответствующий «квадрат» на валу. И за тем снимаем сам шкив.
!Ни в коем случае не пытайтесь удерживать распределительный вал за шкив используя ухо крепления кожуха ГРМ в качестве опоры. Одно из повреждений этого двигателя, которое будет описано позже, возможно было как раз таки последствием подобного действия!

Далее откручиваем болты крепления головки блока и снимаем ее. При этом нужно аккуратно разделить две части головки: верхнюю — корпус распредвала и нижнюю — собственно саму головку блока цилиндров.

На головке установлены клапаны, гидротолкатели и коромысла. Не переворачивайте и не наклоняйте головку. Коромысла достаточно легко снимаются и могут выпасть. Поэтому советую сразу пометить их, что бы не перепутать в ходе работы!

В нашем случае на корпусе распредвала были обнаружены странные следы отслаивающейся эпоксидки. После снятия и подробного осмотра оказалось, что во время предыдущего ремонта двигателя в автосервисе, механики умудрились каким-то образом отломить одно из креплений кожуха ГРМ вместе с куском самого картера распредвала….

Причиной могло стать два варианта: либо болт М6 кожуха ГРМ намертво закис и его пытались открутить огромным газовым ключом, либо в это ухо засунули отвертку пытаясь удержать шкив распредвала при откручивании его болта (о чём я уже писал немного выше). Как бы то ни было — «горе-механики» заботливо приклеили всё назад на эпоксидку. А сальник распределительного вала посадили на герметик. Собственно это так же бросилось в глаза еще при снятии шкива. Разумеется после снятия сальника вся конструкция вновь развалилась от легкого удара гаечным ключом… Т.е. по сути, в большей степени, тут всё держалось на герметике

После снятия головки блока с двигателя нас ждала еще одна проблема…
Несмотря на сравнительно небольшой пробег, цилиндры казались весьма изношены. Была заметна небольшая выработка рабочей зоны. Однако замеры показали, что износ в цилиндрах на гране допустимого, но на зеркале 1го и 4го цилиндров обнаружены серьезные дефекты. В первом цилиндре есть локальное повреждение стенки цилиндра и весьма глубокое (порядка 0,10-0,12мм), а в четвертом — имеется задир и характерная продольные царапины. Видимо это следствие обрыва ремня ГРМ с последующим загибанием клапанов произошедшее ранее на этом моторе. Так же по характерным следам удалось определить, что 1 и 4 поршень поменяны местами. Нарочно или по халатности предыдущих ремонтников — осталось загадкой…

Так же при снятии поршневых групп были обнаружены два лопнувших компрессионных кольца (в первом и третьем цилиндре). Возможно следствие перегрева… Однако странно, но они не повредили собой цилиндры. И еще интересный факт, что последний проводившийся замер компрессии перед снятием двигателя — не выявил явных проблем. Компрессия была равномерной и лишь слегка заниженной, что в принципе было нормально для машины с нерегулярной эксплуатацией…

Шатунные вкладыши оказались полностью изношены. Их потребуется заменить — Kolbenschmidt 87 409 600.
Однако износ равномерный, задиров нигде нет.

Далее снимаем масло-приёмник и масляный насос, после чего вынимаем коленчатый вал…

Коленчатый вал в хорошем состоянии. Шейки без царапин. Все размеры в норме!

Замер шеек показал, что коленчатый вал не требует дополнительной обработки, размеры, хоть и на минимальном переделе — но всё еще в норме! Речь тут идет даже не о сотых, а о тысячных долях миллиметров — именно такой допуск заявлен заводом-изготовителем.

Диаметр коренных шеек:
– двигатели 1,3, 1,4, и 1,6 (16 SV и C16 NZ)	54,972 – 54,985 мм
Диаметр шатунной шейки:
– двигатели 1,3, 1,4, и 1,6 (16 SV и C16 NZ)	42,971 – 42,987 мм

Именно по этим причинам я решил заказать новый комплект вкладышей коренных подшипников коленчатого вала — Kolbenschmidt 87 410 600, даже не смотря на их вполне хорошее состояние.

Замер самих цилиндров нутромером показал, что дефекты в во всех цилиндрах можно будет устранить при переходе на ремонтный размер +0,5мм., поэтому был заказан комплект ремонтных поршней под 78,1мм. (изначальный размер 77,6) — Yenmak 1819.050 (ремонтный размер +0.5мм).
Так же нам потребуется четыре комплекта поршневых колец ремонтного размера — Mahle Original 011 06 N1 (4 шт.)

Наконец демонтируем насос системы охлаждения и корпус маслоотделителя сапуна. Они особых проблем не доставили. Небольшая шлифовка, замена прокладок и можно будет ставить на место.
А вот поддон картера придется править или даже менять. Он принял на себя массу ударов от наших дорог…

По итогам разборки необходимо решить несколько вопросов. Очищаем блок и отправляем его на расточку цилиндров. В этом время проводим восстановительные работы с некоторыми узлами (включая картер распредвала). По факту возврата блока — начинаем постепенную сборку мотора…

РАСТОЧКА БЛОКА ЦИЛИНДРОВ:

Устанавливаем блок на станке…

Выставляем его в одну линию по первому и четвертому цилиндру…

Записываем координаты всех цилиндров и переходим к замеру новых поршней… Хочется отметить, что реальный размер поршней точно соответствовал их заявленному — 78,08 мм (по опыту, такое бывает не часто)

Настраиваем станок и начинаем «обдирку»…

Черновая обработка готова:

Замеряем остаток на чистовую обработку…

После черновой «обдирки» дефект первого цилиндра до конца не ушел и было принято решение сделать дополнительную обработку со смещением в бок на 0,05 мм. Это позволило исключить вероятность проявления дефекта после окончания расточки…

Далее делаем чистовой проход, после чего корректируем инструмент на нужный нам размер и завершаем обработку…

После чистовой обработки цилиндров:

Затем снимаем фаски…

И завершающий этап — хонингование:

Далее предстоит отмыть блок от стружки, очистить и продуть все каналы, и можно будет приступать к сборке этого двигателя. Промывать блок лучше всего чистым керосином, делая это под давлением, используя промывочный пистолет.

СБОРКА БЛОКА ЦИЛИНДРОВ:

После очистки блока первым делом устанавливаем на место коленчатый вал. Для этого сперва устанавливаем новые вкладыши коренных подшипников (#87 410 600). Смазав их моторным маслом укладываем коленвал в «постель».

Затем устанавливаем крышки коренных подшипников в следующем порядке и затягиваем их требуемым моментом. По одной информации это: 62 Нм, а по другой — стадия 1: 50 Нм + стадия 2: доворот на угол 45-60°

При установке 5-ой крышки подшипника, нужно иметь ввиду, что она так же является частью самого блока и имеет половину посадочной проточки под установку заднего сальника. По инструкции предполагается сперва устанавливать сальник и затем на него одевать крышку коренного подшипника. Но мне показалось это не лучшим вариантом, поэтому я сперва установил крышку коренного подшипника с использованием небольшого количества герметика для более надежного стыка сопрягаемых деталей (как это рекомендовано в инструкции), а уже потом запрессовал задний сальник коленвала (#90233236) на своё место. Нужно лишь соблюдать осторожность при его установке, что бы не повредить рабочую кромку… Разумеется детали предварительно хорошо смазать…

Затем готовим к установке масляный насос. Если Вы его разбирали, то рекомендую при сборке использовать фиксатор резьбы для лучшей фиксации винтов пластины…

Перед установкой насоса на место, заменяем в нём переднюю манжету коленчатого вала — #90233240. При установке так же соблюдаем особую осторожность. Желательно замотать переднюю часть коленвала (где установлена шпонка) тонким слоем изоленты или малярного скотча, что бы уберечь сальник от повреждений в момент установки.
Так же предварительно хорошо очищаем привалочную поверхность и устанавливаем новую прокладку. Я использовал металлическую прокладку — Elring 447.792

Затягиваем болты крепления масляного насоса (М6) — равномерно, используя динамометрический ключ! Усилие: 6 Нм.

Хочу отметить, что изначально под масляным насосом стояла прокладка из плотного зелёного картона, но новая прокладка пришла из металла. Сперва я усомнился в ее качестве, но отзывы в интернете убеждали в обратном. К тому же, вроде как все прокладки более поздних годов выпуска заменяли подобными.

Теперь устанавливаем маслозаборник… Это можно сделать после установки поршней, что бы маслоприемник не мешал закручивать болты крышек шатунов, но я решил установить сразу, что бы закончить работы по системе смазки. При установке не забываем заменить уплотнительное резиновое кольцо трубки маслозаборника — #90190637

Так же сразу можно установить бачок маслоотделителя для вентиляции картерных газов. Под ним так же устанавливаем новую прокладку — #90 572 062

Далее готовим поршневые группы.
В нашем случае для установки новых поршней в блок цилиндров сперва нужно было установить их на имеющиеся шатуны. Что бы вынуть поршневой палец из старого поршня, точнее из шатуна (т.к. здесь применяется «плавающий» поршень) нужно выпрессовать его. Делать это нужно очень аккуратно, что бы не повредить сам шатун. Учитывая, что старые поршни мне были уже не нужны, т.к. имели некоторые дефекты, я выпрессовывал «пальцы» обычной шпилькой…

При установке новых поршней обратите внимание на правильное их расположение. На шатуне есть метка (соответствующий прилив) она обращается к маховику. На поршне, в свою очередь, имеется квадратная площадка направленная в ту же сторону…

Однако на новых поршнях вместо квадратной площадки была просто небольшая метка, а на днище поршня имеется стрелка указывающая на перед двигателя.

Для правильной установки поршневых пальцев необходимо воспользоваться специальным приспособлением — оправкой. Ее можно изготовить самостоятельно. Нужно лишь точно рассчитать положение. Сделать это можно по следующей формуле: А = (D — B — C + E) / 2
где:
D — диаметр поршня в месте касания опорной шайбы (некоторые ошибочно берут диаметр цилиндра, но это не правильно)
B — длина поршневого пальца
C — наименьшее расстояние между бобышками внутри поршня в месте касания шатуна
E — ширина верней головки шатуна

В нашем случае расчет был таким: (77,5 — 54,9 — 22,3 + 18) / 2 = 9,15мм.

Саму оправку можно сделать так: взять шпильку и приварить к ней ручку с упорной шайбой. Шайба упирается в поршень при установке. Палец закрепляется на шпильке, необходимый зазор до пальца задается шайбами. Что бы выставить «палец» по центру шатуна мне нужно было отступить от края поршня во время установки — 9.15 мм.

Процесс проходит на «горячую» и есть всего 1-2 секунды на то, что бы установить «палец» в шатун. После этого он почти мгновенно забирает тепло от шатуна, при этом нагреваясь сам и его клинит на месте. Вынуть его уже не получится. Только выпрессовать, но после этого «палец» уже становится не пригоден для повторного использования!

После всех приготовлений, кладем шатун в духовку. Его нужно нагреть до 280*C (вообще допускается от 280 до 320)

Если такой возможности нет, например многие духовки нагреваются только до 250 град., можно сделать как следующим образом: после нагрева до 250 градусов я вынимал шатун, быстро устанавливал в тиски и еще немного нагревал головку шатуна газовой горелкой. При этом Вы достигаете нужной температуры, но не создаете сильного перепада температур на детали…

После того как вы уверены шатун достаточно нагрет — быстро одеваем поршень и вставляем поршневой палец на место используя оправку о которой мы говорили выше. Процесс установки «пальца» должен проходить быстро и без промедлений. «Палец» почти сразу фиксируется в шатуне.

Через пару минут можно снимать оправку и поршень готов.

После снятия оправки даем время, что бы остыть….

Собрав все поршневые группы можно приступать к их установке в блок…
Заранее были приобретены комплекты поршневых колец Mahle Original 011 06 N1 (в количестве 4 шт.), а так же комплект шатунных вкладышей Kolbenschmidt 87 409 600.

Перед установкой колец на поршни проверяем их зазоры непосредственно в наших цилиндрах. При необходимости подгоняем надфилем или наждачкой.
Необходимый зазор в замке компрессионных колец составляет: 0,3 — 0,5 мм, а маслосъёмных (верхнего и нижнего): 0,4 — 1,4 мм.

При установке колец сначала одеваем детали маслосъёмного кольца, расположив их замки таким образом, что бы замок центральной пружины маслосъёмного кольца смотрел в сторону поршневого пальца, а замки скребков были от него на 2-2,5 см. влево и вправо соответственно. Компрессионные кольца располагаем так, что бы их замки были развернуты на 180°относительно друг друга.

Устанавливаем поршни в блок используя специальную оправку…

Прикручиваем крышки шатунных подшипников с усилием 28Нм (для болтов с резьбовой частью 15мм). При сборке не забываем обильно смазывать детали чистым моторным маслом.

Завершив сборку ЦПГ — устанавливаем на место масляный поддон.
Используем новую прокладку немного смазав ее герметиком. Наносим очень тонкий слой! Так же необходимо дополнительно наложить немного герметика в местах стыка блока цилиндров с лобовиной  (масляным насосом) и с крышкой заднего коренного подшипника. Момент затяжки болтов крепления масляного поддона (картера) — 5Нм.

ГОЛОВКА БЛОКА ЦИЛИНДРОВ:

Добравшись до головки блока цилиндров, перед началом разборки, заливаем керосин в камеры сгорания, дабы проверить их герметичность…

В нашем случае тест показал, что во втором цилиндре имеются какие то проблемы. В остальных же было всё хорошо…

Хочу еще раз отметить, что замена маслосъемных колпачков планировалась изначально. Так же необходимость этого подтверждалось соответствующим нагаром на ножках клапанов.
После рассухаривания и детального осмотра клапанов было замечено повреждение их ножек. Глубокие царапины как раз в рабочей зоне колпачков. Видимо это и служило причиной проникания масла сквозь них. К слову, сами колпачки не были «задубевшими». Хотя это и не показатель конечно, но всё же…
Самое интересное, что данные царапины были явно не следствием износа двигателя, а скорее нанесены при его сборке. Царапины напоминали следы какого то удерживающего устройства или дрели, при помощи которых видимо притирали клапана при прошлом ремонте. И делали это явно не профессионально и я бы даже сказал — весьма грубо… Как итог — клапана на замену!

После очистки ГБЦ, стало возможным более детально оценить её состояние. В целом всё было не так плохо. Зазоры в направляющих втулках клапанов — в норме. Состояние сёдел вполне хорошее. Следов прогорания нигде нет. Однако во втором цилиндре (в котором ранее тест с керосином показал негерметичность камеры сгорания) пятно контакта клапана с седлом было не идеальным, но эту проблему можно постараться исправить более глубокой притиркой клапанов.

В сложившейся ситуации были приобретены новые клапана фирмы Intervalves 2654.032 (впускные) и 2655.236 (выпускные)

Лично я предпочитаю притирать клапана вручную. Так лучше чувствуешь процесс. Так что — берёмся за дело…

Во время притирки особое внимание уделил второму («проблемному») цилиндру. Притирка заняла гораздо больше времени, но я считаю это лучше чем замена седла… В итоге за четыре-пять заходов мне удалось вывести пятно контакта в нормальное состояние.
На этом этапе все седла выглядят отлично так что можно приступать к сборке.

Очистив головку и клапана от притирочной пасты — начинаем сборку. Смазываем ножки клапанов маслом и вставляем их на место. Далее устанавливаем опорную тарелку пружины клапана, затем аккуратно надеваем и устанавливаем маслосъёмный колпачок (#90215296)…

Ставим на место пружину клапана и ее верхнюю тарелку. Сжимаем пружину «рассухаривателем» уперев клапан в небольшой деревянный брусочек с другой стороны — устанавливаем сухари на место…
Тут как бы в целом процесс сборки стандартный и абсолютно идентичен аналогичным головкам. Для крепления «рассухаривателя» используем подходящую шпильку М8 установленную через шайбы в крепежном отверстии головки (на фото — указана стрелками).

Проделываем эту процедуру со всему клапанами и считай головка готова…

Вкручиваем на место все шпильки. Часть из которых (включая все шпильки выпускного коллектора) мы заменили на новые.
Так же сразу можно установить на своё место термостат и его патрубок. На этом нижняя часть ГБЦ будет готова к установке на двигатель…

После сборки ГБЦ вновь проводим проверку «керосином» на герметичность. Убедившись, что всё в порядке переходим на верхнюю часть головки…

Как уже говорилось в начале статьи: картер распредвала был поврежден (часть корпуса была отломана), поэтому потребовалось восстановление. Пришлось заваривать корпус аргонной сваркой, после чего фрезеровать посадочное место под сальник. При этом были предприняты все необходимые меры, что бы не нарушить соосность шеек распредвала. Благо с работой справились хорошо и никаких дополнительных проблем не возникло. При установке сальника, для надежности, на внешнюю часть манжеты нанесли тонкий слой герметика.
Очистив и продув все масляные каналы, смазываем шейки и устанавливаем распредвал в корпус…

На очищенную и обезжиренную поверхность блока цилиндров укладываем новую прокладку ГБЦ (#90350024) соответствующей меткой вверх…

Так же обезжирив прилегающие плоскости головки, устанавливаем её нижнюю часть на блок (пока просто кладём)…

Наносим высокотемпературный герметик по контуру стыка верхней и нижней части ГБЦ. Аккуратно и не толстым слоем!
Сверху устанавливаем корпус распредвала и затягиваем болты ГБЦ заданным моментом в четыре стадии. Тем самым стягивая всю эту конструкцию.
При сборке необходимо заранее выставить положение ВМТ первого цилиндра на коленвале и аналогичное на распредвале, что бы не повредить клапана при установке головки и последующем стягивании!

Моменты затяжки ГБЦ (C14NZ) :

• стадия 1 — 25 Нм
• стадия 2 — Довернуть на угол 60°
• стадия 3 — Довернуть на угол 60°
• стадия 4 — Довернуть на угол 30°
• прогреть двигатель до рабочей температуры — Довернуть на угол 30°

Как видите, еще одна стадия проходит уже после запуска и прогрева двигателя, так что пока остановимся на этом…

Устанавливаем новые прокладки коллекторов (#90323399 и #90409642) и сами коллекторы впуска и выпуска на свои места.
Разумеется все детали предварительно были очищены и подготовлены…

ПРИВОД ГРМ:

Приступаем к установке привода газораспределительного механизма.
Устанавливаем пластиковый кожух ремня ГРМ и закрепляем его четырьмя болтами.

Далее устанавливаем на место шкив распределительного вала. Затягиваем болт шкива заданным моментом — 45 Н/м., удерживая при этом распредвал за специальным прилив под верхней клапанной крышкой. После этого крышку можно уже окончательно закрывать и прикручивать, предварительно установив по неё новую прокладку.

Затем, если этого еще не сделали, устанавливаем шестерню коленчатого вала, в нашем случае пришлось ее заменить (GM 90122678), т.к. старая оказалась весьма изношенной, и обводной ролик с механизмом натяжения. Далее проверяем, что метка на шкиве распредвала совпадает с соответствующей меткой на кожухе так же, как и метка шестерни коленчатого вала совпадает с своей меткой (внизу кожуха). Убедившись, что все метки совпадают и механизм находиться в положении ВМТ первого цилиндра — надеваем ремень…

Белыми стрелками, на фотографии, указаны метки на шкиве распределительного вала и пластиковом кожухе ГРМ для правильной установки ВМТ.

Более подробную информацию по установке ремня ГРМ Вы найдете в статье:
Замена ГРМ на двигателе C14NZ

На этом капитальный ремонт двигателя окончен!
Всем удачного запуска 😉

©2018, Артур Тевс (при копировании информации — ссылка на сайт autoclub.tomsk.ru обязательна! )