Ремонт резьбы

Разнообразие материалов и методов

Часто при ремонте двигателя механику приходится «сражаться» с непокорным крепежом – когда гайка или болт не «желают» отворачиваться. И если с непокорной гайкой справится несложно, то восстановление поврежденной резьбы в отверстии – не всегда простая задача.

Тем не менее, подобные резьбы тоже ремонтируются. Самый простой случай – когда в резьбовом отверстии слегка замята пара ниток резьбы. Тут можно прогнать резьбу метчиком, который восстанавливает резьбу, почти не снимая металла. Если же резьба повреждена сильно (сорвана), то ее обычно ремонтируют с помощью резьбовой вставки, иначе называемой футоркой. Резьбовые вставки бывают самыми разными, но всегда имеют внутреннюю резьбу (с диаметром и шагом оригинальной резьбы), а снаружи – другую резьбу, которая может быть стандартизованного размера и профиля, либо – специальной, характерной только для данной футорки. Обычно подобные футорки изготавливают специализированные компании, но в некоторых случаях их можно сделать и самостоятельно, на токарном станке.

Установка подобной вставки требует рассверливания отверстия до увеличенного диаметра, нарезки новой резьбы, которая нужна для внешней резьбы футорки, и ее последующей установки.

В ассортименте многих поставщиков есть множество вариантов подобных ремонтных вставок. Однако наибольшее распространение получили так называемые «пружинки» - то есть, напоминающие маленькие спиральные пружины. Обычно их изготавливают из «граненой» стальной проволоки, свернутой в спираль и образующей резьбу требуемого профиля и шага. Причем можно приобрести и комплекты, в которых есть все необходимое для установки «пружинок» (сверла, метчики и оправки), и сами «пружинки» по отдельности. В комплекте обычно есть еще и инструкция, где сказано, какого диаметра отверстие нужно засверлить – для установки вставки нужного размера.

В принципе, установка «пружинки» происходит следующим образом: засверлите поврежденное отверстие до подходящего размера, нарежьте резьбу в этом отверстии с помощью специального метчика из комплекта, а затем вверните «пружинку», которая имеет небольшой хвостовик в нижней части, «цепляющийся» за оправку. Когда вставка будет завернута в отверстие, обратите внимание на ее заглубление: верх «пружинки» должен быть на 1-2 витка резьбы ниже плоскости детали. После установки на нужную глубину, хвостовик на «пружинке» нужно удалить. Для этого он снабжен специальной насечкой. Один быстрый удар зубилом по хвостовику легко ломает его. Также для этой цели можно использовать «длинноносые» плоскогубцы, сворачивая хвостовик по насечке. Если отверстие сквозное и деталь демонтирована с двигателя, отломленный хвостовик выпадет наружу. Если же ремонтируемая деталь под капотом, то вам нужно действовать аккуратно, что хвостовик не попал внутрь двигателя и т. д. В этом случае лучше всего использовать «длинноносые» плоскогубцы или лучше ручные тиски с узкими губками, чтобы надежно удержать хвостовик.

Подобная «пружинка» из нержавеющей стали, в случае с алюминиевой ремонтируемой деталью, делает внутреннюю резьбу гораздо прочнее, чем исходная. А благодаря специальному профилю наружной резьбы, она плотно и без зазоров стыкуется с материалом детали. Иными словами, ее невозможно ослабить и вынуть.

Другой вариант резьбовых вставок – втулки-футорки из нержавеющей или обычной стали, которые фиксируются на посадочном месте стопорными штифтами. Они, эти штифты, предотвращают ослабление или проворачивание футорок. Футорки могут быть любого размера, как дюймового, так и метрического.

Лучший способ «отремонтировать» поврежденный болт или шпильку – это просто заменить его. Если же вам нужно отремонтировать наружную резьбу (на шпильке или болте), то решением будет плашка нужного размера. Единственная причина попытаться отремонтировать болт – это если у вас нет доступной замены (например, вы находитесь далеко от мастерской или магазина), или если болт уникален, и непросто найти точную замену. Если шпилька повреждена, опять-таки лучший выход – заменить ее, если время и расходы не диктуют вам необходимость ремонта резьбы.

Необычный ремонт резьбы, который также «исправляет» трещины

Отверстия под болты крепления головки блока цилиндров и крышек коренных подшипников с трещинами, до недавних пор считались неремонтируемыми. Даже если мы убежденные сторонники того, что отремонтировать можно все, что угодно, если на это есть достаточно времени, творчества и денег, то мы все же должны считаться с тем фактом, что иной ремонт просто не стоит времени, забот и расходов.

В этом смысле, изобретательные ребята из компании LOCK-N-STITCH разработали ремонтную футорку, которая устраняет не только повреждения резьб, но и трещины в отверстиях под болты. Главная особенность подобной футорки в том, что она способна «стянуть» разделенные трещиной стенки резьбового отверстия, создавая достаточно прочное соединение даже при затягивании болтов с большим моментом, как скажем при установке головки блока или крышек коренных подшипников.

Стенка отверстия под болт трескается обычно из-за перетягивания болта, так как в этом случае радиальное усилие, как результат действующего крутящего момента, превосходит предел прочности материала детали.

По словам Гарри Рида из LOCK-N-STITCH: «Это действительно большая проблема, так что все производители двигателей вынуждены принимать специальные конструктивные меры, чтобы предотвратить образование трещин. Это врожденный недостаток болтов со стандартной резьбой, который с самого первого дня отравляет индустрию крепления». Самым привычным решением для профилактики трещин является достаточное заглубление резьбы. Другие меры включают в себя местные утолщения вокруг отверстий под болты и расположение отверстий, на достаточном удалении от краев и между собой.

Так как в новых двигателях для головок цилиндров и блоков все чаще используются алюминиевые сплавы, то и количество резьбовых отверстий с сорванной резьбой или треснувших велико как никогда. Например, в алюминиевых ГБЦ отверстие под свечу зажигания с сорванной резьбой - обычное дело.

Хотя использование «пружинок» из нержавеющей стали делает подобный ремонт простым и удобным, проблема использования спиралей из нержавеющей стали и стальных тонкостенных футорок для отверстий свечи зажигания в алюминиевых головках, - говорит Рид, - состоит в том, что они очень плохо отбирают тепло от свечей зажигания, и свечи могут перегреться. «Пружинки» действуют как тепловая плотина, ограничивая передачу тепла, так как нержавейка проводит тепло очень медленно. Ведь стальные футорки не могут расширяться так же быстро, как и алюминий, тем самым нарушается и плотность посадки и теплоперенос. Резьбовые футорки, системы Spiralhook, для ремонта отверстий свечей зажигания в алюминиевых головках сделаны из анодированного алюминия, что дает равномерную теплопередачу даже в головках с воздушным охлаждением. Кроме того, эти новые футорки нельзя вывернуть из-за стопорного штифта, установленного через фланец футорки».

Проблемы, связанные с установкой прежних цельных футорок состоит в том, что при их установке приходится снимать много металла вокруг отверстия, ослабляя отливку. Это может даже привести к образованию трещины в теле детали. «Футорки Spiralhook, - говорит Рид, - решают большинство проблем. Внешняя резьба такой футорки «стягивает» окружающий металл к резьбе. Чем больше крутящий момент при затягивании болта, тем больше сила «стягивания».

Вот, к примеру, описание ремонта трещины на блоке цилиндров двигателя «Chevrolet 427» 1967 года. Трещина, которая началась в отверстии под болт ГБЦ и затем распространилась по цилиндру примерно на 16 мм. Трещину в блоке сначала заштифтовали снизу вверх, до привалочной поверхности, таким образом, что последний штифт «пересекся» с ремонтной футоркой. Затем отверстие под болт рассверлили, зацековали и нарезали в нем резьбу для футорки серии F1. Затем отверстие смазали небольшим количеством резьбового герметика и ввернули на место футорку, крутящим моментом на 10% превышающим момент головочного болта, требуемого спецификацией. После установки футорки зафиксировали ее стопорным штифтом (для надежности). Затем, верхний край футорки и штифта зачистили и отшлифовали. Стоит отметить, что при подобном ремонте не рекомендуется устанавливать в цилиндр гильзы.

При ремонте трещины в отверстии под болт крепления крышки коренного подшипника нужно только рассверлить его, нарезать резьбу и установить футорку серии F3. Отверстие будет лучше прежнего, чем больше усилие затяжки болта, тем плотнее «сжимается» трещина.

Поврежденную резьбу в посадочном месте по стакан форсунки тяжелого дизеля также можно отремонтировать с помощью подобных футорок, даже если трещина вышла наружу. По словам Рида, просто заштифтуйте трещину и установите футорку Full-Torque. В производственной гамме компании LOCK-N-STITCH есть футорки для ремонта резьб стаканов форсунок Caterpillar, Detroit Diesel и многих других коммерческих двигателей.

Есть четыре различных варианта футорок типоразмерного ряда Full-Torque:

• F1 – для ремонта отверстий под свечи зажигания, отверстий под стаканы форсунок и под болты ГБЦ.
• F2 – футорка в глухое отверстие, с получением сухого, герметичного отверстия. Например, для кронштейна крепления двигателя, масляного поддона и некоторых отверстий под болты ГБЦ.
• F3 – футорка в глухое отверстие, предназначенная для ремонта отверстий под болты дизельных головок блока и крышек коренных подшипников.
• F4 – универсальная футорка, для любых сильно поврежденных резьбовых отверстий.

Ремонт резьбы под свечу зажигания

Если вы до сих пор не сталкивались с такой проблемой, вполне вероятно, что вы столкнетесь с ней в ближайшем будущем. Во многих современных двигателях резьба под свечу в алюминиевой головке блока слишком «слабая». К примеру, в головке блока Ford 4.6 L, просто потому, что некоторые «конструкторы-гении» сделали в этом отверстии всего лишь три или четыре нитки резьбы. Или, возьмите двигатель 2.4 L DOHC, автомобиля Chrysler PT Cruiser. Даже несмотря на то, что резьба под свечу зажигания тут длиной примерно в 25 мм. Свеча в 1-м цилиндре без предупреждения отказывала, а вместе с ней и резьба «кончалась».

Возможные варианты ремонта: заменить головку блока на новую, снять головку и отремонтировать резьбу (это влечет за собой мороку с ремнем ГРМ, креплением двигателя, выпускным коллектором, патрубками охлаждения и т. д.) или сделать ремонт не разбирая двигателя.

Если время поджимает или денег у клиента немного, то остается последний вариант. Основная проблема состоит в том, что в этом двигателе резьба под свечу находится на дне глубокого свечного колодца. Поэтому выбор возможных футорок для подобного ремонта невелик. Один из самых подходящих комплектов – P/N FT-514LTK, компании LOCK-N-STITCH, позволяет отремонтировать резьбу под свечу зажигания либо со снятой головкой, либо с прямо на двигателе. Кроме того, футорки в этом комплекте – тонкостенные, из анодированного алюминия, а еще здесь верхний виток внешней резьбы Full-Torque имеет специальный профиль, что гарантирует надежность крепления футорки.

Сам ремонт очень прост. Единственная проблема – обеспечить доступ к свечному колодцу. Для этого приходится снимать впускной коллектор, корпус дросселя, блок катушек зажигания и клапанную крышку. Кстати, снимать и ставить эти детали обратно дольше, чем восстановить резьбу.

Комплект P/N FT-514LTK включает в себя все, что нужно. В том числе длинную (230 мм) развертку, специальный метчик, центрирующую втулку для развертки, резец для посадочного места под футорку, оправку для футорки, сверло диаметром 1,6 мм и направляющую втулку для сверла, несколько стопорных штифтов, а также пузырьки со смазкой для метчика и с резьбовым герметиком. Футорки можно купить по отдельности, в зависимости от того, какой нужен размер резьбы и длина. В случае с PT Cruiser футорка имела внутреннюю резьбу М14х1.25 и габаритную длину 25 мм.

После снятия клапанной крышки, надо провернуть коленвал, так чтобы поршень не опустится ниже ВМТ (чтобы развертка не коснулась днища поршня). Опустив поршень вниз, вставьте в свечное отверстие алюминиевый пруток диаметром около 10 мм, до контакта с днищем поршня и сделайте на нем отметку вровень с началом отверстия под свечу. А затем отметьте то же расстояние на хвостовике развертки (чтобы убедиться, что не попадете в поршень).

Затем надо нанести слой смазки на канавки развертки (чтобы стружка не попала в цилиндр). Центрирующая втулка, из комплекта, на хвостовике развертки удержит развертку строго по оси отверстия, а конец развертки диаметром 12,5 мм войдет в существующее отверстие свечи зажигания. Поврежденная резьба удаляется с помощью резца развертки, диаметром 16,25 мм.

Небольшая фаска, которая имеется в верхней части отверстия под свечи зажигания, не дает возможности подобраться туда с футоркой, установленной на оправку. Поэтому фаску надо срезать, с помощью специального резца, входящего в комплект, установив его на оправку.

После обработки стоит пропылесосить отверстие, с помощью насадки из полудюймового резинового шланга диаметром. Это позволит удалить всю пыль и алюминиевую стружку с днища поршня (то есть – из цилиндра).

Затем в отверстии надо нарезать резьбу с помощью метчика из комплекта. Метчик надо смазать маслом из комплекта. А для его вращения хорошо подойдет удлинитель и трещотка на 3/8” дюйма из комплекта инструмента. После нарезания резьбы надо еще раз пропылесосить отверстие.

После покрытия тонким слоем противозадирной пасты внешней резьбы оправки для установки футорки, сама футорка наворачивается на оправку. Затем, на внешнюю резьбу футорки наносится несколько капель резьбового герметика из набора. Потом футорка заворачивается в отверстие с новой резьбой и затягивается крутящим моментом 3,7 кгм. После установки футорки, надо вставить тонкую направляющую втулку в отверстие в оправке.

Эта втулка не даст сломаться тонкому сверлу, которым надо сделать отверстие диаметром 1,6 мм, как с краю футорки, так и в самой головке. После сверления надо продуть место обработки сжатым воздухом или снова пропылесосить, чтобы убрать стружку.

Вынув сверло, надо оставить направляющую втулку на месте, следует нанести три капли герметика прямо во втулку и опустить в нее стопорный штифт. Потом, с помощью подходящей тонкой выколотки надо полностью осадить штифт на место. Примечание: герметик имеет хорошую тепловодность и полностью затвердеет, когда разогреется до рабочей температуры, но он все равно быстро твердеет, поэтому, если штифт вставлен полностью, выньте направляющую втулку и очистите ее растворителем. Теперь можно убрать оправку, с помощью которой была ввернута футорка.

Резьбу новой свечи, перед установкой, стоит смазать тонким противозадирной пасты. Да и остальные три свечи тоже надо заменить.

Вот и все. Вся процедура занимает примерно полтора часа, причем примерно час уходит на снятие и повторную установку клапанной крышки, коллектора и прочего.

Комплект P/N FT-514LTK – отличная вещь для срочного ремонта резьбы под свечи зажигания. И хотя расточка отверстия и нарезание резьбы в головке, установленной на двигателе, может показаться на первый взгляд рискованной, но с малой толикой здравого смысла такой ремонт проходит успешно. Конечно, лучшим решением было бы снять головку, отремонтировать резьбу на станке, вычистить головку и установить заново. Но, когда ограничены и бюджет, и время, такой ремонт – то, что доктор прописал.

Важно еще отметить, что это надежный ремонт, а не дешевое латание дыр. На деле, футорка гарантирует превосходную установку свечи, сравнимую с оригинальным исполнением.