С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Алюминиевый блок цилиндров

Алюминиевый блок цилиндров


Алюминиевые блоки цилиндров

Алюминий с многообразием его сплавов - типичный лёгкий конструкционный материал, представляющий собой для многих деталей подлинную альтернативу железным материалам. При лишь трети удельного веса соответствующие алюминиевые сплавы достигают хороших прочностных показателей, так что при применении отливок из алюминия получается близкая к нужной прочность и существенное снижение веса. Дальнейшие преимущества - высокое качество поверхности с разнообразными возможностями её обработки, коррозионная устойчивость и высокая достижимая точность размеров при превосходной обрабатываемости со снятием стружки. В конечном счёте хорошие возможности замкнутого цикла способствуют экономичности изготовления.

Особенно у транспортных средств вес имеет большое влияние на расход горючего. Больше веса означает дополнительно разгоняемую массу, а также большее сопротивление качению и на подъёмах. Таким образом, Бестранспортного средства имеет первостепенное значение при почти всех состояниях езды с потреблением горючего. Кроме того, большее потребление горючего означает больший выброс вредных веществ. На фоне того, что ресурсов становится всё меньше, а цены на горючее растут, снижение веса транспортных средств становится всё важнее.

Для конструкторов двигателей было всегда особой проблемой, наряду с головками блока цилиндров и поршнями, также и блок цилиндров изготавливать из алюминия, как наиболее тяжёлую часть транспортного средства.

Здесь, при переходе от серого чугуна к алюминию, возможно снижение веса на 40-50%. Наряду со снижением веса, благодаря в три раза более высокому коэффициенту теплопроводности алюминия по сравнению с серым чугуном, намного проще управлять количеством тепла. Двигатель нагревается быстрее и равномернее. Поэтому экономия по весу не ограничивается только весом двигателя. Благодаря лучшей теплопроводности и излучению тепла блока цилиндров количество воды для охлаждения может быть также уменьшено.

Изображение 1 Аллюминивые блоки или из серого чугуна?

Алюминиевый блок цилиндров также для дизельных двигателей?

До середины 1990-х годов у дизельных двигателей едва был заметен отход от блока из серого чугуна, хотя больший из-за их принципа действия вес двигателя даёт здесь ещё большие преимущества, чем у бензинового двигателя. Значительно более высокие технические требования к блоку цилиндров, казалось, едва ли допускают отход от оправдавшего себя материала - серого чугуна. К тому же примеры применения, при которых дизельный двигатель мог быть лёгкой конструкцией, были, скорее, редкими. В течение всего нескольких лет произошла удивительная перемена. С момента начала серийного производства в начале 1990-х годов дизельный двигатель для легковых автомобилей с прямым впрыском и применением выхлопных газов для питания турбины пережил громадный подъём. Причина этого - достигнутая за это время высокая динамика езды при небольшом потреблении горючего. Дизельный двигатель с прямым впрыском изменился, таким образом из периферийного явления в современный привод для легковых автомобилей.

С распространением дизельного двигателя растёт также необходимость применить критерии лёгких конструкций, давно уже действующие для двигателей внутреннего сгорания. Поэтому дизельные двигатели с прямым впрыском для легковых автомобилей также оснащаются всё шире блоками цилиндров из алюминия

Применение алюминия в дизельных двигателях преставляет собой вначале определённые трудности. На основе определённых критериев (более высокие рабочие давления, более высокие механические и термические нагрузки) необходимы более или менее специфические решения проблем. Там, где алюминий не имеет, по сравнению с обычно применяемым серым чугуном никаких оптимальных свойств, это может компенсироваться конструктивными вариантами. С другой стороны, алюминиевый блок цилиндров имеет следующие преимущества: наряду с малым удельным весом, также высокий удельный модуль упругости и очень хорошую теплопроводность, одновременно обеспечивающую значительную разгрузку термически сильно нагруженных зон блока цилиндров.

;

Конструкция блока цилиндров — DRIVE2

Конструкция блока цилиндров

Блок цилиндров большинства двигателей отливается из серого легированного чугуна и далее подвергается механической обработке. В таком случае рабочей поверхностью зеркала цилиндра является чугун отливки. Отверстие цилиндра растачивается под установленный размер, а после окончательной механической обработки поверхность стенок имеет микроструктуру, позволяющую удерживать необходимое количество масла. Чугун, особенно легированный, обладает необходимой прочностью и низким коэффициентом трения в паре материалов «чугун – чугун» или «сталь – чугун», из которых изготавливаются поршневые кольца, и в паре материалов «алюминий – чугун» из которого изготавливаются поршни. При этом чугунные стенки цилиндров обладают высокой износостойкостью. Но иногда даже в чугунные блоки цилиндров, для увеличения износостойкости запрессовываются тонкостенные сухие гильзы из более износостойкого легированного чугуна. Недостатком чугуна при производстве блока цилиндров является его большой удельный вес. Для улучшения динамики автомобиля конструкторы всеми силами стараются уменьшить вес всех компонентов автомобиля, включая двигатель. Поэтому блок цилиндров двигателя многих современных автомобилей отливается из алюминиевого сплава. Алюминий, кроме малого веса не имеет никаких преимуществ перед чугуном, но при этом появляются новые трудности. Алюминиевые сплавы гораздо мягче чугуна, поэтому для обеспечения необходимой жёсткости блока приходится делать более толстыми несущие стенки блока и делать сложную систему рёбер жёсткости. Алюминий имеет более высокий коэффициент температурного расширения, поэтому приходится более строго контролировать зазоры между различными деталями двигателя. Поршни всех современных двигателей, для облегчения веса, изготавливаются чаще всего из алюминиевых сплавов. Но коэффициент трения в паре материалов «алюминий –алюминий» очень большой и алюминий обладает низкой износостойкостью. Поэтому поверхность цилиндров должна быть изготовлена не из алюминия, а из другого материала. В алюминиевых блоках тонкостенные чугунные гильзы из износостойкого чугуна вплавляются в алюминиевую отливку при изготовлении отливки блока. Но стенки цилиндров самых современных двигателей с алюминиевым блоком при помощи современных технологий могут быть покрыты гальваническим способом специальным износостойким металлом. Или при помощи самых современных технологий осуществляется поверхностное упрочнение стенок цилиндров. При отливке блока цилиндров специальные технологии повышают концентрацию кремния в поверхностном слое стенок цилиндров, далее при помощи химических реакций из поверхностного слоя стенок цилиндров удаляется алюминий. В результате этого упрочнения износостойкость стенок цилиндров превышает по этому показателю цилиндры, изготовленные из чугуна. Но в этом случае, для снижения коэффициента трения между алюминиевым блоком цилиндров и алюминиевыми поршнями, поршни покрываются тонким слоем железа. Отсутствие чугунных гильз значительно уменьшается вес блока цилиндров. Иногда в блок цилиндров вставляются съёмные гильзы, которые герметизируются в блоке цилиндров при помощи медных или резиновых прокладок. Съёмные гильзы имеют преимущество в том, что после предельного износа их можно заменить новыми, изготовленными или отремонтированными (расточенными под ремонтный размер) с высокой точностью в заводских условиях. Применение съёмных гильз упрощает ремонта двигателя. Но в последнее время такие гильзы применяются довольно редко, поскольку блоки цилиндров со вставными гильзами имеют некоторые, присущие им недостатки. При перегреве двигателя происходит разгерметизация посадки гильзы в блоке, в результате которой происходит утечка охлаждающей жидкости.

Ремонт алюминиевых блоков цилиндров - Автосервис AVTOHELP в Новосибирске

Ремонт алюминиевых блоков цилиндров не такая простая задача, как может многим показаться на первый взгляд. Подобные манипуляции невозможно выполнить самостоятельно без профессиональной помощи и специального оборудования. Только специалисты способны провести ремонтные операции на высоком качественном уровне и восстановить работоспособность двигателя.

Многие автолюбители задаются вопросом: зачем изготавливать блоки из алюминия, ведь есть проверенный годами чугун? Технология использования чугуна прошла проверку не на одной сотне миллионов моторов. Зачем изобретать велосипед?

Многие считают, что ремонт алюминиевых блоков цилиндров невозможен в принципе. На самом деле технология ремонта подобных блоков уже отработана и испробована на многих двигателях. Наши специалисты обладают широким опытом работы в ремонте алюминиевых блоков цилиндров и успешно справятся с задачей. В последнее время всё чаще обращаются владельцы Porsche Cayenne, где используются двигатели с алюминиевыми блоками цилиндров.

Преимущества использования алюминиевых блоков цилиндров

Использовать алюминиевые блоки цилиндров многие автопроизводители начали непросто ради моды или собственной прихоти. Если сравнивать с чугунными силовыми установками, то алюминиевый блок цилиндров обладает рядом преимуществ.

Начало 90-х в автомобилестроении ознаменовалось установкой моторов с алюминиевыми цилиндрами на престижные серии БМВ. Силовой агрегат получился мощным, но намного легче чем чугунные аналоги.

Вторым немаловажным преимуществом алюминиевых цилиндров является одинаковый материал с поршнями. Уровень шума мотора при работе существенно уменьшился. Работа его стала более ровной.

Третьим преимуществом моторов подобного типа является, то что тепло по алюминию распространяется намного быстрее чугунного материала. Силовая установка оперативно разогревается и набирает оптимальную температуру. Двигатель зимой нужно меньше прогревать. За счёт особенностей алюминиевого материала тепловая энергия равномерно распределяется по мотору.

Преимущества силового агрегата с алюминиевыми блоками цилиндров:

1.Небольшой вес мотора.

2.Меньший уровень шума и вибрации.

3.Высокий уровень теплопроводности.

Малый вес двигателя приводит к снижению расхода топлива. Подобные моторы в меньшей степени нагреваются даже при интенсивных нагрузках. Многие спортивные автомобили премиум класса оснащают подобными моторами и получаются в конечном итоге прекрасные результаты.

Как создавалась технология?

Создание технологии использования блоков цилиндра из алюминия требовала массы опытов удачных и неудачных. Первоначальное использование алюминиевых цилиндров и поршня провоцировало заклинивание механизма.

Податливый металл от интенсивной работы начинало прихватывать и поэтому часто механизм начинало клинить. Поэтому было принято решение, что одна поверхность должна быть полностью выполнена из алюминия, а вторая поверхность из прочного сплава.

Поршень был покрыт специальным сплавом стали для усиления прочности поверхности. Поверхность цилиндров оставили алюминиевой. Подобный вариант сработал и начал активно использоваться на моторах различных компаний.

Потом возникла другая проблема. С течением времени на поверхности цилиндров алюминиевый материал быстро начинал стираться. Приняли решение создавать поверхность цилиндров с использованием силумина с высоким содержанием кремния.

Материал очень твёрдый и устойчивый к износу. Использовать с подобными цилиндрами смогли только лишь кольца, покрытые хромом. Хром устойчив к износу при взаимодействии с кремнием.

Конечно, подобные технологии не могут являться панацеей и поэтому рано или поздно на поверхности блоков из алюминия появлялись задиры, которые требовали капитального ремонта мотора.

Поэтому не стоит верить, что алюминиевые моторы одноразовые, ведь наши специалисты на протяжении длительного времени доказывают обратное. Силовым агрегатам подобного типа можно вернуть прежний уровень работоспособности.

Особенности ремонта алюминиевых блоков цилиндров

Ремонт алюминиевых блоков цилиндров схож с ремонтом традиционных чугунных конструкций. Выполняется расточка цилиндра под поршни ремонтного размера или выполняется установка гильзы и применяются традиционные для мотора поршни.

1.Гильзовка алюминиевой гильзой.

Наиболее часто применяются алюминиевые гильзы. В данном случае блок нагревается до оптимальной температуры, а гильза наоборот охлаждается с помощью использования азота.

Разница в температурах обнаруживает некоторый зазор между элементами. Гильза помещается до основания. Технология требует использования специального оборудования и выполняется настоящими специалистами.

2.Гильзовка чугунной гильзой.

Чугунные гильзы отличаются меньшей стоимостью, чем аналогичные алюминиевые. Блок снова разогревается до оптимальной температуры, а гильза снова охлаждается. Если всё выполнено, верно согласно технологии, то гильза устанавливается без проблем и дефектов.

Многие производители специально вводят в заблуждение покупателей, что подобные двигатели невозможно ремонтировать. Конечно, им выгоднее продать новый автомобиль. На самом деле подобные силовые агрегаты прекрасно ремонтируются и ещё смогут порадовать своих владельцев отличной динамикой и высокой скоростью. 

Примеры гильзовки цилиндров, капитальные ремонты двигателей:

Ремонт Porsche Cayenne

Гильзовка цилиндров для Porsche Cayenne.

Капитальный ремонт двигателя Фольксваген Туарег

Инфинити, капиталка двигателя.

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости