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

Восстановление цилиндров блока двигателя


Ремонт блока цилиндров двигателя: что нужно знать

Как известно, блок цилиндров двигателя является основой любого ДВС. Фактически, блок представляет собой объемную деталь, внутри которой размещаются различные узлы и механизмы (поршни и кольца, а также гильзы ЦПГ, коленчатый вал, шатуны КШМ и т.д.).

Также на блок цилиндров через прокладку устанавливается головка блока цилиндров, которая является «продолжением» блока. В ГБЦ находится ГРМ. При этом как узлы внутри блока, так и в ГБЦ подвергаются значительным механическим и температурным нагрузкам во время работы двигателя.

Не удивительно, что повреждения блока цилиндров не только нарушат работоспособность, но и выведут из строя силовой агрегат. По этой причине восстановление блока и его ремонт должен быть выполнен качественно и своевременно.

Основные дефекты и неисправности блока цилиндров двигателя

Начнем с того, что существует два вида блоков цилиндров:

  • чугунные БЦ;
  • блоки из алюминиевых сплавов;

Как правило, блоки из чугуна  дополнительно упрочнены при помощи графита, а облегченные изделия из алюминия делают гильзованными (в блок вставляется гильза из чугуна). Также существуют алюминиевые блоки цилиндров без гильз. В состав сплава включен кремний, который значительно упрочняет блок.

Что касается гильзованных блоков, гильзы бывают «мокрыми» и «сухими». В первом случае охлаждающая жидкость напрямую контактирует с гильзой, тогда как во втором гильза плотно запрессована в тело блока  во время изготовления.

Так или иначе, каждое решение имеет свои плюсы и минусы, а также в процессе эксплуатации возникают различные повреждения и дефекты блока цилиндров или дефекты гильз блока (в зависимости от типа БЦ).

Ремонт блока цилиндров необходимо начинать с установления причины неисправностей и дефектовки. Зачастую основной проблемой на моторах с большим пробегом является износ поверхности цилиндра или гильзы. На поверхности (зеркале) цилиндра появляются задиры, могут образоваться трещины, раковины и т.д.

Также нередко возникает износ цилиндров по направлению оси коленвала. Как правило, к повреждениям цилиндров на «свежем» моторе приводит перегрев двигателя или гидроудар, а также снижение уровня или значительная потеря свойств моторного масла.

Реже причиной дефектов блока становится неожиданное разрушение поршневых колец и другие непредвиденные поломки. Еще добавим, что в БЦ часто происходит деформация постели подшипников коленвала и т.п.

  • Что касается износа поверхностей цилиндров,  в этом случае такой износ зачастую является «естественным», то есть становится результатом эксплуатации двигателя в нормальных рабочих режимах. Сам ремонт цилиндров в этом случае зачастую предполагает расточку и хонингование цилиндра (нанесение хона). Это позволяет убрать эллипсность цилиндра, удалить царапины и задиры на зеркале.
  • Более сложным случаем можно считать обрыв шатуна,так как повреждения обычно более серьезные. Также причиной возникновения дефектов блока является и обрыв клапана, разрушение седла клапана и т.д. Результат — задиры на поверхности цилиндра и другие повреждения. Также в списке частых неисправностей следует выделить трещины блока или гильзы.
  • Еще добавим, что существуют так называемые «скрытые» проблемы, то есть определить дефекты визуально в рамках поверхностного осмотра может быть затруднительно. При этом неквалифицированный ремонт, который ограничен банальной  заменой изношенных частей, все равно приведет к тому, что двигатель потребуется разбирать повторно через несколько сотен или тыс. километров  пробега.

К указанным «скрытым» дефектам, прежде всего, следует отнести деформацию блока цилиндров. Зачастую такая деформация является следствием нарушения технологии в процессе изготовления блока. Простыми словами, если в блоке не снять внутреннее напряжение, возникнет деформация.

Кстати, данная проблема больше присуща блокам из чугуна. Также к деформации блока (как чугунного, так и алюминиевого) может привести перегрев двигателя или его неравномерный нагрев во время эксплуатации.

Восстановление цилиндров двигателя

Итак, ремонт блока цилиндров и восстановление самих цилиндров предполагает:

  • тщательную очистку поверхностей БЦ;
  • затем производится проверка на герметичность каналов системы охлаждения в блоке (рубашка охлаждения);
  • также промываются и очищаются, а затем проверяются масляные каналы;
  • далее проводится осмотр цилиндров в целях выявления различных дефектов;
  • затем производится расточка/гильзовка блока, шлифовка поверхностей и т.д.

Для многих двигателей растачивание цилиндров является обязательной процедурой в рамках капитального ремонта мотора. Для  выполнения процедуры используется специальный станок для расточки цилиндров двигателей. Под самой расточкой блока  следует понимать обработку внутренней поверхности.

Такая обработка фактически представляет собой снятие слоя металла для выравнивания неровностей, удаления задиров, сглаживания раковин и т.д. Главная задача обработки заключается в том, чтобы придать цилиндрам нормальную форму (цилиндрическую).

Следующим шагом после расточки является хонингование. Нанесение хона на внутренние поверхности цилиндров выполняется абразивным мелкозернистым материалом (хонинговальный брус на хонинговальной головке). Сама хонинговальная головка крепится в шпинделе хонинговального станка. Такой станок позволяет реализовать вращательные и возвратно-поступательные движения.

Еще ремонт блока цилиндров может предполагать гильзовку или перегильзовку. В первом случае следует понимать установку гильз, хотя заводская конструкция изначально этого не предполагает. Во втором изношенную гильзу извлекают из блока, после чего устанавливают ремонтную новую.

Как правило, гильзовка  блока может быть выполнена двумя способами, когда гильзу охлаждают жидким азотом или же осуществляется нагрев ответной детали. В первом случае  охлажденная гильза уменьшается в размере и с легкостью ставится  (запрессовывается) на посадочное место. Второй способ предполагает нагрев. Оба метода запрессовки гильз позволяет добиться нужного натяга.

Напоследок отметим, что также в рамках восстановления блока может потребоваться выполнить ремонт постели подшипников коленчатого вала. Также в некоторых случаях возникает необходимость устранить деформацию блока. Для этого используется метод искусственного старения, когда блок нагревают до определенной температуры, после чего производится обработка различных участков.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое гильзовка блока цилиндров. Из этой статьи вы узнаете о том, для чего выполняется данная процедура, а также когда возникает необходимость загильзовать двигатель, который изначально не рассчитан на установку гильз в блоке цилиндров.

Что в итоге

Как видно, существует достаточно много неисправностей самого блока цилиндров. Некоторые можно считать мелкими (например, если болт обломался в блоке и т.п.), тогда как другие являются достаточно серьезными (например, износ стенок цилиндра, трещины и т.д.)

При этом важно понимать, что в каждом случае технология ремонта блока цилиндров может отличаться. Также сложность ремонта блока двигателя напрямую будет зависеть от самой проблемы, от общего состояние поврежденной детали, от особенностей конструкции и т.д.

На практике это означает, что в одних случаях можно выполнить восстановление блока цилиндров своими руками даже в условиях гаража, тогда как в других потребуется обязательное наличие спецоборудования (станки для расточки блока, хонингования, шлифовки). Также очень важным аспектом является опыт и квалификация самого мастера.

Рекомендуем также прочитать статью о том, для чего нужна и как выполняется шлифовка головки блока цилиндров. Из этой статьи вы узнаете о неисправностях, которые приводят к необходимости шлифовать ГБЦ, а также какие нюансы необходимо учитывать в рамках выполнения данной процедуры.

С учетом вышесказанного становится понятно, что доверять выполнение подобных работ следует только опытным специалистам, а сам двигатель оптимально ремонтировать на таких СТО, где реализована возможность производить все необходимые операции прямо на месте. Прежде всего, это позволит сократить сроки ремонта, а также зачастую может служить гарантией качества.

Технология ремонта двигателей внутреннего сгорания

 ЛЕКЦИЯ №2

Тема: «Технология ремонта двигателей внутреннего сгорания»

Вопросы:

1.  Причины изнашивания деталей двигателя.

2.  Восстановление блока цилиндров двигателя.

3.  Износ деталей цилиндро-поршневой группы.

4.  Восстановление цилиндров и гильз.

1. Причины изнашивания деталей двигателя.

Среди агрегатов тракторов и автомобилей наиболее быстро изнашиваемый и наименее надежный и долговечный агрегат — двигатель.

В процессе эксплуатации тракторов и автомобилей за двигателями ведется постоянный контроль, тщательное обслуживание, словом, уделяется им максимум внимания, и все же первыми из всех агрегатов они выходят из строя. Это объясняется тем, что детали двигателя подвержены активному химическому и механическому воздействию и нагружены значительными усилиями.

В большинстве случаев сроком службы двигателей определяется межремонтный срок работы тракторов и автомобилей. В свою очередь, срок службы двигателей обусловливается долговечностью его ответственных В большинстве случаев сроком службы двигателей определяется межремонтный срок работы тракторов и автомобилей. В свою очередь, срок службы двигателей обусловливается долговечностью его ответственных деталей.

В двигателях наиболее быстро изнашиваются поршневые кольца, поршни, цилиндры, клапаны, коленчатый вал, шатунные и коренные подшипники коленчатого вала.

Обычно срок службы автотракторных двигателей определяется износом поршневых колец, канавок поршней, цилиндров, подшипников и шеек коленчатого вала, а также неплотностью прилегания клапанов к гнездам. Появление этих неисправностей приводит к необходимости разборки двигателя с последующим сложным ремонтом.

Неисправности и дефекты остальных узлов и деталей, несомненно, влияют также на техническое состояние двигателя в целом, но их ремонт не вызывает необходимости полной разборки двигателя, и эти дефекты могут быть устранены путем замены неисправных узлов и деталей новыми или отремонтированными.

На износ поршневых колец, канавок поршня, цилиндров, шеек коленчатого вала, клапанов и других деталей оказывают влияние многие факторы. Некоторые из них, например температура, при благоприятных обстоятельствах оказывают умеренное влияние и, наоборот, при неблагоприятных обстоятельствах ускоряют изнашивание деталей в несколько раз.

Срок службы детали в первую очередь зависит от качества материала, из которого она изготовлена, ее термической и механической обработки точности сборки машины и от других конструктивных и производственных факторов.

Практика показывает, что при одних и тех же конструктивных данных и одинаковых производственных условиях изготовления решающее влияние на срок службы деталей оказывают условия эксплуатации, в частности режимы работы машин. Так, при работе двигателей важнейшие факторы, влияющие на изнашивание деталей, — это абразивная среда, число пусков и остановок, температурный и нагрузочный режимы, вибрация и деформация деталей.

Дорожные и климатические условия и резкое различие режимов полевых и транспортных работ обусловливают частое изменение скоростей и длительное применение пониженных передач с высокой степенью использования большого крутящего момента, что приводит к резкому изменению температурного и нагрузочного режимов работы двигателя.

В результате проведенных испытаний тракторов установлено, что темп изнашивания многих деталей не находится в прямей зависимости от наработки машин, а обусловливается в большей степени конкретными условиями работы. В частности, разброс интенсивности изнашивания одноименных деталей в масштабе страны характеризуется коэффициентом вариации 0,625.

Скорость изнашивания деталей непрерывно меняется в зависимости от того, с какой активностью действуют в данный отрезок времени на изнашивание такие факторы, как пылезасоренность воздуха, число запусков и их длительность, температура окружающего воз­духа, неравномерность нагрузочного и температурного режимов и т. п.

2.  Восстановление блока цилиндров двигателя.

Износ блока цилиндров. Блоки цилиндров могут иметь следующие дефекты: износ отверстий под втулки толкателей, втулки распределительного вала, палец промежуточной шестерни и установочные штифты; износ резьбовых отверстий, коробление, износ или нарушение соосности гнезд под вкладыши коренных подшипников; облом кромки гнезда под уплотнительное кольцо гильзы; трещины в стенках водяной рубашки, ребрах жесткости и картере.

Восстановление блока. Все перечисленные износы и дефекты могут быть устранены.

Изношенные отверстия под втулки толкателя, втулки распределительного вала и палец промежуточной шестерни растачивают, запрессовывают в них втулки и развертывают эти втулки до нормальных размеров. После расточки в эти отверстия могут быть поставлены детали ремонтного размера, увеличенные по наружному диаметру.

Втулки можно запрессовывать с применением клеев на основе эпоксидных смол. В этом случае при посадке втулки может быть допущен несколько меньший натяг.

Гнезда под втулки и втулки после запрессовки в блок растачивают при помощи приспособления, обеспечивающего сохранение расстояний между осями отверстий под вкладыши коренных подшипников, втулок распределительного вала и пальца промежуточной шестерни.

Отверстия под установочные штифты восстанавливают в таком порядке. Блок поворачивают задним торцом вверх, на нем крепят специальный кондуктор, фиксируемый по отверстию под втулку распределительного вала и гнезду коренного подшипника коленчатого вала. После закрепления кондуктора изношенные отверстия рассверливают и развертывают. В увеличенные отверстия запрессовывают ступенчатые закаленные штифты, изготовленные из стали 45.

Покоробленные плоскости блока цилиндров. При короблении плоскости более 0,1 мм шлифуют на плоскошлифовальном или радиально-сверлильном станке, применяя специальное приспособление.

При нарушении соосности постелей в блоке под вкладыши коренных подшипников вследствие износа и деформации крышек и поверхностей постелей опорные поверхности крышек шлифуют на плоскошлифовальном станке, уменьшая высоту на 0,3 мм. После этого крышки устанавливают на место, затягивают гайками и растачивают на специальном или продольно-расточном станке до нормального размера отверстия. Чтобы получить чистую поверхность, соответствующую 8-му классу, подача резца должна быть минимальной. После расточки поверхности гнезд должны быть гладкими, строго цилиндрическими и соосными. Относительное смещение двух смежных гнезд должно быть не более 0,03 мм, а относительное смещение всех гнезд — не более 0,05 мм. Соосность проверяют специальной скалкой с индикаторами.

Поврежденные места под резиновое уплотнительное кольцо в блоке восстанавливают следующим образом. Неровности изломанного места зачищают и снимают фаску. Изготовляют из стали марки Ст. 3 кольцо и вырезают из него кусок по размерам подготовленной части гнеза. Вкладывают в канавку под резиновое кольцо специальный медный сегмент и прижимают к канавке винтом. Приваривают кусок кольца к подготовленному месту по всей длине, после чего вынимают медную вставку из канавки и зачищают шов. Если длина отломанной части больше 1/3 окружности посадочного места, новую часть приваривают способом «вразброс». Допускается приварка биметаллическими электродами.

Трещины в блоках цилиндров обычно заваривают электродами ЦЧ-4 или проволокой Св-08.

На наружной поверхности водяной рубашки трещины можно заделывать заплатами, приклеивая их клеем БФ-2 или клеями на основе эпоксидных смол.

Контроль. Блок цилиндров — основная базовая деталь, на которой в строго определенном положении (координации) монтируют все узлы и механизмы двигателя. Жесткость и прочность блока цилиндров обусловливает нормальное взаимодействие деталей и узлов двигателя. Поэтому после ремонта необходимо проверять коробление и износ опорных и установочных (базисных) поверхностей блока на поверочной плите при помощи индикаторных приспособлений и щупа.

Ось постелей под коренные подшипники должна быть параллельна верхней плоскости и перпендикулярна торцовым плоскостям блока.

Оси цилиндров должны быть перпендикулярными к оси коленчатого вала и быть с нею в одной плоскости.

После ремонта блоки цилиндров подвергают гидравлическому испытанию на герметичность под давлением воды до 0,4 МПа в течение 5 мин. При этом течь воды и «потение» стенок блока не допускаются.

3. Износ деталей цилиндро-поршневой группы

Износ деталей цилиндро-поршневой группы зависит от целого ряда факторов.

Цилиндры (гильзы) изнашиваются в основном в результате трения поршневых колец, действия абразивных частиц о поверхности цилиндров и коррозии.

В процессе сгорания топлива в цилиндре резко повышаются температура и давление газов. Газы проникают за поршневые кольца и прижимают их к зеркалу цилиндра, вследствие чего повышается удельное давление колец на поверхность цилиндра.

Возрастание удельного давления поршневых колец на стенку цилиндров приводит к резкому увеличению силы трения во время движения колец, выдавливанию масляного слоя из-под них, вследствие чего между кольцами и цилиндром возникает граничное трение.

Образование граничного трения между первым поршневым кольцом и цилиндром способствует также неплотное прилегание кольца к поверхности цилиндра по окружности. Даже при незначительном просвете между ними масляная пленка с поверхности цилиндра сдувается газами, проникающими через эти неплотности, в результате чего между поверхностями кольца и цилиндра возникает граничное трение. Кроме того, при высоких температурах вязкость масла резко снижается, что влечет за собой уменьшение прочности масляной пленки, и она местами разрывается.

Исследования влияния вязкости масла на износ цилиндров и механические потери в тракторных и автомобильных двигателях показали, что износ, вызванный электростатическими явлениями при трении, может составлять заметную часть общего износа. С понижением вязкости электростатическая прочность тонких масляных пленок уменьшается.

Рис.1 Последовательность заделки трещин на блоке с помощью клеев:

а - очистка поверхности блока в зоне трещин; б — установка упрочняющих пробок по трещине; в - разделка трещины; г - укладка асбестового шнура в разделку трещины; д – наложение тканевых заплат на трещину и их прикатывание; е – установка на заплаты пресс-пакета и сушка. Материал: 1- бумага, 2- резина, 3 – стальная накладка.

Помимо физико-механических факторов (температура и давление), на изнашивание цилиндров оказывает большое влияние химическое воздействие продуктов сгорания.

В процессе сгорания топлива получается целый ряд кислот и других химических соединений (кислород, углекислый газ, пары воды, муравьиная, уксусная, угольная, серная и азотная кислоты), которые вызывают усиленную коррозию металла цилиндра в обнаженных от масла местах.

На интенсивность изнашивания цилиндров под химическим воздействием агрессивных веществ большое влияние оказывает температурный режим двигателя.

Исследования показывают, что износ цилиндров повышается при температуре стенки цилиндра ниже 90° С (рис. 2). Увеличение из­носа поверхности цилиндров при температуре, меньше указанной, бъясняется тем, что при более низких температурах на стенках илиндров конденсируются водяные пары и с продуктами сгорания бразуют кислоты, под воздействием которых повышается корро-ийный износ рабочей поверхности цилиндров.

t,0С

Рис.2 Влияние температуры охлаждающей воды на изнашивание цилиндров двигателей (мм на 1000 км пробега).

О влиянии температуры на изнашивание свидетельствует разница износе отдельных цилиндров одного и того же двигателя. В одном и том же блоке цилиндры, ближе расположенные к вентилятору, изнашиваются больше.

Снижение скорости поршня до нуля в момент перехода через в. м.т. способствует разрушению масляной пленки и повышению темпа изнашивания, что служит одним из факторов, ухудшающих условия работы колец.

Следовательно, наибольшему износу детали подвержены в верхней части цилиндра, в зоне высоких давлений и температур, высокой концентрации химически активных соединений и ухудшенных условий смазки.

Таким образом, цилиндры автотракторных двигателей неравномерно изнашиваются по длине, но они неравномерно изнашиваются и по окружности.

Цилиндры автомобильных и гильзы тракторных двигателей в работе деформируются, вследствие чего нарушается их форма. Цилиндры деформируются в результате разностенности, неправильной затяжки болтов крепления головки блока, неравномерного нагрева цилиндра, недостаточной жесткости верхней стенки блока.

Износ цилиндра по окружности зависит также от перекоса поршня при движении в цилиндре, в плоскости качания шатуна, вследствие чего наблюдается скребущее действие кромок поршневых колец.

Износ цилиндров и шатунных шеек коленчатого вала в значительной мере зависит от изгибов шатуна и коленчатого вала, а также от перекосов в шатунно-поршневой группе. В этих случаях поршень работает в цилиндре с перекосом. Расположение большей оси овала цилиндров в плоскости продольной оси коленчатого вала свидетельствует об изгибе шатуна, нежесткости коленчатого вала или перекосе, полученном при сборке шатуна с поршнем.

Поршневые кольца изнашиваются по наружному диаметру в результате трения о поверхность цилиндра и по высоте вследствие трения о торцы канавок поршней. Одновременно изнашиваются торцовые поверхности канавок поршня.

Наиболее быстро изнашиваются первое поршневое кольцо и первая канавка поршня, так как это сочленение работает в наиболее тяжелых температурных, абразивных и нагрузочных условиях при недостатке смазки. Кольца обычно изнашиваются в несколько раз быстрее канавок, и зазор между ними увеличивается главным образом вследствие износа кольца.

Поршневые кольца во время работы теряют свою упругость в результате износа их по толщине и высоте, а также от воздействия высоких температур, вследствие чего происходит релаксация внутренних напряжений.

По мере износа цилиндра и наружной поверхности поршневых колец резко увеличивается зазор в стыке.

У канавок поршня больше изнашивается нижний торец, так как эта поверхность подвергается большему давлению колец. Кроме того, поршневые кольца почти всегда (исключая такт всасывания) прилегают к этой поверхности.

После смены изношенного поршневого кольца новое кольцо и канавка поршня изнашиваются значительно быстрее новых пар. Это объясняется тем, что форма канавок не соответствует форме кольца, последнее прилегает к торцу канавки не по всей поверхности, в результате чего резко увеличивается удельное давление кольца на поверхность канавки. Кроме того, кольцо недостаточно плотно прилегает к изношенной и искаженной поверхности цилиндра. При этом удельное давление на кольцо и цилиндр распределяется неравномерно. Все это приводит к быстрому износу новых колец, работающих в изношенных цилиндрах.

Износ деталей цилиндро-поршневой группы зависит также от работы и состояния системы очистки воздуха. При недостаточной очистке воздуха в цилиндр попадают абразивные частицы, которые значительно усиливают износ деталей цилиндро-поршневой группы.

Масла, имеющие абразивные примеси, низкую вязкость и химически активные вещества, также усиливают износ деталей цилиндро-поршневой группы.

В результате износа цилиндров, поршневых колец и канавок поршня снижается компрессия при запуске и на малой частоте вращения двигателя, так как при недостаточной плотности прилегания компрессионных колец к цилиндрам и канавкам поршня значительная часть заряда прорывается через неплотности при медленном вращении коленчатого вала.

При падении компрессии особенно сильно затрудняется пуск дизеля в холодное время, ввиду того что в конце сжатия не достигается температура воздуха, достаточная для самовоспламенения топлива.

Износ цилиндров, канавок поршня, колец по высоте и диаметру приводит к увеличению зазоров, через которые перекачивается масло в камеру сгорания.

Расход картерной смазки в процентах к израсходованному топливу зависит также от размера зазора между гильзой цилиндра и поршнем и овальности гильзы двигателя.

Перерасход масла приводит к образованию нагара на поршнях и камерах сгорания, ухудшению теплоотдачи, образованию абразивной грязи и усилению износа деталей цилиндро-поршневой группы двигателя.

При износе деталей цилиндро-поршневой группы резко увеличивается количество газов, проникающих из камеры сгорания в картер.

Прорыв газов в картер приводит к повышению давления в нем, в результате чего масло частично выжимается через неплотности соединений наружу. Это приводит к частичному снижению мощности двигателя и вызывает разжижение, загрязнение и ухудшение химико-физических свойств масла.

Внешний признак прорыва газов в картер и повышение давления в нем — появление светлого газа из сапуна.

Отверстия в бобышках поршня, поршневые пальцы и втулки верхней головки шатунов изнашиваются в результате работы сил трения при изменении направления движения поршня.

Основным внешним признаком износа этих деталей служит появление стуков, носящих резкий, металлический характер и хорошо прослушиваемых в верхней части цилиндра при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Бобышки поршня, поршневой палец и втулка верхней головки шатуна двигателя изнашиваются менее интенсивно, чем цилиндры, поршневые кольца и канавки поршня.

Если двигатель выходит из строя в результате только износа поршневых пальцев, бобышек поршня и втулок шатунов, это указывает на то, что во время ремонта не были обеспечены надлежащее качество обработки поверхностей и требуемые значения зазоров и натягов в соединениях этих деталей или был допущен перекос деталей при их сборке.

Восстановление цилиндров и гильз. Технология восстановления цилиндров и гильз в основном зависит от их конструкции. Цилиндры автотракторных двигателей конструктивно выполняются различно. У одних двигателей цилиндры отлиты и расточены непосредственно в блоке, в цилиндры запрессованы короткие гильзы из легированого чугуна. Все современные тракторные и комбайновые двигатели, как правило, выполнены со сменными гильзами.

Гильзы тракторных двигателей в целях увеличения сроков службы отливают из легированного чугуна СЧ 21-40 и подвергают поверхностной закалке до получения твердости не ниже HRC 40.

Для выявления износа гильзу цилиндра (или цилиндр) измеряют индикаторным нутромером в двух взаимно перпендикулярных плоскостях на расстоянии 15—30 мм от верхней кромки и посредине и определяют ремонтный размер, под который необходимо расточить цилиндр.

К полученному размеру цилиндра в максимально изношенном участке добавляют два припуска на невыход резца и на последующую обработку. Ближайший ремонтный размер цилиндра должен быть больше (или равен) расчетному, т. е.

где — ремонтный размер цилиндра, мм;

— наибольший диаметр изношенного цилиндра;

а — припуск на невыход резца (0,02—0,03 мм);

б —- припуск на последующую обработку (0,02—0,03 мм).

Припуск на невыход резца обеспечивает работу резца в металле. В случае выхода на поверхность металла возможно скольжение резца на поверхности с последующим резким его заглублением, приводящим к искажению формы обрабатываемой детали.

При таком способе определения ремонтного размера возможны случаи, когда некоторые участки цилиндра останутся необработанными. Объясняется это неравномерным износом цилиндра. При одностороннем износе цилиндра, если или отличается от него на 0,05—0,1 мм, следует проверить расчетный размер по формуле:

где — предыдущий ремонтный или номинальный размер (или диаметр цилиндра в неизношенном участке), мм.

Для тракторных гильз принят один ремонтный размер. Для цилиндров автомобильных двигателей принято большее число ремонтных размеров, например через 0,5 мм. Промышленностью выпускаются ремонтные поршни и кольца, соответствующие ремонтным размерам гильз и цилиндров.

При расточке под ремонтный размер восстанавливают геометрическую форму и чистоту поверхности гильзы. Расточку ведут на специальных расточных станках (типа 2В-697) или на токарных станках в соответствующих кондукторах. Гильзы закрепляют в кондукторах посадочными местами и верхним буртиком. Предварительно эти места должны быть тщательно очищены от остатков накипи и возможных заусенцев. Гильзы и блоки на станке центрируют при. помощи оправки, вставляемой в шпиндель станка. При этом шаровой конец оправки должен находиться от оси шпинделя на расстоянии, равном половине диаметра растачиваемого цилиндра, и входить в цилиндр на глубину 3—4 мм.

Центрирование гильзы достигается поворотом шпинделя.

Во время расточки цилиндров в блоке каждый цилиндр центрируют отдельно, после чего закрепляют кондуктор (или блок) на станке. Затем оправку заменяют резцовой головкой.

При расточке оставляют припуск (0,03—0,05 мм) на хонингование, при котором обрабатывают цилиндр до точного размера и придают ему гладкую чистую поверхность.

Для хонингования гильз используют хонинговальные или сверлильные станки с хонинговальными головками. При хонинговании зернистость бруска выбирают в зависимости от требуемой чистоты поверхности цилиндра, а твердость связки — в зависимости от характера операции и твердости обрабатываемого материала. Например, при обработке цилиндров двигателя ЗИЛ-120 (из серого чугуна СЧ 18-36 твердостью НВ 179-229) для предварительной доводки применяют бруски из зеленого карборунда зернистостью 120 и твердостью С2-СТ, а для окончательной — бруски из зеленого карборунда зернистостью 400 и твердостью СМ-СМ1, при этом получают шероховатость поверх­ности 9-го класса.

При хонинговании цилиндров также применяют бруски из искусственных алмазов.

Окружную скорость при хонинговании можно принимать для предварительной обработки в пределах 60—85 м/мин и для окончательной доводки в пределах 45—60 м/мин. Скорость возвратно-поступательного движения доводочной головки принимают равной окружной скорости.

Для получения во время хонингования чистой поверхности мельчайшие частицы от износа абразивного бруска и металлическую стружку удаляют сильной струей охлаждающей жидкости (керосина или смеси из керосина и 15—20% машинного масла). Все цилиндры (или гильзы) должны быть обработаны под один размер в пределах установленного допуска на диаметр нового цилиндра.

Электрохимическое хонингование. Исследования показали, что этот способ может быть применен для восстановления закаленных гильз цилиндров автотракторных двигателей до ремонтных размеров без расточки. При этом возможно удаление больших припусков с высокой производительностью и исправление погрешностей формы изно­шенного отверстия в пределах снимаемого припуска.

Производительность электрохимического хонингования по сравнению с механическим в 5—6 и более раз выше и характеризуется линейной зависимостью от плотности тока и времени обработки. Оптимальная скорость движения хонинговальных брусков составляет 100—120 м/мин.

Механизм выравнивания микро - и макронеровностей поверхности определяется механическим действием брусков и происходит за счет депассивации вершин выступов (депассивация – процесс обратный пассивированию металлов т. е перевод в пассивное состояние, при котором они становятся коррозионноустойчивыми). Шероховатость поверхности после выравнивания микро - и макронеровностей зависит от зернистости алмазных брусков и незначительно от удельного давления и скорости движения брусков. Алмазные бруски АСМ28 обеспечивают получение 9-го класса чистоты поверхности по ГОСТ 2781-59.

После окончания обработки для удаления с зеркала цилиндра абразивной пыли его промывают теплой мыльной водой или чистым керосином и сушат.

Овальность и конусность цилиндра должны быть в пределах, допускаемых техническими условиями для данного двигателя. Рабочая поверхность цилиндра должна быть чистой, без следов обработки резцом, царапин, задиров и забоин.

Все окончательно обработанные гильзы сортируют по внутреннему диаметру по размерным группам через 0,02 мм для комплектования с поршнями соответствующей размерной группы.

При необходимости гильзования цилиндр растачивают согласно размерам гильз.

Цилиндры под гильзы растачивают с несколько измененными режимами резания (увеличенной подачей и глубиной резания).

Наружную поверхность гильзы обрабатывают так, чтобы ее можно было запрессовать в блок с натягом в пределах 0,10—0,15 мм. Внутреннюю поверхность гильзы растачивают с припуском 2,5—3,0 мм на расточку и хонингование после запрессовки в блок цилиндров.

Перед запрессовкой гильз блок цилиндров целесообразно нагревать до температуры 100—120° С; при запрессовке без подогрева гильзу с наружной стороны смазывают тонким слоем масла.

Гильзы запрессовывают при помощи 20-тонного гидравлического пресса. После запрессовки торец гильзы должен располагаться заподлицо с плоскостью разъема блока или утопать не более чем на 0,2 мм.

Блок с запрессованными гильзами подвергают гидравлическому испытанию под давлением воды 0,4 МПа в течение 2—3 мин. Течь воды при этом не допускается. Допускается только отпотевание на участке не выше 50 мм от нижнего края гильзы. Гильзованные цилиндры растачивают и хонингуют до нормального размера так же, как и при обработке под ремонтный размер.

Восстановление поршневых пальцев. Поршневые пальцы могут быть. восстановлены хромированием, плазменным напылением или раздачей с последующей термообработкой, шлифованием и сортированием на размерные группы. Наиболее распространено хромирование. Оно выполняется в определенной технологической последовательности.

Вначале поршневые пальцы шлифуют на бесцентрово-шлифовальном станке для придания им правильной геометрической формы. Промытые и высушенные поршневые пальцы монтируют на подвеску.

Затем их обрабатывают в ванне для электролитического обезжиривания в электролите, содержащем едкий натр, кальцинированную соду, 2—5 г/л жидкого стекла. Промывают в горячей (70—80° С), затем в холодной воде. Проводят анодное декапирование в ванне для электролитического декапирования в электролите. Т = 0,5 -1 мин.

После этого проводят хромирование (в ванне МН-2-58Х-2-7) электролите, содержащем 150—200 г/л хромового ангидрида и 1,5—2 г/л серной кислоты. Режим: t = 57° С, DK = 35 ч-40 А/дм2.

Время Т хромирования определяется по формуле в зависимости т толщины наносимого покрытия и припусков на последующую обработку.

После хромирования поршневые пальцы промывают в дистиллированной, а затем в холодной проточной воде. Обезводороживание выполняют в сушильном шкафу при температуре 150—1800 С в течение 2—3 ч.

Заключительные операции — шлифование, полирование и сортировка пальцев на размерные группы по наружному диаметру.

Восстановление втулок верхних головок шатунов. Изношенные по внутреннему диаметру втулки обычно развертывают под поршневой палец увеличенного размера или заменяют новыми.

Изношенные втулки могут быть восстановлены осадкой в зависимости от конструкции в самом шатуне или после выпрессовки. втулки осаживают при помощи специального приспособления и 20-тонного пресса. При осадке втулки по длине уменьшается ее внутренний диаметр. Для получения точного размера и чистой гладкой поверхности втулки подвергают сначала черновому, а затем чистовому развертыванию или растачиванию. В зависимости от диаметра втулку растачивают при скорости резания 200—500 м/мин, подаче 0,03—0,10 мм/об и глубине резания 0,05—0,45 мм.

МоторИнтех - Наши возможности (Работы по блоку цилиндров двигателя)

Гильзовка является достаточно сложным процессом монтажа ремонтных гильз в блоки цилиндров. Грамотно произведенная процедура позволяет значительно увеличить срок эксплуатации двигателя. Так же наша компания имеет большой опыт работы гильзовке с использованием комплектующих компании Darton.

Darton это американская производственная компания, которая с 1978 года успешно занимается изготовлением мокрых и сухих гильз для гоночных автомобилей и тюнинга, считается на современном рынке безусловным лидером. Darton производит детали для двигателя Nissan, Subaru, GM, Honda, Ford, Suzuki, Toyota и многих других. Гильзовка блоков, производимая нашими высококлассными специалистами — это всегда качество и экономия Ваших средств.

Гильзовка блоков гильзами Darton – это усложненный процесс гильзовки, связанный со своими особенностями. По данным работам мы имеем огромный опыт.

Если же клиенту требуется просто восстановить в номинальный размер цилиндры или отремонтировать один поврежденный цилиндр с последующей расточкой и хонинговкой всех цилиндров в ремонтный размер, то мы рекомендует уже отработанную технологию гильзовки блока цилиндров.

Очень часто гильзовка блока цилиндров является единственным выходом в создавшейся ситуации из-за отсутствия ремонтных поршней, сильного износа или повреждений блока. Мы устанавливаем как готовые гильзы, так и изготовленные нашими специалистами ремонтные гильзы из специальных сплавов чугуна.

Процедура проходит в несколько этапов:

  • промеры деталей и дефектация
  • расточка блока под гильзы
  • изготовление гильз
  • установка гильз в блок цилиндров
  • опрессовка блока цилиндров
  • обработка плоскости(фрезеровка) блока цилиндров
  • хонинговка цилиндров

Качество выполняемых процедур зависит от нескольких показателей:

  • опыт мастеров
  • наличие современного ремонтного оборудования
  • выходной контроль

Как восстановить никасилевый цилиндр современного двигателя.

О ремонте обычного чугунного цилиндра я уже писал, и почитать об этом можно вот здесь. Но сейчас начало появляться большое количество свежих автомобилей и мотоциклов, алюминиевые блоки которых вообще не имеют чугунной гильзы. Цилиндры такого блока, а точнее алюминиевые стенки цилиндров, покрывают гальваническим способом твёрдым никасилевым покрытием (сейчас появилось покрытие ещё твёрже — керонайт, о котором читаем здесь).

Преимущества таких блоков очевидны — это и пробег, превышающий миллион км (при отличном масле) и теплоотдача намного лучше, чем у чугунной гильзы, ну и малая масса блока двигателя. Но есть один существенный минус — это полная не ремонтопригодность такого блока, и если вдруг в один из цилиндров что то попадёт  (например стопорное колечко, или кусочек электрода свечи зажигания) и на стенках гильзы появятся задиры, то многие просто выкидывают такой блок, и окунаются в проблемы поиска дорогого нового блока, и соответствующего «гемора» переоформления. В этой статье мы рассмотрим способ восстановления в гаражных условиях любого цилиндра блока, с любым покрытием.

Восстановление никасилевого цилиндра четырёхтактного двигателя.

Если на одноцилиндровом мотоцикле, а точнее в одном из его цилиндров, покрытых никасилем, вдруг появляются задиры или он просто изнашивается, то такой цилиндр многие просто выкинут и закажут новый, хоть и цена поршневой немаленькая. Ну а что же делать владельцу четырёхцилиндрового двигателя автомобиля или мотоцикла, когда в каком то цилиндре появятся царапины? Не выкидывать же весь блок с нормальными тремя цилиндрами, из-за одного испорченного. Значит нужно его восстановить.

Естественно восстановить само никасилевое покрытие алюминиевого цилиндра в гаражных условиях не удастся, да и на большинстве наших заводов тоже. Зато можно просто сделать такой цилиндр ремонтопригодным, если запрессовать в него гильзу. Новую гильзу можно поискать в продаже и подобрать по диаметру (например от Москвича), ну а если у вас довольно редкий диаметр цилиндра, и в продаже вы ничего подходящего не найдёте, значит нужно будет заказать гильзу токарю, чтобы он выточил её из состаренной чугунной болванки.

Перед тем как запрессовывать гильзу в алюминиевый цилиндр, нужно сам цилиндр отдать на расточку, чтобы убрать из него алюминия (со стенок цилиндра), ровно на толщину стенки чугунной гильзы (обычно 2,5 — 3 мм, а у большекубатурных моторов может быть чуть больше). Причём диаметр расточенного алюминиевого цилиндра, должен получиться на о,03 мм меньше, чем наружный диаметр чугунной гильзы. Это позволит вам без проблем запрессовать на горячую посадку чугунную гильзу в нагретый до 150° цилиндр (150° — это когда капли воды быстро испаряются с алюминия).

То есть при нагреве цилиндра до 150° на газовой плите или горелкой, и охлаждении чугунной гильзы в морозилке обычного холодильника, и прессовать ничего не потребуется, так как гильза просто упадёт в нагретый цилиндр под собственным весом (иногда нужно немного подтолкнуть гильзу). После остывания цилиндра, он сожмётся и надёжно обхватит чугунную гильзу.

Если же расточить цилиндр так, чтобы его внутренний диаметр был меньше гильзы не на 0,03 мм, а как прессуют гильзы на заводе на 0,05 — 0,06 мм, то тогда чтобы запрессовать гильзу в цилиндр, вам всё же может потребоваться пресс (несмотря на нагрев цилиндра и охлаждение гильзы).

Но всё таки, несмотря на большее усилие при запрессовке гильзы, я считаю, что так надёжнее, и всё же советую по возможности руководствоваться заводскими зазорами в 0,05 — 0,06 мм и запрессовать гильзу с помощью пресса. Да и готовые заводские гильзы, которые можно найти в продаже (например на ебэе), продают именно с такими зазорами (заводская гильза толще цилиндра на 0,05 — 0,06 мм).

После запрессовки гильзы в цилиндр, она немного сожмётся и е её внутренний диаметр станет немного меньше (ведь цилиндр её надёжно сжимает после остывания). И тот поршень который был в этом цилиндре в него не влезет. Если поршень не пострадал от задиров (что бывает крайне редко), то следует расточить и отхонинговать гильзу именно под этот поршень.

Если поршень испорчен, то естественно покупаем новый и отдаём на расточку и хонинговку гильзу именно под новый поршень (с зазором поршня в гильзе в 0,05 — 0,06 мм, но бывает и другой зазор, зависящий от теплового расширения материала поршня, а как вычислить это тепловое расширение, читаем вот тут). Но если вы купите именно заводской поршень, а не потделку, то рабочий зазор поршня можно посмотреть в мануале именно вашего двигателя. И желательно, чтобы новый поршень имел такой же вес в граммах, как и остальные.

Но как правило купить один поршень для четырёхцилиндрового двигателя не получится, так как продаются они комплектами из четырёх штук. Значит нужно восстановить родной поршень, даже если на нём есть царапины. Это нетрудно сделать, если приобрести специальный состав, о котором я написал вот здесь.

Восстановление никасилевого цилиндра двухтактного двигателя.

Чтобы восстановить цилиндр двухтактного двигателя, потребуется повозиться чуть больше, так как в цилиндре любого  двухтактного мотора, имеются продувочные окна. И основная задача при изготовлении новой гильзы для такого цилиндра — это не сколько вырезание окон в гильзе (с этим легко справится любой фрезеровщик), а точное копирование продувочных окон и перенос размеров и расположения этих окон на новую гильзу.

Казалось бы проблема так проблема. На самом деле всё не так уж сложно и нам поможет химия. Для начала всё делаем так же как я написал выше для четырёхтактного двигателя, забыв о том, что в цилиндре есть продувочные окна. Растачиваем цилиндр на толщину стенки новой гильзы. Гильзу покупаем без продувочных окон, от четырёхтактного мотора соответствующего диаметра, или изготавливаем, заказав её токарю, с соответствующими зазорами (см. выше) под горячую прессовую посадку.

Затем запрессовываем гильзу в цилиндр и отправляемся в хозяйственный магазин (или магазин химреактивов) за медным купоросом. Далее нужно будет растворить (добавляем понемногу) медный купорос в воде (лучше дистиллированной), в такой концентрации, что бы опущенный в него кусочек металла (или кусок проволоки) и вынутый через 10 — 12 секунд, был покрыт рыжим налётом меди. Всё — состав для точной отметки продувочных окон готов.

Теперь остаётся залить этот состав во все продувочные окна (с обратной стороны гильзы), и после выдержки в 10 — 15 секунд слить его. Далее нагреваем цилиндр горелкой и выпрессовываем гильзу из цилиндра. Для этого полезно иметь цилиндрическую проставку из латуни или бронзы, которая по диаметру почти такая же как и диаметр гильзы, но на пару десятых мм меньше по диаметру чем диаметр алюминиевого цилиндра. Эта проставка вставляется между гильзой и давящим штоком пресса, и она позволяет легко выдавить гильзу из нагретого цилиндра.

Однако, если у вас гильза была толще цилиндра не на 0,05 — 0,06 мм, а всего на 0,03 мм, то и пресс не понадобится. Выступающая часть гильзы просто аккуратно (через алюминиевые прокладки) зажимается в тиски, а нагретый цилиндр просто стягивается с гильзы руками (пользуемся толстыми рукавицами).

Когда вы стянете с гильзы цилиндр, то обнаружите на наружной части гильзы точно отмеченные контуры окон (см. фото слева), которые нужно будет выбрать фрезеровщику.

Когда все окна будут выбраны фрезой, останется запрессовать гильзу назад в цилиндр и затем отдать цилиндр на расточку и хонингование, под соответствующий поршень (с необходимым тепловым зазором между поршнем и цилиндром). Ну а как правильно расточить и отхонинговать цилиндр двигателя, чтобы он был лучше заводского, советую почитать вот в этой полезной статье.

Ну и последней очень полезной операцией, будет проход шарошкой всех продувочных окон, так как между запрессованной чугунной гильзой и алюминиевым телом цилиндра могут быть небольшие ступеньки, и их полезно заровнять шарошкой (ступенек быть недолжно). Остаётся теперь сделать шарошкой по контуру всех окон миллиметровые фаски, которые позволяют поршневым кольцам лучше приработаться с сохранением их ресурса.

Вот вроде бы и все нюансы по восстановлению цилиндра двигателя. Конечно ресурс восстановленного чугунного цилиндра будет меньше чем у более твёрдого никасилевого, но зато его можно будет в любой момент отремонтировать уже давно известным всем обычным способом (с помощью расточки под ремонтный поршень). Как видно из этой статьи, при желании восстановить можно всё, даже никасилевый цилиндр современного двигателя, в том числе и двухтактного; успехов всем!

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости