Расточка под ремонтный размер, гильзовка, установка новой гильзы

Особенности блока цилиндров

^{Блок цилиндров (или блок-картер) это основная деталь двигателя внутреннего сгорания, которая объединяет между собой цилиндры двигателя в единую деталь. Блок цилиндров изготавливается литьем с последующей механической обработкой расточкой цилиндров. Блок цилиндров воспринимает нагрузки от вращающихся и поступательно движущихся деталей двигателя: поршней, шатунов, коленчатого вала. Хонингование хон цилиндров.}

^{4-х цилиндровый, рядный, бензиновый (изобр. 1)}

^{Наиболее распространенные рядные четырехцилиндровые двигатели обычно имеют блок, отлитый из серого легированного чугуна, а также заливаемые части (гильзы) из серого или ковкого чугуна и усиления волокном в зоне отверстий под коренные подшипники. (изобр. 1) При этом гильзы цилиндров отлиты за одно целое с блоком, образуя рубашку охлаждения между гильзами и наружными стенками. Блок цилиндров имеет в нижней части отверстия - т.н. постели для вкладышей подшипников коленчатого вала.}

^{Постели обрабатываются на специальном прецизионном оборудовании с высокой точностью.}

^{Под монолитными блоками понимаются конструкции блоков цилиндров, которые не имеют ни мокрых гильз, ни привёрнутых основных плит в форме корпуса коренных подшипников - опорной плиты (Bedplate). Для получения определённых поверхностей или прочности монолитные блоки могут иметь, однако, соответствующие заливаемые части в зоне отверстий цилиндров (вставки из серого чугуна, LOKASIL локасил, Alusil алюсил),}

^{8-ми цилиндровый V-образный (изобр. 2.)}

^{У данной конструкции крышки коренных подшипников коленчатого вала размещены совместно в отдельной опорной плите (изобр. 2). Опорная плита соединена резьбовыми соединениями с картером и усилена залитым в алюминий шаровидным графитом с целью уменьшения люфта в коренных подшипниках, соответственно, чтобы компенсировать большее удельное температурное расширение алюминия. Таким путём достигаются чрезвычайно жёсткие конструкции блоков цилиндров. Как и у монолитных блоков цилиндров, здесь в зоне отверстий цилиндров могут также быть предусмотрены заливаемые части.}

^{6-ти цилиндровый оппозитный (Изобр. 3)}

^{5-ти цилиндровый рядный, дизельный (Изобр. 4)}

^{Опорная поверхность коленчатого вала БЦ (так называемая постель коленчатого вала блока цилиндров) служит для монтажа вкладышей и коленчатого вала с сохранением требуемого масленого зазора.}

^{Опорная нижняя плоскость блока цилиндров служит для установки поддона картера.}

^{Опорная верхняя плоскость БЦ служит для установки головки блока цилиндров.}

^{Цилиндры блока цилиндров служат для превращения возвратно-поступательного движения поршней и выполнения работы по передаче энергии взрыва топливно-воздушной смеси в камере сгорания, через шатуны во вращательное движение коленчатого вала. Тем самым, превращая тепловую энергию в кинетическую.}

^{Цилиндры БЦ могут быть цельнолитыми - «сухая гильза», где охлаждающая жидкость на прямую не контактирует со стенкой гильзы, или вставными - «мокрая гильза», где охлаждающая жидкость на прямую контактирует со стенкой гильзы.}

^{"Сухая гильза"}

^{Вокруг цилиндров БЦ расположены полости для циркуляции охлаждающей жидкости (тосол, антифриз) системы охлаждения - "водяная рубашка" блока цилиндров. Также в БЦ расположены масленые каналы, по которым в места смазки под давлением, создаваемым масленым насосом, подается моторное масло, обеспечивающее нормальную работу трущихся пар подшипников скольжения всего двигателя внутреннего сгорания.}

^{"Мокрая гильза"}

^{БЦ изготавливают из чугуна или алюминиевого сплава. Долгое время единственным материалом для изготовления блоков цилиндров служил чугун. Этот материал относительно недорог, обладает высокой прочностью, износостойкостью, жесткостью, имеет хорошие литейные качества. Существенными недостатками чугуна являются его большой удельный вес и низкая теплопроводность.}

^{Алюминиевые сплавы — это лёгкий (малый удельный вес) конструкционный материал, корозиционно устойчив, имеет хорошую обрабатываемость. По сравнению с чугуном, имеет в 3 раза выше коэффициент теплопроводности, в результате двигатель внутреннего сгорания нагревается быстрее и равномернее. Совокупность этих факторов дает возможность повышать КПД и экономичность двигателей внутреннего сгорания.}

^{Алюминиевый сплав значительно уступает чугуну в жесткости и износостойкости. По этому блок цилиндров из алюминиевого сплава должен иметь особые конструктивные элементы повышающие его жесткость, а в качестве цилиндров обычно служат чугунные гильзы, которые заливаются в алюминиевый блок в процессе его изготовления. Цилиндры блоков из алюминиевых сплавов имеют так же современные покрытия. Поверхность цилиндров, из алюминиевого сплава, насыщают поверхностный слой кристаллами карбида кремния (Материал — алюсил, силумал), эта технологическая новинка имеет свою технологию перехода в ремонтный размер. Цилиндры из такого материала ремонтно пригодны. Также на цилиндры из алюминиевого сплава, наносят другими различными технологиями, износостойкие покрытия, которые имеют небольшую толщину слоя и в связи с этим не поддаются ремонту. Такие цилиндры имеют сложную схему ремонта при наличии конструктивных возможностей, а именно наличие достаточного расстояния между цилиндрами для установки гильз из чугуна.}

^{В процессе работы, цилиндры БЦ подвергаются износу.}

Износ цилиндров БЦ

^{Износ цилиндров БЦ является следствием комплексного воздействия на стенки многочисленных физических, химических и других быстротекущих процессов, которые по характеру проявления разделяются на три основных вида износа:}

^{Эрозионный — возникающий вследствие трения поршневых колец об цилиндр БЦ, схватывания и других разрушающих процессов при непосредственном контакте металлических трущихся поверхностей;}
^{Коррозионный — возникающий при всякого рода окислительных процессах на поверхностях трения.}
^{Абразивный — вызывающий разрушение поверхностей трения при наличии между ними твердых абразивных частиц, в том числе и от продуктов износа механизмов двигателя внутреннего сгорания.}

^{Изношенные детали двигателя внутреннего сгорания подлежат замене или ремонту. Ремонт с последующей механической обработкой, которая включает в себя: расточка цилиндров под хонинговальную операцию, расточка цилиндров под установку гильз цилиндров БЦ ( стандартных или нестандартных гильз), хонингование цилиндров БЦ, механическую обработку плоскости БЦ.}

Расточка цилиндров БЦ под установку гильз

^{Расточка цилиндров выполняется на расточных станках Rottler F7A/F8A, производство США.}

^{При расточке гильз цилиндров есть два способа базирования блока цилиндров:}

^{· БЦ устанавливается на параллели, где механическая обработка выполняется от плоскости картера БЦ, а геометрия расположения цилиндров обеспечивается уникальными конструктивными возможностями оборудования. Этот способ имеет особенность — выполнять расточную операцию можно только на блоках цилиндров имеющих минимальные остаточные деформации плоскостей БЦ.}

^{Установка БЦ на параллели}

^{· БЦ устанавливается на приспособление типа «скалка», где механическая обработка выполняется от оси коленчатого вала, что позволяет максимально точно сохранять перпендикулярность осей цилиндров к оси коленчатого вала. Этот способ является идеальным вариантом при расточной операции цилиндров БЦ, а для V - образных БЦ обработка от оси коленчатого вала является единственно возможным вариантом.}

^{Установка БЦ на приспособление типа «скалка»}

^{Подготовка посадочного места гильзы цилиндра под под установку гильзы выполняется в зависимости от способа установки гильзы (см.пункт 3). Шероховатость поверхности цилиндров после расточки Ra=0,63мкм (шероховатость поверхности шлифовальной операции), обеспечивается специальными сменными режущими пластинами с радиусом при вершине 0,80мм;}

Установка гильз цилиндров

^{Выполняется установка чугунных гильз цилиндров, как стандартных, так и не стандартных установочных размеров в блоки цилиндров которые выполнены, как из алюминиевого сплава, так и из чугуна.}

^{Используется 3 метода установки гильз цилиндров:}

^{· установка гильзы с упором сверху (гильза с буртом);}

^{· установка гильзы с упором снизу (гильза без бурта);}

^{· установка «висячей гильзы» (гильза без бурта), прочность посадки гильзы обеспечивается величиной перекрытия размеров.}

^{Установка гильз цилиндров в БЦ выполняется посредством охлаждения гильзы цилиндра в емкости с жидким азотом до температуры -180°С и нагрева БЦ до температуры 100...120°С. Для обеcпечения надежности установки гильзы разность температур между БЦ и гильзой должна составлять около 200°С. В результате охлаждения гильзы цилиндра диаметр уменьшается примерно на 0.1мм, а установочное отверстие гильзы, в результате нагрева, увеличивается до 0,25мм, в результате чего, при установке гильз образуется зазор в 0,35мм, что позволяет без усилий установить гильзу цилиндров в в заранее подготовленное посадочное место БЦ}

^{Установка гильз цилиндров c использованием жидкого азота}

Расточка цилиндров БЦ под хонингование

^{Расточка цилиндров БЦ под установку гильз.}

^{Расточка цилиндров выполняется с припуском под хонингование 0.08...0.10мм, этого припуска достаточно для удаления деформированного поверхностного слоя материала гильзы с неравномерной твердостью, сформированного при расточной операции, а также исправления погрешностей формы цилиндров.}

Хонингование цилиндров БЦ

^{Окончательная, финишная механическая обработка рабочей поверхности гильзы цилиндра осуществляется посредством хонингования на оборудовании фирмы Rottler модель HP6A производства США.}

^{Хонингование цилиндров БЦ — это финишная обработка резанием, которая осуществляется алмазными брусками, которые помещены в специальных держателях для инструмента и крепятся в хонинговальной головке.}

^{При хонинговании совмещаются вращательное и возвратно-поступательное движения инструмента, благодаря чему создается характерная сетка (хонинговальная сетка), как следствие перемещения алмазных зерен по винтовой линии.}

^{Хонингование дает возможность эффективно исправлять погрешности формы и поверхности цилиндров БЦ, таких как: конусность, седлообразность, бочкообразность, волнистость.}

^{Нарушения геометрии цилиндров БЦ}

^{При выполнении операции на оборудовании фирмы Rottler HP6A производства США мы получаем уникальные результаты: размер цилиндра, на установленной производителем длине цилиндра, выдерживается с точностью 0,005мм.}

^{Шероховатость поверхности после хонингования выдерживается строго от вида топлива:}

^{· для бензиновых двигателей Rz=3...6мкм, Ra=0,6...1,0мкм;}

^{· для дизельных двигателей Rz=4...8мкм, Ra=0,8...1,2мкм;}

^{Шероховатость можно измерять с помощью специального инструмента — профилографа, которые помимо значений шероховатости Rz, Ra дает возможность посмотреть и напечатать диаграмму шероховатости поверхностей дефектуемого цилиндра. Помимо размера, геометрии, шероховатости цилиндра, важный параметр который контролируется - это угол хонинговальной сетки. Угол хониговальной сетки находится в пределах 30..80° что соответствует рекомендациям ведущих производителей ДВС (Kolbenschmidt, Mahle) Мы выдерживаем и параметры угла задаваемые Заказчиками. Проверка угла осуществляется при помощи пленки-трафарета для измерения угла хонингования.}

^{Финишный переход обработки цилиндра хонингованием это — кранцевание (плосковершинное хонингование). Это операция которая создаёт опорную поверхность для поршня и колец, снимая острые вершины микронеровностей, позволяет получить процент вскрытого шарообразного, пластинчатого графита, на поверхности чугунного цилиндра (гильзы цилиндра), не ниже — 20%, что соответствует качеству мировых лидеров производителей двигателей внутреннего сгорания.}

^{Подведем итог.}

^{Механическая обработка цилиндров (гильз цилиндров) выполненых из чугуна включает в себя востановление следующих параметров:}

^{· Размер цилиндра (по осям X-Y) с допуском +0,005мм;}

^{· Геометрию цилиндра ( по осям) с допуском +0,005мм;}

^{· Шероховатость поверхности;}

^{· Угол хонинговальной сетки;}

^{· Процент вскрытого шарообразного, пластинчатого графита; Параметр выведен и проверен иследованием:}

^{- возможности оборудования;}

^{- качество инструмента;}

^{- качество специальной СОЖ (смазывающе-охлаждающей жидкости);}

^{Схема измерений диаметра цилиндра}

^{Механическая обработка плоскости БЦ выполняется на станках Rottler: S7M, S8M.}

^{Обработка выполняется резцом - твердосплавной пластиной которая закреплена на планшайбе. Главное движение — вращение режущего инструмента происходит паралельно плоскости разъема БЦ и подача идет вдоль плоскости БЦ обеспечивает точность выполнения не плоскостьности до 0,010мм и шероховатость под любые виды прокладок заявленные Производителями ДВС.}

^{Шероховатость поверхностей после обработки соответствует рекомендациям ведущих производителей прокладок и уплотнений, таких как: GOETZE, Elring, Payen, Victor Reinz.}

^{Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания (ДВС) является одной из ключевых составляющих этой механической чудодейственной машины. Внутри блока цилиндров происходит сгорание топливно-воздушной смеси, который в свою очередь преобразуется в механическую энергию, приводящую в движение автомобиль или другую технику. Для обеспечения долговечности и производительности двигателя часто используется процесс, известный как гильзовка блока цилиндров.}

Гильзовка блока цилиндров

^{Гильзовка блока цилиндров - это технологический процесс, при котором внутрь блока цилиндров устанавливаются специальные металлические гильзы. Гильзы служат поверхностью, с которой контактируют поршни, и, таким образом, создаются условия для движения поршней внутри цилиндров.}

^{Основная цель гильзовки блока цилиндров - увеличение долговечности двигателя. Благодаря гильзам, стенки цилиндров становятся менее подверженными износу и повреждениям, вызванным трением поршней. Кроме того, гильзы обеспечивают более точный контроль диаметра цилиндров, что способствует улучшению сжатия, эффективности сгорания и производительности двигателя.}

Процесс гильзовки блока цилиндров

^{Процесс гильзовки блока цилиндров - это сложный и трудоемкий этап в производстве двигателей. Вот основные шаги этого процесса:}

Подготовка блока цилиндров: Сначала блок цилиндров подвергается тщательной очистке и обработке для удаления остатков старых гильз и других загрязнений.
Установка гильз: Новые металлические или чугунные гильзы устанавливаются в каждый цилиндр. Это может потребовать специального оборудования и навыков для того, чтобы убедиться, что гильзы сидят плотно и ровно.
Обработка поверхности гильз: После установки гильз поверхности обрабатываются, чтобы обеспечить правильную геометрию и шероховатость. Это важно для обеспечения хорошего сцепления с поршнями и кольцами. Расточка и хонинговка цилиндров под ремонтный или стандартный размер поршня.
Сборка двигателя: После гильзовки блока цилиндров двигатель собирается обратно, включая установку поршней, кольц и других компонентов.

Преимущества гильзовки блока цилиндров

^{Гильзовка блока цилиндров предоставляет несколько значимых преимуществ:}

^{Увеличение долговечности: Гильзы значительно уменьшают износ цилиндров, что позволяет двигателю работать дольше без потери производительности.}

^{Улучшение сжатия: Благодаря гильзам контроль диаметра цилиндров более точен, что улучшает сжатие в каждом цилиндре и, следовательно, эффективность сгорания топливной смеси.}

^{Меньший расход масла: Гильзы снижают вероятность проникновения масла в камеру сгорания, что может сократить расход масла и снизить загрязнение выхлопных газов.}

^{Увеличение производительности: Улучшенное сжатие и сниженный износ цилиндров могут способствовать увеличению мощности и производительности двигателя.}

^{Заключение}

^{Гильзовка блока цилиндров является важным технологическим процессом, который способствует увеличению долговечности и производительности двигателя внутреннего сгорания. Этот процесс требует специализированных навыков и оборудования, но его результаты оправдывают все усилия. Для владельцев автомобилей и другой техники это означает более надежный и эффективный двигатель, который будет служить им долгие годы.}

2023-09-25 22:12