Гильзовка блоков цилиндров
Принципиально все двигатели с цилиндрами и поршнями устроены одинаково (мы не говорим сегодня, например, о роторных двигателях), и получают износ цилиндров примерно одинаковым путем — при штатной работе поршневых колец по поверхности цилиндра, или из-за нештатных обстоятельств (задиры, царапины). А вот их ремонт уже сильно зависит от нюансов конструктивного исполнения. Об этом мы сегодня и поговорим.
Классифицировать двигатели можно по многим критериям. Рассмотрим ту классификацию, которая относится к гильзовке.
Гильзы и безгильзовые двигатели
Существуют два исполнения: либо рабочая поверхность цилиндра является материалом блока цилиндров, либо рабочей поверхностью является гильза, запрессованная или залитая в цилиндр.
Блок цилиндров без гильзы. Рабочая поверхность цилиндра – материал блока
Блок цилиндров с гильзой. Поршневые кольца работают по поверхности гильзы, не контактируя с материалом блока цилиндров
Это грубая классификация. Далее она разделяется на несколько веток, в зависимости от материалов блока цилиндров и материала гильз. Многообразие конструктивных исполнений не исчерпывается нижеперечисленными вариантами, однако смело можно сказать, что большинство наиболее распространенных вариантов перечислено.
Чугунный блок цилиндров без гильз
Цилиндры в блоке цилиндров выполнены сразу в рабочем размере, расточены и отхонингованы, поршневые кольца работают прямо по материалу блока.
Чугунный блок цилиндров без гильз
Тот же блок, вид вблизи. Видно, что гильзы нет, рабочая поверхность цилиндра — непосредственно материал блока
Как правило, такие блоки цилиндров предусматривают ремонтные размеры. Если износ невелик, цилиндры растачиваются в ремонтные размеры, и устанавливаются ремонтные поршни. Если износ превышает ремонтный размер или для данного двигателя не выпускаются поршни ремонтных размеров — под поршни номинальных размеров подбирается или изготавливается гильза соответствующих размеров, блок растачивается под посадку гильзы и гильзуется.
Чугунный блок цилиндров с чугунными гильзами
Цилиндры в блоке цилиндров изначально выполнены под прессовую посадку гильз. Гильзы запрессованы, и поршневые кольца работают по ним.
Здесь видно, что в чугунный блок запрессована гильза
В этой конструкции замена гильз — штатный технологический маршрут.
Алюминиевый блок цилиндров с чугунными гильзами
В этой конструкции гильзы из чугуна заливаются в блок цилиндров на этапе производства.
Заводские гильзы при этом имеют неровную внешнюю поверхность:
Это не огрех производства, а сделано специально для того, чтобы гильза была неподвижна относительно блока. В то же время это не позволяет просто выпрессовать гильзу из блока. Приходится снимать материал гильзы на расточном станке.
Стадии ремонта блока цилндров
Ниже приведены основные стадии ремонта такого блока. Так выглядит блок, подготовленный к установке гильз. Видно, что три гильзы слева уже вставлены, а четвертая — еще нет:
А так выглядит расточенный цилиндр вблизи. Сверху виден буртик под гильзу с верхним упором:
Алюминиевый лок цилиндр расточен
А так выглядит сама гильза с верхним упором:
Так гильзы выглядят, будучи установленными в блок:
Алюминиевый блок гильза вставлена
Алюминиевый блок цилиндров без гильз
Если поршневые кольца будут работать прямо по алюминию — алюминий достаточно быстро износится. Чтобы этого избежать, существует ряд способов. Первый способ – нанесение специального покрытия на алюминиевые стенки цилиндра. Примером такой технологии служит Nikasil – сплав никеля и кремния. В истории марки BMW был период выпуска двигателей с таким покрытием. Практика показала, что это покрытие достаточно часто «осыпается», поэтому производители двигателей от него отказались. Тем не менее, определенное количество автомобилей с такими двигателями до сих пор ездит по дорогам.
Для таких блоков цилиндров не предусматриваются ремонтные размеры — при расточке будет снято специальное покрытие, и все свойства стенки цилиндра будут утеряны. Поэтому аналогично безгильзовым чугунным блокам, под номинальный размер поршня подбирается или изготавливается гильза, под размер которой растачивается блок. Строго говоря, производитель не одобряет такого решения – поршневые кольца имеют некие особенности, ориентированные на работу именно по никасилу. Однако сложившаяся практика подтверждает, что после установки в такие блоки гильз из серого чугуна данные двигатели ходят долго и без проблем.
Другой вариант – изготовление блока из сплава алюминия и кремния, например, так называемый «Алюсил». В этом случае стенка цилиндра – опять же, материал блока, как и в случае с чугунным блоком без гильз. Цилиндры также проходят специальную обработку, «вскрывающую» зерна кремния в сплаве, что повышает долговечность покрытия. Увы, это не делает двигатель вечным – такие цилиндры также изнашиваются.
Алюсил блок под расточку
Видно отсутствие гильзы в алюминиевом блоке. Поршневые кольца работают прямо по стенке цилиндра
Алюсиловые блоки цилиндров обычно имеют ремонтные размеры, поэтому, если износ не слишком велик, можно расточить его в ремонтный размер, установить ремонтный поршень, и двигатель будет ездить дальше. Если же износ слишком велик – производитель предусматривает гильзовку блока специальными алюсиловыми гильзами. Беда в том, что такие гильзы очень дороги, поэтому более выгодной является установка обычных гильз из серого чугуна. Как и в случае с никасилом, производитель не предусматривает использования таких гильз, однако сложившаяся практика подтверждает, что после такой гильзовки двигатели достаточно долговечны.
После расточки блок с алюсиловым покрытием выглядит так:
Алюсил блок расточен
Фотография после установки гильзы не приведена, так как не имеет принципиальных отличий от фотографии предыдущего двигателя с установленной гильзой.
«Мокрые» и «сухие» гильзы
Двигатели с гильзами разделяются на две категории: «мокрые» гильзы напрямую контактируют с охлаждающей жидкостью, а в двигателях с «сухими» гильзами охлаждающая жидкость от гильз отделена.
Для двигателя с «мокрыми» гильзами их замена является штатной операцией, и для их замены не требуется специального оборудования. Важно уделить достаточно времени замене уплотнений между гильзой и блоком цилиндров — во избежание утечек охлаждающей жидкости.
Все перечисленные в предыдущем разделе конструкции являются конструкциями с «сухими» гильзами. Вот так выглядит блок с «мокрыми» гильзами:
Стык гильзы с блоком ближе:
Так выглядит посадочное место под «мокрую» гильзу. На фотографии — посадочное место под гильзу с верхним упором:
На двигателях с «мокрыми» гильзами часто присутствует коррозия в месте сопряжения гильзы с блоком цилиндра. Эту коррозию необходимо удалять при ремонте:
Поверхность гильз, контактирующая с охлаждающей жидкостью, тоже может страдать от коррозии. Выглядит это страшновато, но по существу на работоспособность никак не влияет:
Отдельно надо упомянуть конструкцию «opendeck», где цилиндры соединены с блоком только в нижней части. Иногда эту конструкцию называют «мокрыми» гильзами, что неверно. Это — конструкция с «сухими» гильзами, запрессованными или залитыми в материал блока цилиндров.
Несмотря на отсутствие верхних перемычек у цилиндров, видно, что гильзы не контактируют с рубашкой системы охлаждения — жидкость омывает только тело блока
Нюансы технологического процесса
Когда начинаешь описывать процесс, всегда сначала кажется, что описывать толком и нечего Расточили блок под внешний размер гильзы, запрессовали гильзу, на этом практически все. Казалось бы, ничего сложного. Однако же, нет.
- В зависимости от конкретного блока и сочетания материалов — запрессовка может выполняться по разным техпроцессам. Для чугунных блоков самый распространенный метод — запрессовка гильзы прессом, иногда с дополнительным нагревом блока цилиндров. Если гильзуется алюминиевый блок – его нагревают практически всегда.
- После установки гильз в цилиндры — гильзы обычно несколько выступают над плоскостью сопряжения блока цилиндров с головкой. После этого плоскость блока цилиндров протачивается или шлифуется для обеспечения ровной поверхности.
- В большинстве случаев гильзы после установки в цилиндр требуют проточки (на толщину около 0.1 мм), а также хонинговки. Принципиально нет сложностей изготовить гильзу сразу готовую к употреблению, однако при установке гильза может несколько деформироваться, и проточка позволяет гарантированно устранить потенциальную несоосность и другие нарушения геометрии.
Тем не менее, в отдельных случаях встречаются и гильзы, поставляемые сразу отхонингованными и не требующими дополнительных действий после установки в цилиндр.
Если говорить о «мокрых» гильзах» — они всегда поставляются «готовыми к использованию», и дополнительных действий после установки не требуют.
- «Сухие» гильзы обычно прессуются с натягом 0.03-0.04 мм. Принципиально возможно установить гильзу вовсе без натяга – гильза будет зафиксирована упором от перемещения вниз и головкой блока – от перемещения вверх. Однако нет гарантий, что со временем деформации от циклического нагрева-остывания не приведут к тому, что гильза начнет иметь свободный ход в вертикальном направлении. В этом случае двигатель несколько раньше «попросится» на ремонт.
Некоторой «страховкой» от такой ситуации служит порядок технологических операций. Если гильза «сидит» недостаточно плотно, то при хонинговании ее «поднимет» и она начнет выступать относительно плоскости сопряжения с головкой. Если же проход по плоскости выполнять после хонинговки – есть риск, что выступающая часть гильзы просто будет сточена, и факт недостаточно плотной посадки останется незамеченным.
Двигатели VR6
Отдельно имеет смысл рассмотреть работу с блоками цилиндров у двигателей VR6. В отличие от других блоков, здесь цилиндры «выходят» под углом к плоскости сопряжения блока цилиндов с головкой, что затрудняет установку на расточной станок.
Блок сначала устанавливается «начерно», примерно. После этого в расточной станок устанавливается вместо резца головка с часовым индикатором, и проходится по окружности цилиндра в верхней и нижней части. Таким образом можно точно проконтролировать, вертикально ли установлен цилиндр.
Головка с часовым индикатором выглядит так:
Обязательно ли гильзовать все цилиндры?
Иногда возникает вопрос, обязательно ли гильзовать все цилиндры? Можно ли обойтись ремонтом только одного цилиндра?
Универсальный ответ тут один — «по ситуации». Если критический износ получил только один цилиндр — конечно, имеет смысл обойтись только его гильзовкой, это вполне приемлемо. Правда, надо учитывать, что при гильзовке соседние цилиндры могут получить некоторую деформацию (эллипс), и в этом случае может потребоваться проточить их после этого, чтобы компенсировать эту деформацию. Но здесь конечное решение принимается индивидуально в каждом конкретном случае.
Гильзовка цилиндров: описание процесса ремонта блока цилиндров
Гильзовка осуществляется с целью восстановления работоспособности двигателя и обеспечения нормального движения поршней.
Зачем проводится гильзовка цилиндров?
Одной из основных операций, включенной в капитальный ремонт ДВС, является гильзовка блока цилиндров.
Она проводится с целью восстановления работоспособности цилиндро-поршневой группы мотора после большого пробега автомобиля.
В процессе возвратно-поступательных движений поршня между его юбками и поверхностью цилиндра возникает трение, приводящее к истиранию контактирующих элементов.
Спустя определенный период работы на внутренней поверхности цилиндров появляются повреждения, мешающие нормальной работе системы. Также стенки цилиндра расширяются вследствие истирания.
Гильзовка цилиндров проводится после расточки с целью уменьшения рабочего объема цилиндра и обеспечения нормального движения поршней.
Расточка и гильзовка блока
В процессе капитального ремонта стенки цилиндров растачивают для удаления повреждений. Расточка — метод механической обработки деталей, который заключается в удалении слоя металла.
Несколько расточек можно проводить без последующей гильзовки. Если расширение отверстия не оказало значительного влияния на объем цилиндра, то увеличивают размер поршневых колец и блок цилиндров в таком виде функционирует до следующей расточки.
После того, как гнезда были расточены до максимального размера или в случае снятия большого слоя металла для удаления повреждений стенок цилиндров, осуществляют гильзовку цилиндров.
Гильзовка – это установка в блок цилиндров металлических втулок, которые выступают в роли стенок цилиндров. Относительно их внутренней поверхности движется поршень.
Гильзы могут устанавливаться как в ремонтируемый двигатель, так и в новый. Чаще всего на заводах в транспортные средства ставят «мокрые» гильзы.
При ремонте меняют только изношенные гильзы. Необходимости в единовременной установке всех новых втулок нет.
Гильзовка является универсальным методом восстановления работоспособности блока цилиндров любого вида.
Для осуществления гильзовки необходимо подобрать втулку подходящего размера, расточить цилиндр для придания его стенкам необходимых характеристик и установить гильзу тем способом, который соответствует виду гильзы.
Важно правильно расточить поверхность цилиндра, чтобы посадочные гнезда под гильзы имели необходимую геометрию. В противном случае все дефекты, имеющиеся на стенках цилиндра, появятся на вставке и поршень не сможет оптимально двигаться в загильзованном цилиндре.
Многие автовладельцы не обращаются в автомастерские для установки гильз в блок цилиндров. Они осуществляют этот процесс самостоятельно.
Установка гильз
После расточки и подбора вставки оптимального размера приступают к процессу гильзовки.
Все гильзы делятся на два основных вида: «сухие» и «мокрые».
«Сухие» вставки получили свое название в связи с отсутствием контакта с охлаждающей жидкостью. Они не имеют уплотнительных элементов.
«Мокрые» же вставки одной своей стороной контактируют с системой охлаждения, поэтому они обжимаются уплотнительными прокладками для предотвращения попадания среды в рабочее пространство цилиндра и газов их рабочего блока в систему охлаждения.
Данные детали различаются по способу установки.
Установка сухих гильз
Сухие гильзы монтируются в блок цилиндров методом запрессовки. Этот процесс относится к наиболее сложным из всех видов гильзования.
Процесс «сухой» гильзовки в своем привычном варианте требует изменения температуры ремонтных деталей.
Гнездо для гильзы нагревается до высокой температуры (около +150 °С), в то время как сама втулка охлаждается с помощью жидкого азота.
После охлаждения гильзы ее поверхность обрабатывается средством для предотвращения образования конденсата.
Установка гильз производится методом их помещения в гнездо. Они принимают необходимое положение под собственным весом или в результате непродолжительного постукивания молотком.
Благодаря такому методу гильзования достигается высокая плотность посадки и оптимальный натяг в месте соприкосновения деталей.
Однако данному трудоемкому процессу есть эффективная альтернатива – использование при запрессовке гильзы сухого смазочного материала, например, MODENGY A — MOLY.
На поверхности гильзы создается смазочный слой, содержащий частицы дисульфида молибдена. Он снижает коэффициент трения в процессе установки гильзы и предотвращает образование задиров при запрессовке.
Материал наносится распылением из аэрозольного баллона. После запрессовки остатки состава необходимо удалить методом продувки.
Такой способ запрессовки исключает необходимость нагрева блока цилиндров и охлаждения втулки в жидком азоте, благодаря чему значительно упрощается процесс гильзовки.
Установка мокрых гильз
Мокрые гильзы монтируются значительно проще, чем сухие. Их установка не предусматривает повышения или понижения температуры деталей.
Мокрые гильзы легко достаются из гнезда вручную, после чего так же просто устанавливаются в блок цилиндров.
Сначала гильзу вставляют без уплотнительного эластомерного элемента для проверки правильности подобранного размера втулки и отсутствия защемления при монтаже. При возникновении неточностей корректируют размер деталей.
Окончательный монтаж осуществляют при наличии уплотнений на гильзе. Втулку устанавливают медленно, нельзя допускать резких движений и сильных ударов молотком.
Присоединяйтесь
Все материалы сайта https://atf.ru/ принадлежат
ООО «НОВЫЕ РЕШЕНИЯ» ИНН 5751054390
© 2004 – 2023 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.
Гильзовка блока цилиндров — технологический процесс гильзования
Доброго времени суток, уважаемые автолюбители! Суть технологической операции «ремонт двигателя» можно классифицировать на два типа: текущий ремонт двигателя и капитальный ремонт двигателя.
В текущий ремонт двигателя, смело относим такие операции, как например, замена прокладки ГБЦ или регулировка теплового зазора клапанов. Этот тип ремонта не требует демонтажа двигателя, и может быть выполнен в гаражных условиях своими руками.
С капитальным ремонтом двигателя дело обстоит чуть сложнее. В этом случае своими руками мы можем лишь произвести снятие и установку ГБЦ или блока цилиндров. А такие операции, как: расточка, хонингование или гильзовка блока цилиндров, уже нужно выполнять на специализированном оборудовании, которое вряд ли у вас завалялось в гараже.
Что собой представляет гильза цилиндра
Гильза в переводе с немецкого языка – оболочка. В нашем случае гильза блока цилиндров – это съёмная металлическая вставка в блоке цилиндров. В ней перемещается поршень двигателя, и она же определяет рабочий объём цилиндра двигателя.
Ремонт гильзы цилиндра называется «гильзование» и является достаточно сложным технологическим процессом. Ремонт гильзы цилиндра производится либо по рекомендации производителя в определенные сроки (пробег), либо в случае износа цилиндров. Здесь учитываются и марка блока и модель двигателя, и, соответственно, износ цилиндра.
В современном автомобиле применяется два типа гильз:
- «мокрые» гильзы – наиболее ремонтопригодные гильзы. Гильзы конструктивно взаимодействуют внешней стороной с охлаждающей жидкостью двигателя. Комплектуются уплотнительными прокладками, исключающими попадание жидкости или наоборот газов в охлаждающую жидкость.
- «сухие» гильзы – этот тип гильз вмонтирован непосредственно в сам блок цилиндров при изготовлении
Типичными требованиями, которые предъявляются к эксплуатационным свойствам гильз цилиндров, являются: актикоррозийная устойчивость, высокая износостойкость металла, прочность. Надёжность уплотнений ремонтных гильз при гильзовании блока цилиндров должна обеспечиваться высокая надёжность уплотнений в месте стыка гильзы и блока.
К ремонтным гильзам предъявляются определенные требования, о которых должны знать не только специалисты, но и мы, автолюбители. Особенно, если приобретаем их самостоятельно.
- Форма гильзы – её эллипсность и конусность не должны превышать 0,02 мм. а разность толщины стенки 0,01 мм.
- Поверхность гильзы должна быть выполнена в соответствии 8-10 классу точности.
- Выбор ремонтной гильзы блока производится по соответствующему каталогу. При выборе необходимо учитывать припуск для проведения последующей расточки.
Как происходит ремонт гильз цилиндров
Начнем с того, что уточним – ремонт гильз цилиндров не обязательно должен проводиться с заменой всех гильз. Для этого существует диагностика гильз цилиндров при помощи нутромера, после которой и принимается решение о замене гильз.
Технология ремонта гильз цилиндра отличается в зависимости от типа гильз. «Мокрые» гильзы более просты для ремонтных операций. Их замена производится вручную.
С «сухими» гильзами процесс замены более сложен, и требует применения оборудования и участия специалистов.
Технология гильзования цилиндров блока, практически подходит для ремонта любого двигателя. Блоки цилиндров из чугуна гильзуются чугунными втулками, изготовленными из легированного чугуна. Для алюминиевых блоков применяются гильзы из сплава алюминия с содержанием присадок для разных видов покрытия поверхности цилиндров.
Технология гильзовки блока цилиндров
В первую очередь производится расточка цилиндров. Процедура важная, так как здесь должна быть соблюдена правильная геометрия гнёзд под гильзы. Эллипс гнезда впоследствии передастся гильзе, что повлечет за собой неправильную работу поршня и… остальные вытекающие последствии.
После расточки под необходимый ремонтный размер, производится хонинговка гнёзд для точности поверхности. И, переходим к непосредственно процедуре гильзования блока цилиндров.
Гильзовка «сухих» гильз
Метод горячего гильзования имеет в основе своей учёт разницы температур блока и втулки. Блок нагревают до температуры 150 0 , затем в гнездо вставляется охлаждённая в жидком азоте гильза.
Предварительно гильза обрабатывается спецсоставом для того, чтобы избавить её от водяного конденсата при монтаже. Метод горячего гильзования считается наиболее качественным, т.к достигается наиболее оптимальный натяг в соединении материалов.
В случаях, когда цилиндры выполнены из галникала, они не поддаются предварительной расточке. Тогда гильзование алюминиевых втулок производится методом запрессовки.
Метод запрессовки состоит из следующих этапов:
- нагрев ответной детали (в нашем случае – блока);
- охлаждение втулки в азоте;
- нанесение в отверстие гнезда герметика;
- установка (запрессовка) втулки в гнездо.
Таким вот образом производится один из видов капитального ремонта двигателя – гильзование цилиндров блока. При грамотном выполнении этой операции, и при соблюдении всех рекомендуемых параметров, отремонтированный двигатель «пробежит» ещё не один десяток тысяч км.
Успехов вам в поиске классных специалистов для гильзования блока цилиндров двигателя.
Гильзовка блока цилиндров
Гильзовка блока цилиндров требуется при значительном износе двигателя. По причинам неправильной эксплуатации, сложных климатических и дорожных условий стенки цилиндров подвергаются процессу разрушения. Благодаря ионно-плазменному напылению цилиндров двигатели импортного автопрома прекрасно работают в благоприятных условиях, но в нашем климате и в наших дорожных условиях быстро изнашиваются.
В сильные морозы, к примеру, масло в двигателе может замерзать. Стенки цилиндров могут также пострадать из-за поездок по бездорожью. Если блок цилиндров, поступивший в «Ремонт Центр», не подлежит скорому ремонту — расточке блока, — выполняется гильзовка блока цилиндров.
Гильзовка блока цилиндров — это алгоритм высокоточных операций, проводимых на специализированном станочном оборудовании, в результате которых цилиндрам возвращаются их рабочие характеристики.
При проведении капитального ремонта двигателя к гильзовке чаще всего прибегают по причине уже проводимой ранее расточки цилиндров в ремонтный размер, после которой цилиндры уже достигли своих ремонтопригодных пределов. Нередко автомобилисты при проведении плановых работ обнаруживают дефекты, например, задиры в отдельных цилиндрах и приходят к решению выборочно гильзовать цилиндры блока при сохранении имеющейся поршневой группы.
Процесс гильзовки блока цилиндров состоит из целого ряда операций: расточки блока под гильзовку, обработки гильз в размер расточенных цилиндров, гильзовки блока, расточки гильзованного блока под поршни, хонингования цилиндров и шлифовки плоскости блока. Необходимо отметить, что на каждом этапе работы от оператора-расточника требуется сохранять повышенное внимание к деталям и всему процессу в целом, поскольку от точности исполнения алгоритма работы и профессиональных качеств оператора зависит финальное качество проводимых работ.
Ремонт предусматривается как для чугунных блоков, так и блоков, изготовленных из алюминиевых сплавов.