Повреждение поршневой группы автомобильного двигателя — крайне неприятная проблема, для решения которой довольно часто требуется капитальный ремонт. Одним из компонентов, который может повредиться в данной группе, является гильза блока цилиндров. Она постоянно работает в агрессивной температурной среде из-за детонации топлива, что при проявлении малейших дефектов приведет к ее выходу из строя. В рамках данной статьи рассмотрим, какие проблемы могут произойти с гильзой блока цилиндров, и как их можно предупредить и устранить.
Можно назвать 4 основных дефекта, присущих гильзе блока цилиндров поршневой группы:
Каждый из этих дефектов ведет к проблемам в работе двигателя и потенциальному его выходу из строя.
Пожалуй, самая распространенная проблема с данной деталью из всех означенных выше. В процессе работы практически всей внешней площадью гильза блока цилиндров соприкасается с охлаждающей жидкостью. Это вызывает возникновение процесса кавитации, который происходит по причине образования в жидкости мелких пузыриков, которые “взрываются” у поверхности гильзы при ее вибрации. Тем самым на внешней поверхности гильзы блока цилиндров возникает износ.
Опасна данная ситуация тем, что мельчайшие повреждения внешней поверхности детали могут вести к образованию коррозии в микротрещинах. Со временем эти трещины разрастаются, и гильза не может сдерживать в полной мере охлаждающую жидкость. Через нее жидкость попадает в картер двигателя, и в масле двигателя возникает эмульсия.
Устранить износ внешней поверхности гильзы блока цилиндров возможно путем извлечения детали и наложения на участки с трещинами полимерных композитов. Но стоит отметить, что подобный ремонт далеко не всегда экономически целесообразен, поскольку данная работа довольно трудозатратная, а эффект от подобных действий низкий, и через некоторое время гильзу придется заменить.
Чтобы сократить износ внешней площади гильзы, рекомендуется использовать качественные охлаждающие жидкости, которые рекомендуются производителями для конкретного мотора.
Рассмотренная выше проблема вызывает образование микротрещин на поверхности гильзы. Но могут и более серьезные повреждения возникнуть на детали, если мотор эксплуатируется в агрессивном режиме или с нарушением правил эксплуатации. Например, к образованию трещин на гильзе приведут:
Помимо факторов, которые зависят от водителя автомобиля, также стоит отметить, что образование трещин в гильзах возможно по причине производственного брака.
Есть ряд симптомов, которые указывают на наличие трещин на гильзах блока цилиндров:
Если имеют место быть перечисленные симптомы, рекомендуется прекратить эксплуатацию такого автомобиля и направиться на СТО, где специалисты смогут провести диагностику и определить наличие или отсутствие трещин на гильзах.
Для диагностики трещин гильзы блока цилиндров используются методы:
Если в гильзе блока цилиндров образовались трещины, она не подлежит ремонту, и потребуется замена детали.
Внутри блока цилиндра автомобильного двигателя располагается небольшое округлое углубление, которое фиксирует в данном блоке гильзу. Это углубление принято называть “седлом бурта”. При повреждении седла гильза перестанет прилегать целиком по площади седла.
Обратите внимание: В блоке цилиндров сверху располагается прокладка головки блока цилиндров. Она должна обязательно прилегать к верхней части седла буртика максимально плотно. Максимальное усилие на седло буртика передается через болты и прокладку, и при креплении прокладки болтами нужно исключить вероятность ее горизонтального движения.
Возникнуть излом бурта гильзы блока цилиндров может по ряду причин:
Специалисты станции технического обслуживания при сборе мотора после капитального ремонта или в других случаях должны соблюдать строгие правила, которые позволят избежать излома бурта:
Если возникло повреждение бурта головки блока цилиндров, устранить проблему с дефектом гильзы возможно путем наваривания металла, но чаще всего целесообразна замена гильзы.
Внутри гильзы блока цилиндров также могут возникнуть различного рода дефекты. Чаще всего это образование царапин и задир, из-за которых снижается герметичность прилегания поршневых колец, что ведет к снижению компрессии двигателя.
Чаще всего такая проблема возникает на автомобилях, которые регулярно движутся по запыленным дорогам, особенно если установлен низкокачественный воздушный фильтр. Также попасть посторонние предметы внутрь гильзы блока цилиндров могут через негерметичное соединение воздуховодов или с различными жидкостями — топливо, моторное масло.
Для восстановления гладкости зеркала гильзы блока цилиндров используется метод хромирования. Если повреждения массовые, потребуется замена гильзы.
Загрузка...
okeydrive.ru
Гильзы цилиндров являются направляющими для поршней и вместе с головкой образуют полость, в которой осуществляется рабочий процесс двигателя. Они изготовлены отдельно от блока из специального чугуна и закалены токами высокой частоты. На наружной поверхности гильзы имеются верхний и нижние пояски для центрирования и фиксации при запрессовке в блок, а в верхней части упорный бурт для установки на торец блока и надежного уплотнения газового стыка с головкой цилиндров. Наружная поверхность между поясками омывается охлаждающей жидкостью, такие гильзы называются «мокрыми». Уплотнение рубашки охлаждения обеспечивается резиновыми кольцами: в верхней части одно кольцо установлено под буртом в проточке гильзы, в нижней части вала кольца - в проточке блока.Внутреннюю поверхность цилиндра подвергают закалке с нагревом ТВЧ и тщательно обрабатывают, получая после шлифовки зеркальную поверхность – зеркало цилиндра.При этом уменьшается трение между цилиндром и поршнем, повышается износостойкость цилиндра и долговечность цилиндропоршневой группы. Для лучшего удержания смазки на этой поверхности имеется мелкая редкая ромбовидная сетка.
Наиболее нагруженной во время работы двигателя является верхняя часть цилиндра, так как здесь происходит сгорание смеси, сопровождаемое резким повышением давления (до 5...12 МПа) и температуры (до 2300...2500 К).
Головки цилиндров отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава. Они имеют водяные полости, сообщающиеся с такими же полостями блока цилиндров, впускные и выпускные каналы, вставные седла и направляющие втулки клапанов.
Стык головки цилиндра с блоком уплотнен двумя типами прокладок. Одна резиновая прокладка уплотняет головку по контуру и полости для штанг газораспределительного механизма, герметичность водоперепускных и пароотводящих каналов обеспечивают отдельные резиновые кольца, вставляемые в отверстия головки.
Газовый стык головки и гильзы цилиндра уплотнен кольцом, которое непосредственно соприкасается с буртом гильзы и благодаря высокой точности обработки свинцовому покрытию уплотняет стык.
В головках цилиндров размещены клапанный механизм и форсунка. Клапанный механизм головки закрыт алюминиевой крышкой, уплотненной прокладкой. Чугунные седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов растачиваются после их запрессовки в головку. Со стороны привалочной плоскости каждой головки выполнены два отверстия, в которые при сборке двигателя входят запрессованные в блок фиксирующие штифты. Каждая головка закреплена на блоке цилиндров четырьмя болтами. Чтобы избежать нарушения герметичности газового стыка, болты затягивают по перекрестной схеме, в три приема.
Впускной и выпускной каналы расположены с противоположных сторон головки. При взгляде на двигатель со стороны впускные клапаны головок находятся справа, а выпускные — слева.
Впускной канал имеет тангенциальный профиль, обеспечивающий вихревое движение воздуха в цилиндре, улучшение смесеобразования и ускорение процесса сгорания впрыскиваемого топлива. Гнездо под форсунку расположено со стороны выпускного клапана под углом к оси цилиндра.
studfiles.net
=========Гильзы цилиндров===========Создание максимально легкого и мощного двигателя — первоочередная задача для инженеров всех автомобильных компаний, которую они с тем или иным успехом пытаются решить уже более ста лет. Настоящей революцией стало появление двигателей, полностью сделанных из алюминия. Однако применение этого материала поставило перед разработчиками новую задачу — как создать в алюминиевом блоке прочные цилиндры? Самым удачным решением стало применение гильз, активно применявшихся при создании двигателей для мотоциклов, у которых нет общего блока цилиндров.
Виды гильз и требования, которые к ним предъявляются
Гильза должна быть очень прочной и тугоплавкой, ведь в случае с алюминиевым блоком он играет лишь роль корпуса, в котором она держится. Противостоять теплу, давлению и износу ей приходится самостоятельно. Поэтому гильзы должны обладать высокой износостойкостью, высокой антикоррозийной устойчивостью, жаростойкостью и прочностью. В зависимости от конструкции двигателя гильзы делятся на «мокрые» и «сухие». суть этого термина напрямую связана с особенностями системы водяного охлаждения двигателя.
«Мокрые» гильзы получили наибольшее распространение, так как отлично решают задачу отвода тепла
«Мокрые» гильзы
«Мокрыми» называются гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью, циркулирующей в системе каналов, пронизывающих толщу блока цилиндров. Эта система называемой «водяной рубашкой» и служит для равномерного отвода тепла от блока цилиндров. В районе установки гильз охлаждающая жидкость «выходит на поверхность», чтобы напрямую омывать стенки гильзы. Поэтому такой тип гильз и называется мокрым. Блок цилиндров с «мокрыми» гильзами обеспечивает лучший отвод тепла, поэтому «мокрые» гильзы получили очень широкое распространение. Они применяются на легковых автомобилях Volvo, Renault, ГАЗ-24, Москвич и других.
Уплотнение между гильзой и блоком достигается путем установки медной прокладки между отлитым буртом гильзы и плоскостью блока
Ремонт двигателей, оснащенных «мокрыми» гильзами, крайне прост — в блок устанавливается новые пары гильза-поршень, не требующие доработки. Для капремонта даже нет необходимости снимать двигатель, и он может быть выполнен даже в полевых условиях.
«Сухие» гильзы
«Сухие» гильзы запрессованы в тело цилиндра и не имеют прямого контакта с охлаждающей жидкостью. Некоторые производители предпочитают делать алюминиевые блоки с не сменными гильзами методом литья. В этом случае гильзы укрепляются в форме для отливки, которая позже заполняется расплавленным алюминием. Созданные таким образом блоки цилиндров по жесткости от обычных чугунных не отличаются. При необходимости ремонта гильзы растачиваются и хонингуются, как обычные цилиндры. Такую технологию используют для производства двигателей Volkswagen, Land Rover, Honda, Audi,Volvo и ряда других.
«Сухие» гильзы хуже отводят тепло, но их применение позволяет придать блоку цилиндров монолитную жесткость
Применение гильз снимает ограничение с количества капремонтов, которые способен выдержать блок. Теоретически этом можно делать неограниченное количество раз, хотя на деле это никому не нужно, так как кузов автомобиля, к сожалению, не вечен. Так, для обычного блока без гильз допустимо не более 3-4 предусмотренных изготовителем калибров ремонтных поршней. Это ограничивает количество возможных ремонтов. Когда же выполнен последний ремонт и цилиндр больше не подлежит расточке, то «выручают» гильзы, запрессовка которых вновь поднимает ресурс блока на несколько ремонтов.
Установка гильзы в цилиндр
Внутренняя поверхность цилиндра растачивается и тщательно шлифуется перед запрессовкой, такой же обработке подвергают и наружную поверхность гильзы для плотности посадки в цилиндр. Затем гильзы, имеющие, как правило, упорную кромку в верхней части, запрессовываются в расточенный цилиндр с натягом 0.03-0.04 мм.«Мокрые» гильзы полностью «готовы к употреблению». После запрессовки в блок цилиндров внутреннюю поверхность обрабатывать не нужно, на ней уже есть хон. Сухие гильзы, как правило, нужно растачивать после установки.
Гильзы растачивают и хонингуют строго под определенную группу поршней. Каждый поршень замеряется, и по его замерам идет расточка гильзы. После такой подгонки поршень маркируется по цилиндру и не подлежит установке в другие цилиндры. Кстати, при капремонте гильзованного двигателя рекомендуется покупать так называемые «ПОНы», подобранные в заводских условиях комплекты из гильз, цилиндров и пальцев.
Как исключение можно упомянуть японскую компанию Isuzu, выпускающую двигатели, где в блоке установлены стальные тонкостенные гильзы с покрытием из пористого хрома, не требующие механической обработки.
В двигателях Isuzu гильзы устанавливаются в блок без натяга и удерживаются в теле за счет прижима притянутой болтами установленной поверх головки блока цилиндров.
Гильзы в двигателях с воздушным охлаждением
Для двигателей воздушного охлаждения гильзы цилиндров выполнены по образу мотоциклетных, с ребрами охлаждения. Так как цилиндры должны охлаждаться потоком воздуха, из них нельзя сформировать блок и они устанавливаются на двигатель в виде отдельных деталей.
Гильзы крепятся к картеру (через медные прокладки) посредством невысоких шпилек через специальный опорный фланец или же посредством анкерных шпилек, проходящих сквозь всю головку цилиндров. Головка устанавливается на эти шпильки и затягивается в обычном порядке, прижимая тем самым цилиндры к картеру и обеспечивая герметизацию.
Мотоциклетные двигатели с воздушным охлаждением и стали «донором», давшим миру автомобильные гильзованные двигатели
Для двигателей с воздушным охлаждением гильзы цилиндров изготавливаются либо из одного вида металла (монометаллические), либо из двух металлов (биметаллические).
Монометаллические цилиндры воздушного охлаждения выполняют в основном из чугуна, иногда из стали или из легких сплавов.
Биметаллические цилиндры также выполнены из чугуна или стали, а поверх корпуса отлиты алюминиевые ребра.
Недостатки блоков с гильзами воздушного охлаждения
Двигатели с гильзами воздушного охлаждения очень восприимчивы к температурному режиму и при перегреве «страдают» отпусканием резьбы шпилек крепления цилиндров в алюминиевом блоке. Это ведет к вытягиванию шпильки и разрушению резьбы, что ослабляет затяжку гильзы и вызывает разгерметизацию и потерю компрессии. Попытка подтяжки соединения заканчивается полным выходом посадочной резьбы шпильки из тела картера и последующим ремонтом. Иными словами, допускать перегрева алюминиевого двигателя не стоит ни при каких обстоятельствах.
carmotorcycles.org
