Начнем с того, что гильзовка двигателя является решением, которое продиктовано необходимостью снизить вес силового агрегата. Еще следует отметить, что данная технология также позволяет добиться общей экономии в рамках производства ДВС. В этой статье мы поговорим о том, что значит гильзованный двигатель, а также как гильзование отражается на ресурсе и надежности мотора.
Читайте в этой статье
Итак, гильзованный мотор появился для того, чтобы добиться снижения веса двигателя. Если просто, снизить вес стало возможным благодаря тому, что при изготовлении блока цилиндров начал использоваться алюминий, а не чугун.
Дело в том, что чугун даже с учетом его прочности и дешевизны в три раза тяжелее алюминия, также отличается склонностью к образованию коррозии, имеет меньшую теплопроводность. В результате чугунные блоки требуют лучшего охлаждения, в систему необходимо заливать большее количество антифриза и т.д.
Первые попытки по внедрению алюминиевых блоков были проведены еще в 1930-е годы на некоторых спортивных авто. Такие «облегченные» двигатели представляли собой алюминиевый блок, в который вставлялись мокрые чугунные гильзы. Понятие «мокрые» означает, что между гильзой и телом блока находится ОЖ из системы охлаждения.
Далее к середине 50-х аналогичная конструкция стала использоваться не только в автоспорте, но и на конвейере. Однако в те годы полностью вытеснить чугун не удалось по причине технологической сложности процедуры гильзования, а также с учетом сниженной жесткости блока, высоких нагрузок на гильзы, быстрому прогару прокладки БЦ даже при незначительных перегревах.
К началу 1970-х стала активно использоваться практика установки в блок из алюминия «сухой» гильзы. Такая гильза вставлена в блок, при этом каналы для антифриза в данной области отсутствуют. При этом запрессовка разогретой чугунной гильзы в более мягкий алюминий является сложным процессом.
Еще алюминий и чугун имеют разный коэффициент температурного расширения, в результате чего возможно появление зазора между блоком и самой гильзой после выхода ДВС на рабочие температуры. Однако плюсом стала жесткость такого цилиндра. При этом показатель жесткости был не лучше, чем у чугуна, зато достигалось существенное снижение веса блока.
Дальнейшее развитие технологий привело к тому, что вместо запрессовки гильз блок цилиндров стал отливаться вокруг них. Визуально чугунная гильза стала напоминать вставку, которая вплавлена в алюминий.
Прочность была повышена, однако такие гильзы нельзя выпрессовать из блока для замены, подбора ремонтного размера и т.д. Другими словами, официально гильзованный по данной технологии блок стал непригодным для ремонта, то есть началась эра одноразовых моторов. Затем многие производители и вовсе отказались от чугунных гильз в алюминиевом блоке цилиндров.
Читайте также
Разобравшись с тем, что значит гильзованный двигатель и зачем нужна установка гильз, давайте рассмотрим дальнейшее развитие технологий производства алюминиевых блоков. Вполне очевидно, что решение отказаться от чугуна и установки гильз позволяет упростить и удешевить процесс, исключить сложную запрессовку гильзы, отливку блока вокруг «стакана» и т.д.
Параллельно цельный блок из алюминия означает, что больше нет необходимости принимать в расчет температурные характеристики двух разных металлов (чугун и алюминий), позволяя добиться лучшего охлаждения цилиндров.
Единственное, алюминий как был, так и остался мягким. Это значит, что стальные поршневые кольца на поршне быстро приведут такой цилиндр в негодность. Получается, зеркало алюминиевого цилиндра нужно сделать более прочным. Для решения задачи автопроизводители разработали схемы обработки поверхностей цилиндров различными сверхпрочными покрытиями.Так появился безгильзовый алюминиевый блок цилиндров. Первые серийные образцы можно было встретить еще в 1971 г. В основе лежал алюминиевый сплав, в который добавлялся кремний (около 17%). В двух словах, зеркало цилиндра резко и сильно охлаждали, в результате происходила кристаллизация кремния в зоне охлаждения. Далее зону упрочнения также обрабатывали кислотами, чтобы удалить остатки алюминия на молекулярном уровне.
Результатом стала твердая стенка, по которой жесткие поршневые кольца могли свободно работать без риска повреждения зеркала цилиндра (так же, как и в чугунном блоке). Далее этот метод получил развитие. Также появились гильзы из алюминия, которые специально насыщали кремнием.
Технологии упрочнения зеркала цилиндра кремнием в Европе получили название Silumal и Alusil. Изготовление алюминиевых упрочненных гильз называется Locasil. Казалось бы, можно было праздновать победу над чугунном даже с учетом неремонтопригодности таких блоков, однако на практике все оказалось иначе.
Во всех случаях алюминиевые блоки склонны сильно повреждаться от механического воздействия, в результате образуются серьезные задиры. Дело в том, что под прочным кремниевым слоем, который при этом весьма тонкий, все равно остается достаточно мягкий алюминий.
Кстати, еще одним витком эволюции стала технология упрочнения стенок цилиндра путем гальванического нанесения никеля и карбида кремния под названием Nikasil. Владельцы моделей BMW и Audi хорошо знакомы с такими блоками. Компания БМВ затем пошла еще дальше, выпустив двигатель, который имел алюминиевые упрочненные гильзы, а остальные элементы были выполнены из магниевого сплава. Такой сплав позволил сделать двигатель еще более легким.
Сегодня также постоянно ведутся работы над созданием более совершенных технологий по нанесению упрочняющего покрытия. Например, лазерное легирование кремнием, технология плазменного напыления составов с железом, создание на стенках прочного покрытия из титана и т.д.
С учетом того, что современные технологии шагнули далеко вперед, автопризводители немедленно заявили о том, что двигатели стали не только легче, но и получили увеличенный ресурс. Теоретически так и должно было быть, однако на практике все оказалось несколько иначе.
Прежде всего, хотя кремниевое покрытие или никель тверже и прочнее чугуна, такие блоки все равно очень быстро изнашивались. Например, многие хорошо помнят ситуацию с моторами BMW M52 или M60, которые отличались сильным износом даже не к 100 тысячам пробега, а уже к 60-70 тыс.
Исследования определили, что причиной такого износа оказалась сера, которая содержалась в топливе. Если просто, сера фактически разрушала прочное покрытие на стенках цилиндров. Если к этому добавить, что блок изначально неремонтопригодный, проблема оказалась достаточно серьезной. Естественно, в БМВ от использования покрытия Nikasil сразу отказались.
Если же говорить об общем ресурсе моторов с алюминиевыми блоками цилиндров различных производителей, на деле ресурс составляет, в среднем, около 300 тыс. км. При этом на данный показатель не особенно влияет сама технология упрочнения цилиндров, а также объем двигателя, его тип и т.д.
Другими словами, форсированный двигатель V8 на дорогом Porsche выйдет из строя уже к 300 тыс. км, при этом простые чугунные блоки или алюминиевые блоки с гильзой из чугуна на моторах с рабочим объемом 1.6-1.8 литра вполне способны отходить 400-450 тыс. км.
Если же сравнивать легендарные двигатели-миллинонники из 90-х, которые при должном обслуживании и уходе могли пройти по 750-850 тыс. км. без замены поршневых колец, сегодня современные агрегаты (например, двигатель FSI) выходят из строя к 200 тыс. км, а турбированные высокофорсированные версии даже раньше.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое хонингование цилиндров двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, для чего на стенки наносится хон, какие преимущества такое решение имеет по сравнению с полировкой зеркала цилиндра, а также как правильно выполнить хонинговку цилиндра. Если говорить о поломках, алюминиевый блок может немедленно выйти из строя без возможности восстановления в случае непредвиденной поломки (например, сломались поршневые кольца и т.д.). При этом замена блока цилиндров обойдется достаточно дорого (в зависимости от марки и модели стоимость замены блока на новую деталь может составлять около 25-30 % от стоимости всего подержанного авто и больше). Вполне очевидно, что небольшой ресурс ЦПГ может обернуться серьезными проблемами для владельца после покупки автомобиля с пробегом на вторичном рынке.
С учетом перечисленных выше минусов и высокой стоимости замены блока, достаточно актуальным стал вопрос практической возможности ремонта. И снова на помощь автолюбителям пришли уже знакомые гильзы. Не так давно специалисты начали практиковать технологию гильзования блоков из алюминия, которые официально не пригодны для восстановления.
Процедура сложная и не самая дешевая, однако на фоне покупки нового блока или контрактного двигателя затраты все равно меньше. Более того, в ряде случаев грамотно выполненная установка чугунной гильзы в алюминиевый блок позволяет значительно увеличить ресурс мотора после такого ремонта.Читайте также
krutimotor.ru
Техническое состояние гильз цилиндров во много определяет тягово-экономические показатели двигателя и его ресурс. Различают несколько основных эксплуатационных дефектов гильз ДВС, классификация и причины возникновения, которых, а также способы устранения рассмотрены в данной статье.
Ключевые слова: гильза цилиндра, двигатель внутреннего сгорания, эксплуатационный дефект, расход топлива, компрессия, износ, трещины.
Гильза цилиндра двигателя внутреннего сгорания представляет собой цилиндрическую вставку, формирующую рабочий объем двигателя и определяющая положение поршня при его движении. От технического состояния гильз цилиндра ДВС зависят такие параметры как мощность, расход топлива, компрессия, расход масла и так далее [1–3].
Основные дефекты гильз цилиндров ДВС, образующиеся при эксплуатации: трещины, износ наружной поверхности, излом бурта, износ посадочных поясков, износ внутренней (рабочей) поверхности.
1. Трещины.
Трещины на поверхности гильз цилиндров могут возникать от перегрева ввиду превышения предельно допустимой нагрузки на двигатель, неполноценной работы системы охлаждения, под воздействием ударных нагрузок, из-за «размораживания» охлаждающей жидкости двигателя или при нарушении технологии ремонта (перетяжка болтов, перекосы при запрессовке и так далее) [4–6].
В результате чрезмерного нагрева, а иногда и от резкого охлаждения в гильзах появляться микротрещины, которые под действием температуры и ударных нагрузок могут привести к физическому разрушению гильзы, что в конечном итоге вызовет потерю работоспособности цилиндропоршневой группы и двигателя в целом.
При дефектации трещины в гильзах можно обнаружить с помощью рентгенографического исследования, с помощью ориентирования металлических опилок вдоль трещины под воздействием магнитных полей или путем применения смазок и жидкостей, имеющих высокую проникающую способность. При обнаружении трещин гильзы не подлежат ремонту или восстановлению и выбраковываются [4, 7].
2. Износ наружной поверхности.
Как правило, большая часть наружной поверхности находиться в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью, в связи с этим, основными причинами повреждения этой поверхности гильз является квитанционное изнашивание и коррозионные процессы. Величина повреждений наружной поверхности может быть значительно снижена путем применения специализированных охлаждающих жидкостей (антифризов), имеющих в своем составе антикоррозионные, противопенные и другие присадки [2, 5–8].
Наличие дефектов наружной поверхности гильз может приводить к протечкам охлаждающей жидкости в картер двигателя и взаимодействия с моторным маслом, в результате чего образуется масляная эмульсия, не способная полноценно выполнять свою работу. Либо возможно загрязнение охлаждающей жидкости моторным маслом.
Устранение таких дефектов возможно путем нанесения полимерных композиций на изношенные поверхности [1–3, 7–8].
3. Излом бурта.
Основными причинами излома бурта гильзы являются: наличие посторонних частиц при запрессовке; неровности и перекосы в области седла буртика в блоке цилиндров; неподходящая по высоте и размерам прокладка головки блока цилиндров; нарушения технологии обработки при ремонте и восстановлении.
Иногда головка блока цилиндров имеет канавку по всему периметру, в которую входит противопожарный борт, причем головка и гильза цилиндра не должны соприкасаться. Если вследствие перекоса или повреждения головка блока требует выравнивания, канавка должна быть пропорционально увеличена. В противном случае есть опасность того, что усилие будет направлены не на прокладку, как должно быть, а на противопожарный борт гильзы цилиндра.
Если данный дефект гильзы не будет вовремя обнаружен, то после пуска двигателя сломанная гильза сдвинется в направлении коленчатого вала, и как только место излома окажется на высоте первого поршневого кольца, поршневое кольцо выскочит выше места излома. При обратном ходе поршня он вдавит гильзу цилиндра. Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.
Устранить такой дефект можно с помощью пластической деформации, наплавки или приварки стальной ленты с последующей механической обработкой.
4. Износ посадочных поясков гильзы.
Износ посадочных поясков частично связан с кавитационным изнашиванием. Признаком дефекта гильз являются глубокие раковины на поверхности поясков, что является следствием явления кавитации или коррозии.
В процессе работы возникает вибрация гильзы, что также вызывает износ посадочных поясков гильзы.
В реальных условиях эксплуатации двигателей возможно появление овальности посадочных поясков гильзы, вызванное кавитационным разрушением или отложением накипи в зазорах посадочных поясков гильзы в блоке.
Устранить подобный дефект можно также с помощью пластической деформации, наплавки или приварки стальной ленты с последующей механической обработкой.
5. Износ внутренней поверхности цилиндров.
Во время работы двигателя зеркало цилиндров подвергается абразивному и механическому изнашиванию вследствие проникновения в двигатель пыли. Много пыли попадает в цилиндры с воздухом через впускной трубопровод, если имеются неплотности в месте его крепления, или с топливом и маслом при их небрежном хранении.
Механическое изнашивание зеркала гильзы цилиндра больше в верхней части, чем в нижней, так как в верхней части давление значительно выше. Когда в конце такта сжатия в цилиндре сгорает рабочая смесь, то резко повышается давление образовавшихся горячих газов, и первое компрессионное кольцо сильно прижимается к зеркалу цилиндра.
В ВМТ скорость поршня снижается до нуля, масляная пленка выгорает, и первое поршневое кольцо вступает непосредственно в контакт с зеркалом цилиндра. При движении поршня вниз (в первый момент) происходит интенсивное изнашивание зеркала цилиндра и поршневого кольца.
Кроме износа по длине также наблюдается износ в направлении, перпендикулярном оси коленчатого вала, т. е. овализация гильз. Овализация гильз цилиндров вызывается как неравномерностью изнашивания, так и остаточными деформациями, возникающими от сил давления газов и бокового усилия поршня. Наибольшая овальность гильзы происходит в верхнем поясе в зоне расположения верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке.
Устранить износ внутренней поверхности гильзы можно с помощью растачивания, хонингования, шлифования, наплавки, осаждением гальванопокрытий, металлизацией [8].
Таким образом, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания при работе испытывают большие нагрузки, они подвержены пяти основным эксплуатационным дефектам, каждый из которых имеет свои причины для появления и может быть устранён тем или иным способом, применяемым в авторемонтном производстве.
Литература:
1. Захаров, Ю. А. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 19. — С. 202–204.
2. Захаров, Ю. А. Основные дефекты корпусных деталей автомобилей и способы их устранения, применяемые в авторемонтном производстве [Электронный ресурс] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремзин, Г. А. Мусатов // Инженерный вестник Дона: электронный научный журнал. № 4, 2014. URL: www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_48_Zaharov.pdf_b512b82f57.pdf
3. Захаров, Ю. А. Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось» [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 20. — С. 141–143.
4. Захаров, Ю. А. Основные способы упрочнения рабочей поверхности гильз цилиндров двигателей автомобилей [Текст] / Ю. А. Захаров, Л. А. Рыбакова // Молодой ученый. — 2015. — № 2. — С. 157–160.
5. Голубев, И. Г. Мониторинг технологических процессов восстановления деталей [Текст] / И. Г. Голубев, В. В. Быков, А. Н. Батищев, В. В. Серебровский, И. А. Спицын, Ю. А. Захаров // Технический сервис в лесном комплексе / Сб. материалов. науч.-практ. конф. — Москва: МГУЛ, 2000.– С.31.
6. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 56–58.
7. Захаров, Ю. А. Устройство для гальваномеханического осаждения покрытий на внутренние цилиндрические поверхности деталей автомобилей [Электронный ресурс] / Ю. А. Захаров, И. А. Спицын, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Инженерный вестник Дона: электронный научный журнал. № 4, 2014. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N4y2014/2676 (дата обращения 12.01.2015).
8. Захаров, Ю. А. Устройство для восстановления внутренних цилиндрических поверхностей деталей мобильной техники гальваномеханическим осаждением покрытий [Электронный ресурс] / Ю. А. Захаров, И. А. Спицын, Г. А. Мусатов // Инженерный вестник Дона: электронный научный журнал. № 1, 2015. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2015/2752 (дата обращения 04.02.2015).
moluch.ru
По причине больших различий в концепциях блоков цилиндров, а также весьма трудно оцениваниемой потребности в деталях и материалах невозможно для каждого отдельного случая предложить готовые гильзы, соотв., полуфабрикаты. Каждое предприятие по ремонту двигателей, занимающееся посредственным и капитальным ремонтом алюминиевых блоков цилиндров, должно по этой причине либо изготавливать самостоятельно гильзы из алюминия или серого чугуна, либо заказывать их изготовление.
Для изготовления гильз предприятию по ремонту двигателей требуется токарный станок с достаточно большим приспособлением для зажима заготовок (изобр. 1). Из-за длины гильзы и из-за того, что, вероятнее всего, не найдётся никакого материала в виде прутка или трубы, рекомендуется при изготовлении гильз применять на токарном станке соответствующее приёмное приспособление в задней бабке (рипшайбу, центр и т.д.) (изобр. 2)
 |
Изображение 1 |
Алюминиевые гильзы
Для изготовления алюминиевых гильз имеются литые цилиндрические заготовки ALUSIL® двух типоразмеров (изобр. 3 и 4). Состав материала данных заготовок идентичен составу первоначальных ALUSIL®- блоков цилиндров. Данный материал пригоден, однако, не только для ALUSIL®-6noков, но также и для ремонта блоков, изготовленных по методам LOKASIL® и Silitec®, а также для легированных лазером рабочих поверхностей цилиндров.
 |
Изображение 3 |
 |
Изображение 4 |
D | d | L | п° KS |
85мм | 74 мм | 160мм | 89 571 190 |
105мм | 84мм | 160мм | 89 572 190 |
Гильзы из серого чугуна
Для изготовления требуемых гильз из серого чугуна принципиально пригодна любая мокрая или сухая гильза цилиндра, имеющая подходящий диаметр и которую можно переработать с нужной целью.
Указание
Из каталога фирмы MSI Motor Service International GmbH на компакт-диске или из Интнрнет-магазина MSI Motor Service International GmbH (адрес в Интернете стоит на обратной стороне брошюры) можно выбрать под рубрикой "Ищу по размерам" в разделе гильз подходящие гильзы из серого чугуна.
Размеры гильз, размеры натяга
Требуемые ремонтные гильзы могут быть изготовлены по нижеследующим размерам. Размеры действительны как для ALUSIL®, так и для гильз из серого чугуна.
При соблюдении точной геометрии изготавливаемых гильз рекомендуется толщину стенки гильзы перед запрессовкой выдерживать как можно большей. Это означает, что гильзы только после горячей запрессовки и окончательной обработки путём сверления и хонингования приводятся к требуемой толщине стенки от 1,5 до 3 мм. Тем самым гильзы перед и после установки остаются большей частью круглыми и их можно при горячей запрессовке хорошо ввести в основное отверстие. Благодаря большей толщине материала во время горячей запрессовки остаётся несколько больше времени, пока температуры не сравняются и гильза не затвердеет. Также и измерение наружного диаметра при изготовлении гильзы точнее, чем у тонкой гильзы, которая только под давлением измерительного инструмента может деформироваться на несколько сотых долей миллиметра.
Размер гильзы цилиндра | Заданные значения | |
Длина гильзы | L | = Длина гильзы + 0,2 мм |
Гильза цилиндра-наружный диаметр |  | = А + Х |
Перекрытие (размер натяга) | X | = 0,08-0,1 мм |
Требуемая толщина стенки после | >= 1,5 мм | |
окончательной обработки цилиндра | ||
Максимальная толщина стенки после | 3 мм | |
окончательной обработки цилиндра | ||
Шероховатость поверхности на наруж- | R2 6,3 (JM | |
ном диаметре гильзы | ||
Шероховатость для прочих | R2 25 |JM | |
обрабатываемых поверхностей | ||
Допускаемая некруглость гильзы | 0,02 мм | |
Размеры буртика гильзы | Заданные значения | |
Диаметр буртика |  |  |
Высота буртика | = С + 0,2 мм | |
Размеры основного отверстия цилиндра | Заданные значения | |
Диаметр основного отверстия гильзы | А | |
Диаметр под буртик | В |  |
Высота под буртик | С | = 4-5 мм |
Изображение 1
Рекомендация
Из-за очень малого различия размеров между гильзой и основным отверстием гильзы часто происходит так, что основное отверстие бывает просверленным на несколько долей миллиметра больше, и уже изготовленная гильза оказывается, тем самым, маленькой при таком диаметре. Поэтому рекомендуется, вначале изготовить основное отверстие гильзы в блоке цилиндров, затем измерить его прибором с большой точностью для внутренних поверхностей, и только после этого точить гильзу в подходящий размер. Тем самым обеспечивается необходимое перекрытие (натяг).
;
focusello.ru
Мокрые гильзы устанавливаются в гнёзда блока цилиндров с зазором. От осевого перемещения, гильзы удерживаются головкой блока. Для надёжного прижатия гильзы, её верхняя часть должна выступать над привалочной плоскостью блока цилиндров на рекомендованную величину (0,02 – 0,12 мм.). Величина выступания гильзы, как правило, регулируется подбором шайб, устанавливаемых под опорный бурт. Эти же шайбы уплотняют гильзу в гнезде, предотвращая попадание охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения через стык гильзы с её опорой в картер двигателя. В конструкциях двигателей, где применение шайб не предусмотрено, на привалочную плоскость бурта гильзы или посадочную плоскость гнезда, наносится тонкий слой специального термостойкого клея или герметика. Проверка выступания гильзы показана на рис. 6.16.
Сухие гильзы удерживаются в гнёздах блока цилиндров натягом. В зависимости от требуемой величины натяга, для соединения чугунной гильзы и алюминиевого блока цилиндров, необходимо обеспечить разницу температуры соединяемых деталей в пределах 100 - 180 градусов С, для чего блок цилиндров нагревают в муфельной печи или, помещая его в горячую воду, а гильзу охлаждают «сухим льдом» или жидким азотом. В «сухом льду» (твёрдой углекислоте) возможно охлаждение до -80 градусов С (реально, до -60 градусов), а в жидком азоте до -140 градусов. Нагревание блока цилиндров открытым пламенем равно как и запрессовка чугунных гильз в алюминиевый блок давлением, недопустимо.Гильзование чугунных блоков цилиндров, в ряде случаев, разрешается проводить способом запрессовки.Запрессовка чугунных гильз в чугунный же блок цилиндров, как правило, возможна при величине натяга, не превышающем 0,05 мм. (редко более). Запрессовку гильз осуществляют с помощью пресса. При отсутствии заводского пресса, приспособление для запрессовки можно сконструировать из металлических швеллеров, соединив их с помощью сварки в виде рамы должного размера, и гидравлического или винтового домкрата. В продаже можно так же увидеть, более компактные и простые в применении, винтовые приспособления.Производить запрессовку детали в отверстие ударом запрещается. Для упрощения процесса запрессовки, можно нагреть блок или охладить гильзу, обеспечив разницу температур соединяемых деталей, примерно в 60 - 100 градусов С. При указанной величине натяга и разнице температур, гильза должна опустится в гнездо без применения каких либо приспособлений. При необходимости «помочь» гильзе опустится в гнездо можно постукивая по ней деревянной киянкой или молотком через деревянную проставку.
poznayka.org
Движущаяся гильза как альтернатива обычному клапану появилась давно, еще в начале двадцатого века. В те времена механизмы газораспределения с тарельчатыми клапанами были чрезвычайно шумными. И никому в то время еще не было известно, что причина шума скрывается в кулачках распредвала. В дальнейшем, найдя оптимальные формы кулачков с малыми скоростями посадки клапанов на седла – меньше 1 м / сек, – удалось добиться приемлемого уровня шума в механизме газораспределения. А пока этого не было, появление гильзового газораспределения представляло большой интерес с точки зрения снижения шумности двигателя. Немного истории
Первая двойная возвратно-поступательная гильза была разработана компанией «Даймлер», а изобретена она была Чарльзом Найтом. За ней последовало множество других аналогичных конструкций. Из их довольно многочисленного семейства самой надежной оказалась конструкция, запатентованная Бертом и Мак-Колумом.
В двигателе Найта использовались две концентричные возвратно-поступательные движущиеся гильзы. Они приводились в действие от промежуточного вала, вращающегося со скоростью вдвое меньшей, чем коленчатый вал. Этот механизм очень хорошо работал в двигателях с относительно небольшой мощностью и широко использовался в дорогих комфортабельных автомобилях. Но при попытках получить высокую литровую мощность двигатели с двойной гильзой из‑за масляного голодания развитых поверхностей трения становились причиной выхода агрегата из строя, – поэтому от них довольно быстро отказались.
В конструкции Берт-Мак-Колум, использовавшейся на первых автомобилях фирмы «Агрилл», применялась одна гильза с комбинированным вращательным и возвратно-поступательным движением. Такое движение полностью решало проблему смазки, так как было невозможно найти более идеального движения для распространения и механического распределения смазки между двумя трущимися поверхностями. Автомобили с подобными двигателями имели значительный коммерческий успех.
В начале 1914 года фирма «Агрилл» представила на конкурс двигателей для военной авиации шестицилиндровый двигатель с гильзовым газораспределением. Двигатель показал хорошие результаты, но перед окончанием испытаний у него сломался коленвал, что было скорее просто невезением, но из‑за этого первые моторы с гильзовым газораспределением так и не были использованы.
Однако выдающийся исследователь Г. Р. Риккардо в течение тридцати последующих лет проводил исследовательские работы по гильзовому газораспределению. Результаты этих исследовательских работ трудно переоценить. В дизельной версии двигателя удавалось довести расход топлива до 154 г/л. с. в час – исключительные показатели даже в наше время.
Далее http://www.eprussia.ru/epr/69/4752.htm
Кстати у автора ошибка у Рикардо должна быть одна буква "к".Ну и статья в английской Вики https://en.wikipedia.org/wiki/Harry_RicardoИ еще раз видео - гильзовое газораспределение в звездообразном двигателе Bristol Hercules
И еще картинка для понимания гильзового газораспределения.
is2006.livejournal.com
В нашей стране большое количество стареньких машин, двигатели которых ремонтировались не один раз. Независимо от того, на каком авто мы передвигаемся, его ремонт можем выполнить своими руками, не прибегая к посторонней помощи. Если мы умеем сделать диагностику и выполнять ремонт самостоятельно, это сэкономит наши нервы, здоровье и силы, и не придется стоять на обочине, ожидая техническую службу. Машины, у которых практически нет ремонтного ресурса, наши умельцы пытаются восстановить, применяя метод гильзования. В материале и пойдет речь о том, как делается гильзовка блока цилиндров своими руками.
Содержание статьи
Гильза цилиндра является составной частью блока. Это — снимающаяся металлическая вставка, в которой расположен поршень. Рабочий объем двигателя определяется объемом этой детали.
Периодически ее нужно ремонтировать, как и любую другую механическую составляющую двигателя. Ремонт этой детали – гильзование — процесс достаточно сложный и требует опыта и специальных знаний. Поэтому собственными руками мы можем снять и установить ГБЦ или блок цилиндров. А гильзовка, расточка или хонингование выполняются на специальном оборудовании в ремонтных мастерских. Этот вид работ выполняется тогда, когда цилиндры изношены настолько, что превышены все предусмотренные производителем ремонтные размеры, или изготовитель сам рекомендует выполнить такой ремонт.
Ремонтировать эту составляющую двигателя нужно в сроки, прописанные производителем, или тогда, когда у автомобиля большой пробег и износ. Чтобы правильно определить сроки ремонта, нам нужно знать марку и модель автомобиля, иметь данные о стандартном пробеге.
Современные производители устанавливают в двигателях легковых автомобилей два типа гильз:
Эксплуатационные свойства этой детали двигателя должны соответствовать типичным требованиям: устойчивость к коррозии металла, прочность, износостойкость. В местах, где гильза стыкуется с блоком цилиндра, должно быть создано надежное уплотнение.
К деталям, использующимся для ремонта, предъявляются особые требования, о которых знают специалисты, должны знать и мы, автолюбители. Если мы покупаем гильзы самостоятельно, мы должны учесть то, что
Необходимо уточнить, что во время ремонта мотора вовсе не обязательно менять все гильзы. Решение о замене детали принимаем, как правило, после специальной диагностики с помощью специального прибора — нутрометра. Перегильзовка намного удешевляет ремонт и обеспечивает нормальную эксплуатацию автомобиля в дальнейшем.
Технология ремонта гильз зависит от их вида. В ремонте применяют, в частности, горячее гильзование и запрессовку. Детали мокрого типа можем заменить самостоятельно, вручную.
Заменить детали сухого типа сложнее, их замену выполняют специалисты с применением специального оборудования.
Гильзовка цилиндров блока – технология, которую применяем при ремонте любых двигателей. Опытные автолюбители утверждают, что загильзовать можно любой двигатель. Если ремонтируем блок цилиндров из чугуна, используем чугунные легированные втулки. Если блок алюминиевый, используем гильзы из алюминиевого сплава с присадками.
Сначала выполняем расточку цилиндра, на качество которой влияет ресурс двигателя, подлежащего ремонту. Главное здесь — выдержать правильную геометрическую форму гнезд для гильз. Если эта часть двигателя приобретет эллипсовидную форму гнезда, поршень начнет работать неправильно – последствия непредсказуемые. После расточки под нужный ремонтный размер, выполняем хонинговку гнезд и затем – гильзование.
Он является более качественным. В основе этого метода лежит использование разницы температур деталей. Сначала обрабатываем втулку особым составом для предотвращения образования конденсата во время установки. Блок нагреваем до 150°, потом в гнездо вставляем втулку, которая охлаждена с применением жидкого азота.
Цилиндры, изготовленные из галникала, предварительно не растачиваем. Гильзовка втулок из алюминия делается с помощью запрессовки.
При использовании этого метода гильзовка блока цилиндра проходит в несколько этапов:
Долговечность мотора в автомобиле во многом зависит от качества ремонта. Если все выполнено в соответствии с технологией, соблюдены все рекомендованные параметры, восстановленный двигатель еще пробежит многокилометровую дистанцию.
На записи показано, какие проверки и виды работ требуются при монтаже мокрых гильз цилиндров и как правильно обращаться с кольцами круглого сечения.
mineavto.ru
Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: в способе повышения износостойкости гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания на поверхность гильзы наносят 3 - 10% эмульсии фторуглерода. Поверхность гильзы подвергают термообработке в течение 0,5 - 1,5 ч при 150 - 250oC. 1 табл.
Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для увеличения срока службы двигателей внутреннего сгорания.
Известно, что рабочие втулки цилиндра дизельных двигателей внутреннего сгорания изготавливают из чугуна перлитной структуры, из чугуна, легированного хромом и никелем, или из легированной стали с азотированием внутренней их поверхности (Зинченко В. М. Автомобильная промышленность, 1986, N 9, с. 30 32). Износостойкость чугунных рабочих втулок цилиндра, кроме того, может быть повышена с помощью термической обработки чугуна или путем покрытия внутренней поверхности (зеркала цилиндра) тонким слоем (0,05 0,08 мм) пористого хрома, что является дорогостоящим и сложным процессом. Данный способ повышения износостойкости и принят за прототип. Так как при большом диаметре цилиндра (свыше 250 мм) прочный слой хрома одинаковой толщины практически получить очень трудно, то хромирование втулок применяется только в двигателях с малым диаметром цилиндра (Хандов. З. А. Судовые двигатели внутреннего сгорания. М. Транспорт, 1968, с. 39 40; Долецкий В. А. и др. Увеличение ресурса машин технологическими методами. М. Машиностроение, 1978, с. 54 66). Целью изобретения является повышение износостойкости гильз цилиндров ДВС. Для повышения износостойкости гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания при использовании в качестве моторного топлива нефтяных и альтернативных топлив, в том числе растительного масла, предлагаем наносить на поверхность гильз цилиндров покрытие, которое в отличие от прототипа выполнено из 3 10% эмульсии фторуглерода с последующей термообработкой при 150 - 250oC в течение 0,5 1,5 ч. Для подтверждения предлагаемого способа повышения износостойкости гильз цилиндров были проведены испытания дизеля 248,5/11 при работе на рапсовом масле. Дизельный двигатель был выбран потому, что работает в более жестких условиях, чем карбюраторный (Браславский М. И. и др. Судовая теплоэнергетика. Справочник. М. Транспорт, 1983, с. 312). В качестве топлива выбрано рапсовое масло потому, что, во-первых, переход на альтернативные топлива приводит к увеличению износа двигателя (Терентьев Г. А. и др. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. М. Химия, 1989, с. 272; Фукс И. Г. и др. Химия и технология топлив и масел. 1992, N 4, с. 34 39 и N 6 с. 34 40), а, во-вторых, потому что в Европе наибольшее распространение из альтернативных топлив растительного происхождения получило именно рапсовое масло (Ihrig H. Ibid. 1990, Bd. 35, N 8, S. 1 19). Гильзу цилиндра покрывают с помощью пульверизатора 10%-ой эмульсией фторуглерода, затем помещают в сушильный шкаф, где подвергают термической обработке при 150oC в течение 1,5 ч. Другие условия осуществления способа включают те же операции, но выполняются при других параметрах режима и приведены в таблице, примеры 3 и 4. Во всех опытах двигатель работал 50 ч на установившемся режиме после 30 ч откатки. При этом использовалось масло М1OB2. Износ втулок определяли методом вырезанных лунок, применяя прибор УПОИ-6 (Сомов В. А. Бенуа Г. Ф. Шепельский Ю. Л. Эффективное использование моторных масел на речном флоте. М. Транспорт, 1985, с. 231). Результаты испытаний приведены в таблице. Данные, представленные в таблице, показывают, что предложенная обработка позволяет снизить скорость изнашивания поршневых втулок в 1,66 2,29 раза, а поршневых колец в 1,39 2,0 раза. Нижний температурный предел выбран из экономических соображений. Снижение обработки ниже 150oC приведет к резкому увеличению времени обработки, что вызовет увеличение расхода электроэнергии и снижение производительности труда. Верхний температурный предел определяется свойствами материала гильзы цилиндра при повышении температуры обработки гильзы цилиндра может произойти ее разупрочнение. Нижний временной интервал определяется минимальным сроком обработки, необходимым для завершения процесса модификации поверхности гильзы цилиндра, верхний экономическими соображениями. В настоящее время процесс проходит эксплуатационную проверку на Ленинградском дизельном заводе на среднеоборотных и высокооборотных дизелях.Формула изобретения
Способ повышения износостойкости гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания, использующего в качестве моторного топлива нефтяное и альтернативное топливо, преимущественно растительное масло, заключающийся в том, что на поверхность гильзы наносят покрытие, отличающийся тем, что в качестве покрытия используют 3 10%-ную эмульсию фторуглерода, а после нанесения покрытия поверхность гильзы подвергают термообработке в течение 0,5 1,5 ч при 150 250oС.РИСУНКИ
Рисунок 1www.findpatent.ru
