В качестве основного материала для производства гильз цилиндров компания MAHLE использует легированный чугун и алюминий. Чугун сплавляется с фосфором, а для дополнительного облагораживания используется пластинчатый графит. В качестве дополнительных присадок в сплаве могут применяться хром, никель, молибден или марганец. Они придают поверхности особую прочность и сокращают износ деталей, например, путем образования бейнита и тончайшего перлита.
Различные типы гильз цилиндров требуют применения специальных материалов. Например, существуют гильзы, которые отливаются непосредственно в алюминиевом моторном блоке при его изготовлении. Также есть гильзы, которые запрессовываются в отверстия моторного блока. Другие гильзы монтируют вместе с прокладками в картер, где они омываются охлаждающей жидкостью. Кроме того, MAHLE выпускает еще и ребристые цилиндры для двигателей с воздушным охлаждением.
В зависимости от сферы применения при изготовлении гильз всегда применяется такой сплав, который оптимальным образом подходит для конкретных условий эксплуатации. Композитный материал расплавляется в больших котлах для центробежного литья, а затем охлаждается по четко определенной технологии. После этого заготовки поступают на первый токарный станок, а на последующем производственном этапе будущие гильзы отжигаются несколько часов при температуре 600 °C. Это способствует снятию напряжений в материале и гомогенизации всей структуры. Другие производители, которые поставляют более дешевые изделия, экономят на дорогостоящем процессе отжига, но компания MAHLE не хочет рисковать появлением деформаций в гильзах. Кстати: крупногабаритным гильзам цилиндра, которые, например, применяются в огромных двигателях морских судов-контейнеровозов, после центробежного литья на отжиг требуется несколько дней.
www.mahle-aftermarket.com
В Украине эксплуатируется огромный парк подержанных иномарок, двигатели которых пережили не один капремонт. Те из них, что уже исчерпали ремонтный ресурс, в большинстве случаев могут быть восстановлены методом гильзования. О нем и поговорим.
 | | В Украине эксплуатируется огромный парк подержанных иномарок, двигатели которых пережили не один капремонт. Те из них, что уже исчерпали ремонтный ресурс, в большинстве случаев могут быть восстановлены методом гильзования. О нем и поговорим. |
Изношенный цилиндр можно восстановить путем установки ремонтной втулки (гильзы). Данный способ применяют и тогда, когда в цилиндре образовались глубокие задиры или пробоины, при наличии которых традиционные расточка и хонингование неэффективны.
Ремонт методом гильзования обходится дешевле покупки нового мотора.
Для восстановления двигателей с чугунными блоками применяют втулки из износостойких легированных чугунов, а с цельноалюминиевыми, как правило, – специальные алюминиевые гильзы. Основные технологические приемы ремонта блоков из разных материалов схожи и отличаются лишь в деталях.
По способу установки различают «сухие» и «мокрые» гильзы. «Сухие» непосредственно не контактируют с охлаждающей жидкостью и держатся в блоке за счет сил трения (устанавливаются в предварительно расточенные гнезда изношенных цилиндров с натягом). Они монтируются термическим способом или запрессовываются «на холодную».
Гильзы второго типа омываются охлаждающей жидкостью и могут вставляться в блок (удаляться из него) вручную. Это упрощает процедуру ремонта мотора и позволяет осуществить его даже в «полевых» условиях.
Восстановление блока начинается с расточки изношенных цилиндров под гильзы.
От качества этой операции в дальнейшем зависит ресурс восстанавливаемого двигателя.
При растачивании блока следует, кроме нужного размера, добиться правильной геометрии и необходимой степени чистоты поверхности гнезд, иначе возникшие при обработке искажения цилиндрической формы (конусность, бочкообразность и т. д.) после гильзования автоматически передадутся гильзе. Для устранения нежелательных отклонений при дальнейшей обработке (хонинговании) придется снимать значительный слой металла, что уменьшит механическую прочность гильзы (толщина ее стенок, как правило, не превышает 1,7–2,0 мм).
Кроме того, после установки гильзы в некачественное гнездо между блоком и стенкой гильзы могут образоваться воздушные пазухи, ухудшающие отвод тепла от поршня.
Вот почему при использовании станков невысокого класса точности геометрию расточенных гнезд перед гильзованием приходится исправлять хонингованием.
Внимание! Обработку чугунных блоков не следует производить на станках с магнитным столом. Неизбежное при этом намагничивание частей блока приводит к «прилипанию» металлической стружки, что впоследствии ускоряет износ мотора.
Существует два метода монтажа «сухих» гильз в блоке – с предварительной термообработкой и запрессовкой «на холодную».
В первом случае гильзу устанавливают с натягом 50– 80 мкм, обеспечив разность температур деталей. Для этого блок нагревают «мягким» пламенем газовой горелки до 120–150 градусов, выжидают 15–20 минут для равномерного распределения тепла в теле блока, а затем вставляют в него охлажденные в жидком азоте гильзы. После выравнивания температур блока и гильз последние намертво «схватываются» с блоком. Гильзу следует вставлять на место аккуратно, но быстро. При заминке она может на полпути «прихватиться» к блоку, и ее придется высверливать.
Перед установкой охлажденных гильз в гнезда последние обрабатывают специальным составом для удаления водяного конденсата. Обычное масло использовать нельзя. Его остатки в работающем двигателе превратятся в смолу, которая, являясь теплоизолятором, будет способствовать перегреву цилиндров.
Устанавливать «сухие» гильзы «на холодную» ремонтники-профессионалы не рекомендуют. Во-первых, это возможно лишь при небольших натягах (до 0,05 мм), во-вторых, гильзу приходится делать толще (2,5–4 мм), иначе ее покоробит при запрессовке.
При дальнейшей обработке для устранения неизбежных нарушений геометрии гильзы придется увеличивать слой снимаемого металла. Кроме того, при рабочей температуре мотора возможна деформация гильз из-за остаточных внутренних напряжений, возникших при запрессовке.
После гильзования цилиндры хонингуют под размер конкретных поршней. Одновременно устраняются дефекты (эллипсность, конусность, бочкообразность и т. д.), возникающие после установки гильзы. Рабочей поверхности придается определенный профиль – сетка рисок глубиной около 0,01 мм, прорезанных в поверхности и нанесенных под углом 20–60 градусов. Сетка необходима, чтобы масляная пленка лучше удерживалась на поверхности цилиндра, что уменьшает трение в паре поршень – цилиндр.
Завершает обработку гильзы крацевание – операция, при которой с канавок хонинговочной сетки устраняются острые кромки (заусенцы), выступающие внутрь гильзы. Крацевание осуществляется нейлоновыми щетками, насыщенными карбидом кремния. При этом диаметр цилиндра увеличивается не более чем на 2 микрона.
| Технология установки гильз в расточенный блок термическим способом |
|
| Особенности «алюминия» | |
| |
|
| Суровые требования | |
| |
|
| Стоимость* работ по гильзованию, грн. |
| ||||||||||||||||||
Владимир КорницкийФото Владислава Бойко
Редакция благодарит СП «В.М.С.» за помощь в подготовке материала
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Гильзы и блок Т-170
Для установки гильз в блок двигателя необходимо чистить посадочные поверхности в блоке цилиндров и гильзах. Наденьте медное кольцо на верхний пояс гильзы. Вставьте гильзы цилиндров (без резиновых колец) в отверстия блока и запрессуйте их в блок при помощи приспособления (рис. 94).
Рис. 94. Запрессовка гильз цилиндров
Проверьте выступание бурта гильзы цилиндров над плоскостью блока приспособлением с индикатором (рис. 95)минимум в четырех точках вокруг гильзы цилиндров.
Рис. 95. Замер выступания гильзы цилиндров над плоскостью блока
Высота выступания должна быть равна не более этих приделов 0,07...0,33 мм. Разность четырех диаметрально противоположных измерений не должна превышать 0,08 мм. Разница в выступаниях гильз, прижимаемых одной головкой цилиндров, допускается не более 0,08 мм.
Поворот гильзы цилиндров в блоке может изменить высоту выступания гильзы над блоком, овальность и конусообразность внутренней поверхности гильзы.
Если высота выступания гильзы не равна 0,07...0,33 мм, проверьте толщину бурта гильзы, толщину медной прокладки и глубину расточки в блоке цилиндров.
Рис. 96. Установка гильзы
После достижения необходимой величины выступания гильзы над блоком необходимо нанесити метки на торцах гильзы и блоке для установки гильзы в прежнее положение. Затем необходимо вынуть гильзу из блока.
Устанавливаем новые резиновые кольца в канавки гильз. Резиновые кольца уплотнения должны быть упругими и качественными, без повреждения наружных поверхностей, не перекручены и должны выступать из канавок-гильзы на 1,5...2,5 мм.
Необходимо смазать суриком нижний посадочный поясок гильзы и уплотнительные кольца.
Установите гильзы в блок при помощи приспособления (), совмещая сделанными нами заранее метки на торцах гильз и блока при установке. Проверьте на овальность и конусообразность внутренней поверхности гильзы на длине хода поршневых колец.
Оперативно и компетентно проконсультируем по всей имеющейся базе запчастей Т-170, Т-130, Д-160, Д-180, ДЗ-98, ОБ10.
Звоните не откладывая!
Прайс запчастей Т130, Т170, Б10
invers74.ru
Гильза цилиндра для ДВС дизельного типа имеет, по меньшей мере, первую и вторую группы открытых внутрь выемок, которые выполнены в форме удлиненных канавок, последние расположены прерывистым образом в направлении по окружности гильзы. Выемки в группах расположены в верхних 15% длины ходовой поверхности, при этом выемки в различных группах взаимно разделены в продольном направлении гильзы и размещены на постоянном уровне в направлении по окружности гильзы. Согласно другому варианту выполнения, по меньшей мере, одна канавка проходит по всей внутренней поверхности гильзы и имеет высоту менее 30% от минимальной высоты поршневых колец. Канавки имеют глубину в радиальном направлении гильзы больше половины их высоты в продольном направлении гильзы и расположены в верхних 15% длины ходовой поверхности. Гильза цилиндра позволяет во время работы предотвращать возникновение схватываний между поршневыми кольцами и той областью ходовой поверхности, где контактное давление между кольцами и этой поверхностью особенно высоко. 2 с. и 15 з.п.ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к гильзе цилиндра для двигателя внутреннего сгорания дизельного типа.
Для гильз цилиндров известной проблемой является то, что иногда в неблагоприятных ситуациях между поршневыми кольцами и ходовой поверхностью гильзы могут возникать схватывания. Оказалось, что такие схватывания носят случайный характер, то есть они могут возникать как во время обкатки новой гильзы, так и во время обычной работы. Предполагается, что схватывания этого типа возникают в верхней части гильзы цилиндра, где поршневые кольца и ходовая поверхность подвергаются наиболее сильной нагрузке. Во время такта сжатия при работе поршня выше него происходит нарастание давления, причем продувочный воздух, поданный из турбокомпрессора, сжимается от первоначального давления, например между 0,3 и 0,4 МПа (4 бар), до значительно более высокого давления при верхнем положении поршня, например 10-15 МПа (100-150 бар). Во время первой части такта сжатия давление нарастает медленно, и наиболее сильного повышения давления не происходит до тех пор, пока поршень не достигнет своего верхнего положения. Вблизи верхнего положения поршня открываются топливные клапана, топливо впрыскивается в цилиндр и зажигается, вследствие чего давление в цилиндре во время сгорания повышается до максимального, характеризующего сгорание уровня, который может составлять, например, от 16 до 20 МПа (160-200 бар), и в то же время температура в верхней части цилиндра повышается до более 500oС. Во время сгорания сильное повышение давления в камере сгорания выше головки поршня приводит к тому, что газ сгорания проникает в кольцевые пространства между канавками поршневых колец и поршневыми кольцами, где давление воздействует на обратную сторону колец и выдавливает их по направлению к ходовой поверхности гильзы. Высокая температура во время сгорания также приводит к понижению вязкости пленки смазывающего масла на ходовой поверхности, в результате чего масляная пленка легче разрывается. Риск разрыва масляной пленки далее увеличивается из-за относительно медленного движения поршня вблизи его верхнего положения. При этом скорость скольжения поршневых колец относительно ходовой поверхности, которая необходима для сохранения масляной пленки на ходовой поверхности, является очень низкой. Во время такта расширения поршень проталкивается вниз и наиболее сильное понижение давления происходит в первой половине такта расширения, после чего давление понижается относительно медленно и лишь перед тем, как поршень проходит каналы для подачи продувочного воздуха, давление может в типичном случае понизиться приблизительно до давления продувочного воздуха. Воздействие давления в верхней области цилиндра, таким образом, является очень сильным по сравнению с его воздействием в остальной части цилиндра. Верхняя область гильзы, следовательно, во всех отношениях представляет собой часть ходовой поверхности, которая подвержена наиболее сильным нагрузкам. Для предотвращения распространения схватываний, которые происходят в нижней части гильзы, в другие и более обширные области ранее предпринимались различные действия. Например, DK 170430 описывает гильзу цилиндра с двумя кольцевыми выемками в форме канавок, которые открыты только по направлению внутрь цилиндра и расположены соответственно непосредственно выше и непосредственно ниже каналов продувочного воздуха. Выемки собирают часть смазывающего масла, которое во время такта расширения поршневыми кольцами выталкивается вниз, и предотвращают распространение схватываний, которые порождаются и распространяются в области ниже каналов продувочного воздуха касающейся гильзы цилиндра юбкой поршня, в область выше канавок. В JP-A 62-32207 описана гильза цилиндра с впускными отверстиями для подачи смазывающего масла в верхней части гильзы и с расположенным по окружности зигзагообразным масляным резервуаром в форме выемки, организованным в нижней трети гильзы чуть выше каналов продувочного воздуха. Выемка открыта только в направлении внутрь гильзы и служит для улучшения распределения смазывающего масла, причем масло собирается и сохраняется в выемке при проходе поршня мимо выемки во время его движения вниз, и впоследствии высвобождается снова для поршневых колец. Благодаря зигзагообразной форме выемки масло распределяется по кольцам, когда поршень движется вверх мимо масляного резервуара после того, как он миновал свое нижнее положение ниже каналов продувочного воздуха. Выемка, таким образом, сохраняет смазывающее масло, которое в ином случае потерялось бы в этих каналах. В JP-A 60-259750 описана гильза цилиндра, снабженная масляными резервуарами в форме круглых отверстий в ходовой поверхности. Во время работы масляные резервуары собирают смазывающее масло, которое выносится вверх поршневыми кольцами от отверстий впрыска масла в нижней части гильзы. Масло, сохраненное в резервуарах, впоследствии подается к ходовой поверхности для улучшения смазки контактной зоны между поршневыми кольцами и ходовой поверхностью. В FR-A 1133041 описана гильза цилиндра, снабженная множеством маленьких маслозадерживающих полостей или пустот в ходовой поверхности, расположенных предпочтительно по всей ее высоте, с целью снижения до минимума области контакта и, следовательно, трения между поршневыми кольцами и ходовой поверхностью. Известно, что схватывания могут происходить из-за локального разрыва масляной пленки, в результате чего поршневые кольца могут вступить в прямой контакт с ходовой поверхностью и, таким образом, инициировать схватывание. Также известно, что схватывания вызывают локальный перегрев, который при последующей проверке можно заменить как повреждение материалов гильзы и поршневых колец из-за нагрева. До сих пор предполагалось, что образование схватываний обусловлено истиранием поверхностей из-за недостатка смазки, которое при продолжении работы приводит к вредному выделению тепла, вызывая образование на материалах цветов побежалости, что является характеристикой схватывания. Известна гильза цилиндра для ДВС дизельного типа, имеющая ходовую поверхность в форме цилиндрической внутренней поверхности, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт с внешней подачей смазывающего масла, по меньшей мере, первую и вторую группу выемок, которые открыты только по направлению внутрь цилиндра, выполнены в форме удлиненных канавок и расположены прерывистым образом в направлении по окружности гильзы, при этом выемки, относящиеся к разным группам, взаимно разделены друг относительно друга в продольном направлении гильзы (ЕР 0299174, кл. F 01 М 1/08, опубл. 1989). Однако в известной конструкции возможны схватывания между поршневыми кольцами и областью ходовой поверхности, где контактное давление между кольцами и этой поверхностью высоко. Задачей настоящего изобретения является создание такой гильзы цилиндра, для которой во время работы предотвращалось бы возникновение схватываний между поршневыми кольцами и той областью ходовой поверхности, где контактное давление между кольцами и этой поверхностью особенно высоко. Поставленная задача решается тем, что в гильзе цилиндра для ДВС дизельного типа, имеющей ходовую поверхность в форме внутренней поверхности, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт с внешней подачей смазывающего масла, по меньшей мере, первую и вторую группу выемок, которые открыты только по направлению внутрь цилиндра, выполнены в форме удлиненных канавок и расположены прерывистым образом в направлении по окружности гильзы, при этом выемки, относящиеся к разным группам, взаимно разделены друг относительно друга в продольном направлении гильзы, выемки в группах размещены в верхних 15% длины ходовой поверхности, а канавки расположены друг относительно друга в направлении по окружности таким образом, что любая линия на ходовой поверхности, параллельная оси гильзы, пересекается, по меньшей мере, одной из канавок. Верх ходовой поверхности находится в продольном направлении гильзы там, где расположена верхняя мертвая точка верхнего поршневого кольца, и ходовая поверхность простирается вниз до нижней мертвой точки самого нижнего поршневого кольца. Длина ходовой поверхности, таким образом, больше хода поршня приблизительно на высоту блока колец. Расположение канавок близко к верху ходовой поверхности в области с наиболее сильной нагрузкой фактически ликвидирует поддерживающую область и создает прерывистую поддержку колец, которая должна была бы привести к усилению воздействия на кольца и увеличенному риску схватывания, но вопреки этому износ колец и гильзы снижается, так как канавки влияют на процесс первоначального образования схватываний. По-видимому, до сих пор общее понимание основного механизма образования схватываний было неправильным, так как оно предполагало равномерный постепенный процесс, который в течение некоторого периода времени приводил к схватываниям. Схватывание вызывается внезапным, очень локальным перегревом, обусловленным сильным трением между поршневым кольцом и ходовой поверхностью, приводящим к краткому, систематическому свариванию поршневого кольца и ходовой поверхности. Сваривание происходит во время такта расширения под действием высокого давления сгорания, выталкивающего поршневое кольцо наружу через масляную пленку на ходовой поверхности. Так как давление сгорания также вызывает чрезвычайно сильный толчок вниз, воздействующий и на поршень, и на поршневое кольцо, поршневое кольцо снова подвергается воздействию, непосредственно срезаясь с одновременным срезанием материала ходовой поверхности, которая становится шероховатой. Срезание вызывает дальнейшее выделение тепла, таким образом, вызывая следующее сваривание. При последующем прохождении поршневых колец локальное схватывание может быть либо сглажено, либо может распространиться на большей области ходовой поверхности. Размещение на ходовой поверхности даже очень узкой канавки поперек направления движения поршневых колец влияет на фактическое первоначальное образование схватываний в области вокруг канавки. Необходимой предпосылкой для возникновения сваривания является повышенный уровень температуры. Если поршневое кольцо разрывает масляную пленку, из-за увеличенного трения между кольцом и ходовой поверхностью будет вырабатываться тепло. В момент, когда кольцо проходит канавку в ходовой поверхности, нагрев на короткое время заменяется охлаждением и, так как материалы как поршневого кольца, так и гильзы имеют относительно низкие средние температуры, тепло непрерывно отводится от нагретой точки на поршневом кольце. Кроме противодействия возникновению схватываний канавки, предлагаемые настоящим изобретением, имеют следующее по существу известное преимущество, которое состоит в том, что они служат пассивными масляными резервуарами и предотвращают распространение возникших схватываний. Не обязательно располагать канавки на ходовой поверхности в том месте, где поршневые кольца выталкиваются сильнее всего по направлению к этой поверхности, и где также характеристики температуры и смазывающего масла, как описано выше, являются критическими. Так как канавки удаляют некоторую часть поддерживающей области, существует риск, что кольцо может деформироваться в своей канавке в поршне при прохождении канавки, так как оно, будучи относительно тонким и упругим, подвергается сильной нагрузке. Если кольцо деформируется, оно может повредиться от удара о кромку канавки. Такая деформация поршневых колец и их результирующий износ могут быть предотвращены согласно настоящему изобретению образованием канавок, расположенных прерывистым образом в направлении по окружности гильзы, и размещением их с взаимным разделением в продольном направлении гильзы. Когда поршневое кольцо проходит некоторые из этих канавок, оно поддерживается оставшейся ходовой поверхностью между канавками. Подобная организация прерывистых канавок, когда любая линия на ходовой поверхности, параллельная оси гильзы цилиндра, пересекается, по меньшей мере, одной из канавок, гарантирует, что любая точка на периферии поршневых колец будет проходить одну или несколько охлаждающих канавок в каждом тракте поршня. Канавки в группах могут быть ориентированы в направлении по окружности гильзы, что делает возможным преимущественно простое изготовление гильзы. Канавки на ходовой поверхности могут, например, быть изготовлены при помощи процессов резания или шлифования. Канавки в группе предпочтительно размещены на одном уровне в продольном направлении гильзы, что еще более упрощает изготовление, так как требуется меньшее количество позиционирований при механической обработке. Далее предпочтительно канавки в каждой группе имеют суммарную протяженность в направлении по окружности гильзы максимум 80% и предпочтительно максимум 60% от окружности ходовой поверхности. Если канавки в группе имеют суммарную протяженность в направлении по окружности гильзы более чем 80% от окружности ходовой поверхности, необходимо, чтобы поршневые кольца имели нецелесообразно высокую жесткость для предотвращения излишней деформации их в своих канавках. Если канавки в группе имеют суммарную протяженность в направлении по окружности гильзы максимум 60% от окружности ходовой поверхности, это обеспечит удовлетворительную поддержку поршневых колец, и в то же время всего лишь две группы канавок будут способны покрыть всю окружность ходовой поверхности. Особенно благоприятный баланс между необходимостью предотвратить схватывания и необходимостью минимизировать деформацию поршневых колец при проходе канавок может быть получен, если каждая группа включает, по меньшей мере, пять и предпочтительно восемь канавок. При пяти и предпочтительно восьми канавках в каждой группе расстояние между областями поддержки поршневых колец в направлении по окружности является небольшим. Далее канавки в каждой группе могут быть равномерно распределены вдоль окружности ходовой поверхности, упрощая таким образом изготовление гильзы и сводя до минимума длину проходящих через канавки частей поршневых колец. Ходовая поверхность предназначена для использования ее поршневыми кольцами поршня, при этом кольца имеют заранее определенную минимальную высоту, а канавки в группах имеют высоту, которая меньше упомянутой минимальной высоты поршневых колец и предпочтительно составляет максимум 75% от этой минимальной высоты, то есть канавки имеют соответственно высоту в интервале от 1 до 3 мм. Если высота канавок больше минимальной высоты поршневых колец, они будут прерывать плотное прилегание к ходовой поверхности, по меньшей мере, одного из колец при его проходе через канавки. Так как канавки расположены в области с максимальным давлением во время как сжатия, так и расширения, прерывание будет оказывать негативное влияние на эффективность двигателя. Если высота канавок составляет максимум 75% от минимальной высоты поршневых колец, это будет эффективной гарантией от нарушения герметичности и улучшит поддержку поршневых колец. Высота канавки от 1 до 3 мм будет эффективно препятствовать образованию схватываний и в то же время сохранять хорошую поддержку поршневых колец в типичном случае при высоте колец более 10 мм. Канавки, принадлежащие к разным группам, могут располагаться в продольном направлении гильзы на расстоянии, по меньшей мере, 35 мм друг от друга. В этом случае предотвращается взаимное влияние концентраций напряжений в областях вокруг кромок канавок, относящихся к различным группам. Канавки имеют глубину, по меньшей мере, 2 мм в только что изготовленной гильзе. Масляный тракт расположен ниже канавок. Из указанного выше источника известна гильза цилиндра для ДВС дизельного типа, где гильза имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность, которая может образовывать ходовую поверхность для поршневых колец поршня, имеющих заранее определенную минимальную высоту, и где гильза имеет, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт с внешней подачей смазывающего масла и, по меньшей мере, одну канавку, которая открыта только по направлению внутрь цилиндра. Согласно второму варианту выполнения задача достигается тем, что в гильзе цилиндра для ДВС дизельного типа, причем гильза имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность, которая может образовывать ходовую поверхность для поршневых колец поршня, имеющих заранее определенную минимальную высоту, а также гильза имеет, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт с внешней подачей смазывающего масла и, по меньшей мере, одну канавку, которая открыта только по направлению внутрь цилиндра, по меньшей мере, одна канавка проходит вокруг всей внутренней поверхности гильзы и имеет высоту менее 30% от минимальной высоты поршневых колец, а канавки имеют глубину в радиальном направлении гильзы больше половины их высоты в продольном направлении гильзы и расположены в верхних 15% длины ходовой поверхности. Деформация поршневых колец в своих канавках с результирующим износом колец предотвращается в данном варианте тем, что, по меньшей мере, одна канавка имеет высоту менее 30% от минимальной высоты поршневых колец. Поршневое кольцо, таким образом, всегда поддерживается ходовой поверхностью на площади, соответствующей, по меньшей мере, 70% высоты поршневого кольца и может соответственно проходить канавку без нецелесообразной деформации его в своей канавке. Как упомянуто выше, канавки противодействуют возникновению схватываний. Приемлемый срок службы гильзы может быть достигнут при использовании канавок, имеющих глубину в радиальном направлении гильзы больше половины их высоты в продольном направлении гильзы. Если, например, минимальная высота поршневых колец составляет 6 мм, а ходовая поверхность во время нормальной плавной работы изнашивается на приблизительно 0,02 мм за 1000 часов работы, то в этом случае канавки будут иметь глубину 0,6 мм и не будут полностью изнашиваться в течение приблизительно 3, 4 лет непрерывной работы. Обычно морские двигатели разрабатываются на приблизительно два года непрерывной работы между проверками их работоспособности, в данной перспективе указанная глубина канавок рассматривается как подходящий нижний предел. Каждая канавка может проходить по всей окружности ходовой поверхности на постоянном уровне в продольном направлении гильзы. Таким образом, как описано выше, предотвращается прерывание канавками плотного прилегания поршневых колец. Далее могут быть изготовлены, по меньшей мере, три канавки. Так как канавки согласно данному варианту настоящего изобретения являются относительно узкими, может быть выгодным расположение трех или более канавок близко друг к другу для улучшения предотвращения схватываний. В верхних 10% длины ходовой поверхности расстояние между канавками может быть меньше восьмикратной высоты канавок. При таком относительно близком расположении в верхней части ходовой поверхности можно в значительной степени предотвратить образование схватываний в области ходовой поверхности с наибольшей нагрузкой. Каждая канавка может простираться вверх и вниз между границами цилиндрической секции ходовой поверхности, при этом высота этой секции меньше, чем минимальная высота поршневых колец. В этом случае предотвращается прерывание канавками плотного прилегания поршневых колец и в то же время при той же площади канавок область поддержки поршневых колец увеличивается. В обоих описанных выше вариантах настоящего изобретения канавки могут соответственно иметь глубину, по меньшей мере, 2 мм в только что изготовленной гильзе, чтобы гарантировать долгий срок службы гильзы без необходимости повторного изготовления канавок на ходовой поверхности путем механической обработки. Масляный тракт может быть расположен ниже канавок для предотвращения воздействия на подачу масла высоких давлений, возникающих в верхней части гильзы. Изобретение поясняется чертежами. Фиг. 1 представляет собой вид сбоку гильзы цилиндра с частичным продольным разрезом, на котором поршень показан без разреза в его верхней мертвой точке. Фиг.2 представляет собой развертку верхней части гильзы цилиндра с канавками на внутренней поверхности. Фиг. 3 представляет собой развертку, аналогичную развертке на фиг.2, верхней части гильзы цилиндра с канавками на внутренней поверхности согласно второму варианту изобретения. Фиг.4 представляет собой развертку верхней части гильзы цилиндра с канавками на внутренней поверхности в форме отверстий. Фиг. 5 представляет собой развертку, аналогичную развертке на фиг.2, верхней части гильзы цилиндра с канавками на внутренней поверхности согласно третьему варианту изобретения. Фиг.6 представляет собой увеличенное поперечное сечение канавки на ходовой поверхности гильзы цилиндра с показанными одновременно поршневым кольцом и поршнем. Гильза цилиндра для большого двухтактного двигателя показана на фиг.1. В зависимости от размера двигателя гильза цилиндра может быть изготовлена различных размеров с диаметром расточки в типичном случае в интервале от 250 до 1000 мм и соответствующими длинами в типичном случае в интервале от 100 до 420 см. Гильза 1 обычно изготавливается из литого чугуна и может быть цельной или составной из нескольких секций, которые собираются одна на другую. В случае составной гильзы также возможно изготовить верхнюю секцию из стали, покрытой подходящим рабочим слоем. Двигатели с шатуном вышеупомянутого типа могут иметь высокоэффективные степени сжатия, например 1:16-1:20, которые обуславливают высокие нагрузки на поршневые кольца. Гильза 1 может быть смонтирована в двигателе (не показан) известным способом, путем установки кольцевой нижней поверхности 2 на верхнюю плоскость коробчатой рамы или блока цилиндров двигателя, после чего поршень 3 устанавливается в гильзу цилиндра, а крышка цилиндра 4 размещается сверху гильзы по ее кольцевой верхней поверхности 5 и прикрепляется к верхней плоскости посредством болтов крышки (не показаны). Гильза 1 имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность, которая образует ходовую поверхность 6 для поршневых колец 7 на поршне 3. В нижней части гильзы цилиндра расположен кольцевой ряд каналов 8 продувочного воздуха. Поршень 3 может двигаться в продольном направлении гильзы между верхней мертвой точкой (ВМТ), в которой верхняя поверхность 9 поршня размещается в отверстии в крышке цилиндра 4, и нижней мертвой точкой (НМТ), в которой верхняя поверхность поршня находится чуть ниже нижней границы каналов 8 продувочного воздуха. Ходовая поверхность 6 простирается от верхней границы 10, расположенной чуть выше ВМТ верхнего поршневого кольца, до нижней границы 11, расположенной чуть ниже НМТ нижнего поршневого кольца. Волнообразный тракт 12 смазывающего масла может быть расположен на внутренней поверхности гильзы ниже верхней трети ходовой поверхности, смазывающее масло на этот тракт подается через впускные отверстия 13 для смазки ходовой поверхности 6 на внутренней поверхности гильзы. В области, помеченной буквой "а", которая составляет верхние 15% длины ходовой поверхности, на ходовой поверхности 6 расположено некоторое количество канавок, которые открыты только по направлению внутрь гильзы цилиндра. На фиг. 6 показана часть ходовой поверхности 6 и поршня 3 (увеличено). Поршень 3 имеет канавку 16, в которой известным способом расположено поршневое кольцо 7. Канавка 16 по высоте больше поршневого кольца 7 и во время сгорания газы распространяются сверху через зазор 17 в кольцевое пространство 18, имеющееся между дном канавки 16 и цилиндрической внутренней поверхностью поршневого кольца. Из-за высокого давления газа сгорания упругое поршневое кольцо 7 выталкивается в направлении, показанном стрелкой, к ходовой поверхности 6, которая покрыта пленкой 19 смазывающего масла, в результате чего поршневое кольцо 7 создает уплотнение между поршнем 3 и ходовой поверхностью 6. Ходовая поверхность 6 снабжена канавкой 14, которая в данном примере представляет собой канавку с острыми кромками, но может также иметь скругленные кромки 20 в месте ее сопряжения с ходовой поверхностью 6. Когда поршень перемещается вверх и вниз, смазывающее масло соскабливается в канавку 14. Высота канавки 14 значительно меньше высоты поршневого кольца 7 и соответственно при проходе канавки 14 поршневое кольцо хорошо поддерживается ходовой поверхностью 6. По второму варианту изобретения (не показан) высота канавки 14 меньше высоты поршневого кольца 7, чтобы сделать возможной некоторую утечку газа через одно или несколько поршневых колец 7. Если точка 22 на внешней поверхности поршневого кольца 7 перегревается, она охлаждается при прохождении канавок 14. Если вопреки ожиданиям между точкой 22 на поршневом кольце 7 и ходовой поверхностью 6 происходит сваривание, его распространение можно предотвратить при прохождении этой точкой канавки 14 и любая более серьезная шероховатость может быть сглажена посредством одной из кромок 20 канавки. На фиг. 2 изображена развертка верхней части гильзы цилиндра, на которой для показанного варианта изобретения область "а" (см. фиг.1) имеет две группы канавок 14 на ходовой поверхности 6. Каждая группа образует ряд канавок 14, расположенных вдоль линии, перпендикулярной продольной оси гильзы, и размещенных с интервалами 21. Интервалы 21 образуют поддерживающую поверхность, на которую опираются поршневые кольца 7, когда они перемещаются вверх или вниз через данный ряд канавок, таким образом, что кольца 7 не деформируются в канавках колец. Ряды канавок 14 расположены на разных уровнях друг относительно друга в продольном направлении гильзы, и канавки в верхнем ряду слегка перекрывают канавки в нижнем ряду в направлении по окружности гильзы таким образом, что любая линия на ходовой поверхности, параллельная продольной оси гильзы, пересекает одну или несколько канавок 14. Канавки равномерно распределены по окружности и имеют одинаковую длину. Для гильзы цилиндра 1 с диаметром, например, 700 см каждая группа может соответственно включать 11 канавок, каждая длиной 125 мм, высотой 2-3 мм и глубиной 2-3 мм. Если используются только две группы, верхний ряд канавок может быть расположен на расстоянии приблизительно от 100 до 200 мм от верхней границы 10 ходовой поверхности, а нижний ряд канавок может быть расположен на приблизительно 50 мм ниже верхнего ряда. Большее количество групп улучшает эффект предотвращения схватываний, но при этом соответственно увеличивается стоимость изготовления гильзы. На фиг. 3 показан другой вариант гильзы цилиндра, согласно которому на ходовой поверхности 6 на разных уровнях друг относительно друга в продольном направлении гильзы расположены три группы канавок 14 и 15. Верхняя и нижняя группы состоят из ряда отдельных канавок 14, расположенных вдоль линии, перпендикулярной продольной оси гильзы. Группа в середине состоит из ряда канавок, наклоненных поочередно вверх и вниз. Канавки слегка перекрываются в направлении по окружности таким образом, что любая линия на ходовой поверхности, параллельная продольному направлению гильзы, пересекает одну или несколько канавок 14, 15. На фиг. 4 изображена гильза цилиндра 1 с круглыми выемками в форме равномерно распределенных отверстий 23. Согласно настоящему изобретению выражение "группа канавок" должно пониматься в широком смысле. Группа канавок может включать выемки, расположенные на различных позициях в продольном направлении гильзы. На фиг.5 изображен другой вариант настоящего изобретения, в котором пять узких кольцевых канавок 24 проходят непрерывно по всей окружности ходовой поверхности и расположены в непосредственной близости одна от другой. Высота канавок составляет максимум 30% от минимальной высоты поршневых колец, в значительной степени соответствуя фиг.6. Эти узкие канавки позволяют поршневому кольцу проходить канавку без такой деформации, которая привела бы к удару кромки кольца о кромку канавки. Не выходя за пределы области изобретения, можно организовать канавки с различной конфигурацией, например расположенные волнообразно, под прямым или иным углом, также возможно объединить различные варианты. Например, прерывистые канавки могут быть расположены ближе друг к другу в направлении окружности гильзы, если они имеют малую высоту. Размещение канавок в верхней области ходовой поверхности, подвергающейся наиболее сильному воздействию, оказывает разрушительное влияние на механизм возникновения схватываний. Если в верхней области схватываний не возникает, поршневые кольца практически не способны вызывать схватывания, так как воздействие на кольцо уменьшается в направлении вниз по ходовой поверхности.Формула изобретения
1. Гильза цилиндра (1) для двигателя внутреннего сгорания дизельного типа, имеющая ходовую поверхность в форме внутренней поверхности (6), по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт (12) с внешней подачей (13) смазывающего масла, по меньшей мере, первую и вторую группы выемок, которые открыты только по направлению внутрь цилиндра, выполнены в форме удлиненных канавок (14, 15) и расположены прерывистым образом в направлении по окружности гильзы, при этом выемки, относящиеся к разным группам, взаимно разделены относительно друг друга в продольном направлении гильзы (1), отличающаяся тем, что выемки в группах размещены в верхних 15% длины ходовой поверхности (6), а канавки расположены относительно друг друга в направлении по окружности таким образом, что любая линия на ходовой поверхности (6), параллельная оси гильзы цилиндра, пересекается, по меньшей мере, одной из канавок (14, 15). 2. Гильза цилиндра по п. 1, отличающаяся тем, что канавки (14) в группах ориентированы в направлении по окружности гильзы. 3. Гильза цилиндра по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что канавки (14, 15) в группе расположены на одном уровне в продольном направлении гильзы (1). 4. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что канавки (14, 15) в каждой группе имеют суммарную протяженность в направлении по окружности гильзы (1) максимум 80% и предпочтительно максимум 60% от окружности ходовой поверхности (6). 5. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что каждая группа включает, по меньшей мере, пять и предпочтительно, по меньшей мере, восемь канавок (14, 15). 6. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что канавки (14, 15) в каждой группе равномерно распределены по окружности ходовой поверхности (6). 7. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что ходовая поверхность (6) предназначена для использования ее поршневыми кольцами (7) поршня (3), причем поршневые кольца (7) имеют заранее определенную минимальную высоту, а канавки (14, 15) в группах имеют высоту, которая меньше упомянутой минимальной высоты поршневых колец (7) и предпочтительно составляет максимум 75% от этой минимальной высоты, то есть канавки имеют соответственно высоту в интервале от 1 до 3 мм. 8. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что канавки (14, 15), принадлежащие к различным группам, расположены друг от друга на расстоянии, по меньшей мере, 35 мм в продольном направлении гильзы (1). 9. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что канавки (14, 15, 24) имеют глубину, по меньшей мере, 2 мм в только что изготовленной гильзе (1). 10. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что масляный тракт (12) расположен ниже канавок (14, 15, 24). 11. Гильза цилиндра (1) для двигателя внутреннего сгорания дизельного типа, где гильза (1) имеет внутреннюю поверхность, которая может образовывать ходовую поверхность (6) для поршневых колец (7) поршня (3), имеющих заранее определенную минимальную высоту, и где гильза также имеет, по меньшей мере, один открытый внутрь масляный тракт (12) с внешней подачей (13) смазывающего масла и, по меньшей мере, одну канавку (24), которая открыта только по направлению внутрь цилиндра, отличающаяся тем, что по меньшей мере, одна канавка (24) проходит во всей внутренней поверхности (6) гильзы (1) и имеет высоту менее 30% от минимальной высоты поршневых колец (7), а канавки (24) имеют глубину в радиальном направлении гильзы (1) больше половины их высоты в продольном направлении гильзы (1) и расположены в верхних 15% длины ходовой поверхности (6). 12. Гильза цилиндра по п. 11, отличающаяся тем, что каждая канавка (24) проходит по окружности ходовой поверхности (6) на постоянном уровне в продольном направлении гильзы (1). 13. Гильза цилиндра по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что она включает, по меньшей мере, три канавки (24). 14. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 11-13, отличающаяся тем, что в верхних 10% длины ходовой поверхности (6) расстояние между канавками (24) меньше восьмикратной высоты канавки. 15. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 11, 13 и 14, отличающаяся тем, что каждая канавка (24) простирается вверх и вниз между границами цилиндрической секции ходовой поверхности (6), при этом высота этой секции меньше минимальной высоты поршневых колец (7). 16. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 11-15, отличающаяся тем, что канавки (14, 15, 24) имеют глубину, по меньшей мере, 2 мм в только что изготовленной гильзе (1). 17. Гильза цилиндра по любому одному из пп. 11-15, отличающаяся тем, что масляный тракт (12) расположен ниже канавок (14, 15, 24).РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2www.findpatent.ru
Данный раздел описывает, каким образом сухие гильзы из серого чугуна могут быть встроены в блоки цилиндров из серого чугуна, соотв., каким образом они могут быть заменены. Здесь имеются некоторые различия с последующими главами, в которых идёт речь об установке алюминиевых гильз или гильз из серого чугуна в алюминиевые блоки цилиндров.
У блоков цилиндров из серого чугуна применяются, в основном, два вида сухих гильз. При первом исполнении речь идёт о так называемых Slip-fitгильзах, при втором - о Press-fit-гильзах. Иначе, чем у алюминиевых блоков цилиндров, изготовитель двигателей предусмотрел с самого начала возможность ремонта путём замены гильзы. Оба вида гильз имеются как запасные части у изготовителя двигателей, а также на свободном рынке запасных частей.
Уже само название даёт понятие о виде и способе монтажа данных гильз. Конструкция одинакова у обоих видов гильз. Оба исполнения имеют наружный диаметр гильзы, изготовленный в размер, а также часто буртик в зоне плоскости разъёма блока цилиндров. Единственное отличие - кроме размеров - состоит в том, что у Press-fit-гильз рабочие поверхности цилиндров должны после запрессовки окончательно обрабатываться (хонинговаться), в то время как Slip-fit-гильзы уже окончательно обработаны и хонингованы.
Преимущества обоих типов конструкций состоят в том, что блок цилиндров можно путём установки новых гильз ремонтировать вновь и вновь. При Slipfit-гильзах это может быть произведено даже любым механиком в мастерской, без привлечения станков.
 |
Изображение 1 |
Slip-fit-гильзы
Данные гильзы имеют по сравнению с основным отверстием незначительно меньший диаметр. Благодаря имеющемуся монтажному зазору величиной от =0,01 до 0,03 мм данные гильзы можно монтировать и демонтировать от руки без большого усилия. При данной конструкции буртик гильзы абсолютно необходим, для того чтобы в ходе работы двигателя удерживать гильзу в предусмотренном положении внутри блока цилиндров. При монтаже и затяжке болтов головки блока цилиндров буртик гильзы при прижиме уплотнения головки блока цилиндров зажимается в блоке цилиндров и фиксируется в осевом направлении. Недостатком Slipfit-гильз является малый зазор между гильзой цилиндра и основным отверстием гильзы и, тем самым, несколько худшая теплопроводность между гильзой и блоком цилиндров.
Press-fit-гильзы
Press-fit-гильзы имеют по сравнению с основным отверстием под гильзу несколько больший наружный диаметр. Из-за перекрытия размеров в = 0,03 - 0,08 мм (в зависимости от диаметра гильзы) они должны с помощью пресса запрессовываться в блок цилиндров. Из-за прикладываемого усилия запрессовки и напряжения запрессовки в блоке цилиндров гильзы при монтаже могут слегка деформироваться, соотв., стать некруглыми. Для учёта этого гильзы в состоянии поставки вначале имеют ещё на 1 мм меньший внутренний диаметр (Semi-finished) и должны быть после запрессовки обработаны заключительным растачиванием ихонингованием в окончательный размер. Поскольку данный тип гильз получает в блоке цилиндров прессовую посадку, то буртик гильзы для её фиксации в блоке цилиндров у некоторых конструкций блоков не является необходимым, соотв., не предусмотрен.
Для Press-fit-гильз с буртиком, однако, рекомендуется этот буртик оставлять. Особенно в критических эксплуатационных ситуациях, если дело доходит до заклинивания поршня в цилиндре, поверхностного запрессовывания по наружному диаметру гильзы часто недостаёт для поддержания её в определённой позиции. С помощью фрикционного замыкания поршня при заклинивании гильза затягивается вниз и буквально перемалывается щёками кривошипа коленчатого вала.
Гильзы из серого чугуна имеют по сравнению с алюминием блока цилиндров меньшее удельное температурное расширение. При эксплуатации гильзы из серого чугуна растянутся примерно только вполовину меньше, чем окружающий алюминиевый блок цилиндров. По этой причине натяг (прессовая посадка) в алюминиевом блоке цилиндров должен быть больше, чем в блоке цилиндров из серого чугуна. Из-за большего натяга и меньшей прочности алюминиевого блока цилиндров гильзы
из серого чугуна нельзя запрессовывать. Требуемое давление запрессовки при определённых условиях разрушило бы блок цилиндров.
Алюминиевые гильзы, хотя и имеют одинаковый коэффициент температурного расширения с алюминиевым блоком цилиндров, однако из-за их меньшей прочности могут быть при запрессовке деформированы или разрушены. Алюминиевые гильзы, к тому же, из-за необходимой поверхностной запрессовки сразу же заклинило бы в основном отверстии. Необходимое давление запрессовки резко увеличилось бы, и гильза, а также блок цилиндров, были бы разрушены.
 |
Изображение 1 |
Внимание!
Если в алюминиевом блоке цилиндров устанавливаются ремонтные гильзы из алюминия или серого чугуна, то они должны быть принципиально установлены горячей посадкой.
Исполнения Slip-fit-гильз, как они часто применяются в блоках цилиндров из серого чугуна, по соображениям прочности вообще невозможно реализовать в алюминиевых блоках цилиндров Запрессовка гильз из серого чугуна и алюминия в алюминиевые блоки цилиндров невозможна в принципе.
При осуществлении посадки гильзы в алюминиевом блоке цилиндров имеются две различные возможности формообразования. Они представлены на нижеследующих изображениях. Буртик гильзы, удерживающий гильзу механически, в алюминиевых цилиндрах не обязателен, соотв., возможен не при любой конструкции. Благодаря большому перекрытию размеров между гильзой и основным отверстием гильзы сидят прочно в основном отверстии и без буртика. Основное преимущество буртика гильзы - точно определяемый упор гильзы при процессе горячей запрессовки. Поскольку данный процесс должен происходить быстро, не остаётся времени на выверку гильзы в основном отверстии. Гильза должна быть введена одним приёмом. Точно определяемый упор в форме буртика или глухого отверстия здесь необходим. Основное отверстие для гильзы цилиндра с буртиком представлено на изображении 2.
Из-за становящихся всё меньше и меньше расстояний между цилиндрами и очень узких перемычек между двумя соседними цилиндрами конструктивно остаётся мало места для введения гильзы. Буртик гильзы в зоне уплотняемой поверхности обостряет дополнительно проблематику установки. Исполнение с буртиком рекомендуется поэтому, в основном, для блоков цилиндров с неотливаемыми совместно трубами цилиндров, соотв., для блоков перемычки которых достаточно широки для реализации буртика.
То, что можно обойтись и без буртика, показано на изображении 3. Для того, чтобы придать гильзе точно определённое положение в блоке цилиндров при горячей посадке, а также при эксплуатации, основное отверстие не достигает конца рабочей поверхности. Образующийся уступ (кромка на рабочей поверхности ) служит здесь упором, который берёт на себя функцию отсутствующего буртика гильзы. Побочный эффект данного исполнения - экономия времени, поскольку отпадает изготовление буртика, соотв., посадки буртика. По причине возникающих проблем из-за того, что расстояния между цилиндрами становятся меньше, здесь может идти речь об исполнении, которое будет всё шире применяться в будущем.
Изображение 2
Изображение 3
;
focusello.ru
Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания
Двигателем внутреннего сгорания называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя...
Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания
Действительный рабочий цикл ДВС осуществляется в результате выделения теплоты при химических реакциях сгорания топлива непосредственно в цилиндре двигателя. В качестве топлива для двигателей используют жидкие нефтепродукты (бензин...
Восстановление гильзы цилиндра двигателя ЯМЗ-236
1. Круглошлифовальный станок. Приспособление с гидропластмассой или цанговое разжимное приспособление 2. Установка для вневанного железнения или для газотермического напыления, приварки ленты, вибродуговой наплавки. 3...
Исследование влияния концентрации щелочи на структуру диспергированных порошков и свойства керамических материалов, спеченных из них
Доокисление отработанных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является одной из наиболее сложных и актуальных проблем защиты окружающей среды от загрязнения токсичными веществами...
История создания и развития двигателей внутреннего сгорания
В настоящее время наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания (ДВС) - тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо)...
История создания и развития двигателей внутреннего сгорания
Вот уже около 120 лет человек не может представить жизни без автомобиля. Попытаемся заглянуть в прошлое, - к самому появлению основы основ современного автомобилестроения...
Коррозийно-механическое изнашивание оборудования
Поршневые кольца и цилиндровые втулки (гильзы) двигателей, изготовленные из литейных чугунов, при наличии электролита образуют гальванические пары как друг с другом, так и между структурными составляющими чугуна - перлитом, графитом...
Проект участка по ремонту блоков цилиндров в условиях ООО "Авто Тех Центр Новосибирск"
В основном, гильзы восстанавливают железнением. При восстановлении крупных корпусных деталей (блоков двигателей, например) площади наращиваемых поверхностей мала, по сравнению с площадью всей детали...
Разработка и исследование автоматизированного устройства для лазерного термоупрочнения гильз цилиндров на базе двигателей с полым ротором
...
Разработка и исследование автоматизированного устройства для лазерного термоупрочнения гильз цилиндров на базе двигателей с полым ротором
Блок цилиндров или блок-картер является основой двигателя. На нем и внутри него расположены основные механизмы и детали систем двигателя. У большинства современных двигателей жидкостного охлаждения цилиндр, где перемещается поршень...
Разработка и исследование автоматизированного устройства для лазерного термоупрочнения гильз цилиндров на базе двигателей с полым ротором
Рабочая поверхность цилиндра работает в условиях переменных давлений и температур, а также подвергается воздействию агрессивной среды отработавших газов...
Расчёт показателей надёжности
Знание закона распределения износа деталей позволяет решать целый ряд задач: - определять процент деталей...
Сквозной цикл производства блока цилиндров двигателя
Помощью ранее полученных базовых поверхностей на горизонтально расточном станке мы получили соосные отверстия всех постелей коленвала. Постели в блоке образованы с помощью крышек коренных подшипников...
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240
Поршневым двигателем внутреннего сгорания называют такую тепловую машину, в которой превращение химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую энергию, происходит внутри рабочего цилиндра...
Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240
...
prod.bobrodobro.ru
Внутренние поверхности гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания во время их работы» находятся под воздействием высоких температур и значительных давлений. На эти поверхности оказывают корродирующее действие нагретые газы, образующиеся при сгорании рабочей смеси.
Гильзы автомобильных двигателей можно разделить на две группы - сухие и мокрые.
Сухие гильзы, установленные в блок двигателя, прилегают всей наружной поверхностью к стенкам блока. Наружная поверхность сухой гильзы должна быть точно и чисто обработана для обеспечения плотной посадки в блок с полным прилеганием к его стенкам для лучшего отвода тепла в водяную рубашку. Стенки сухих гильз делают тонкими (толщиной 3-5 мм). Эти гильзы чаще применяют в двигателях с тяжелыми условиями работы - в автомобильных дизелях и быстроходных карбюраторных двигателях с повышенными степенями сжатия. Сухие гильзы бывают двух типов: легкосменные (фиг. 258,а), устанавливаемые по скользящей посадке, и постоянные, запрессованные в блоки цилиндров.
Обычно постоянные сухие гильзы делают небольшой длины, достаточной для того, чтобы перекрыть только рабочую часть цилиндра, на которую воздействуют верхние поршневые кольца. Такие укороченные гильзы называют вставками.
Мокрые гильзы всегда легкосменные. Они непосредственно омываются охлаждающей водой, так как их наружная поверхность является внутренней стенкой водяной рубашки блока цилиндров. Мокрые гильзы устанавливают в блоки по специальным посадочным пояскам обычно по скользящей посадке. Эти гильзы имеют бурты, определяющие их расположение в осевом направлении в блоке цилиндров. Стенки мокрых гильз воспринимают рабочие давления газов, поэтому они должны быть более прочными, чем сухие гильзы Стенки мокрых гильз делают толщиной 6-8 мм.
При точных фасонных заготовках мокрых гильз на их наружной поверхности обычно обрабатывают только посадочные пояски; остальная часть этой поверхности, соприкасающаяся с водой, остается необработанной. Иногда применяют однократное обтачивание поверхностей между поясками для повышения теплопроводности наружной стенки, удаляя литейную корку.
Наружные поверхности конических заготовок, получаемых при центробежной отливке во вращающиеся неразъемные изложницы, обтачивают полностью, придавая нужную форму заготовке.
На фиг. 259 показана мокрая гильза автомобильного двигателя со вставкой К
В таких случаях мокрые гильзы изготовляют из серых чугунов (например, марки СЧ 24-44 или СЧ 21-40), а вставку делают из высоколегированных никелем (до 10%) и медью или хромоаустенитовых чугунов.
Различают закаливаемые и незакаливаемые гильзы цилиндров. Первые изготовляют из чугунов со сравнительно невысоким содержанием легирующих компонентов 2. Незакаливаемые гильзы чаще всего делают из высоколегированных хромистых, хромомолибденовых и аустенитовых никелевых чугунов. Сложность закалки тонкостенных гильз, значительные деформации предварительно обработанных гильз при термической обработке и трудности окончательной их механической обработки заставляют отказываться от применения закаленных гильз 3.
На мотоциклах ставят двигатели с воздушным охлаждением, поэтому их цилиндры выполняют в виде тонкостенной отливки с ребрами.
У четырехтактных двигателей с нижним расположением клапанов клапанная коробка отливается как одно целое с цилиндром (фиг. 260). Цилиндры двухтактных двигателей обычно имеют в средней части отлитые выпускные, продувочные и впускные окна, а также газовые каналы (фиг. 261).
Часто по рабочим чертежам не требуется обработка кромок окон. Однако, для того чтобы точно выдержать время-сечение каналов1 Такие мокрые гильзы с вставками применяют главным образом в двигателях е алюминиевыми блоками цилиндров.2 Примерный состав чугуна закаливаемой сухой гильзы: 3,2-3,5% С; 0,6-0,8% Мп; 0,03-0,080% Ті; 2,2-2,4% Si; 0,15-0,4% Си; 0,3-0,6% Сг; 0,3-0,7% Ni.3 Большинство английских и американских заводов применяют незакаливаемые гильзы.
Питания и очистки цилиндра, а также фазы распределения, эти окна приходится обрабатывать (расфрезеровывать) 1.
В нижней части цилиндров имеются горловина и фланец с четырьмя отверстиями под шпильки или болты крепления. Шейка горловины и привалочная плоскость фланца являются сборочными базами, определяющими положение цилиндра в картере двигателя.
Цилиндры мотоциклетных двигателей обычно изготовляют из специальных чугунов, отличающихся повышенной износоустойчивостью и жаропрочностью (так называемый цилиндровый чугун). Основными легирующими компонентами этих чугунов являются: 1,8- 2,5% Si, 0,6-1,2% Ni и - 0,5-0,9% Мп.
В последнее время для мотоциклетных и мотороллерных двигателей получили применение цилиндры, отлитые из алюминиевых сплавов.
Высокая теплопроводность алюминия способствует повышению степени сжатия двигателя (особенно у двигателей с воздушным охлаждением), увеличению термического коэффициента полезного действия и снижению температуры масла в двигателе.
Вследствие отличной обрабатываемости алюминиевых сплавов и возможности получать очень точные заготовки, отлитые в кокиль, изготовление алюминиевых цилиндров оказывается более дешевым, чем чугунных, несмотря на более высокую стоимость исходного материала.
Износоустойчивость стенок алюминиевых цилиндров может быть повышена следующими тремя основными способами:
Точность расположения отсечных кромок окон по высоте и ширине окон задается обычно в пределах ±0,2-0,25 мм.
omashinostroenie.com
