Из чего сделан блок двигателя

Блок двигателя: что это такое, из чего сделан, детали, виды, изготовление

Блок двигателя – самая важная часть нашей машины. Знание этого поможет нам узнать, что скрыто под капотом, и понять, как работает наш автомобиль. Для его строительства требуется отличная инженерная работа для его оптимальной работы.

• 1 Что такое блок двигателя
• 2 Как изготавливается блок двигателя
• 3 Из чего сделан блок двигателя
• 4 части блока двигателя
  • 4.1 цилиндры
  • 4.2 каналы охлаждения
  • 4.3 масляные галереи
  • 4.4 муфты
  • 4.5 подшипник коленчатого вала
  • 4.6 другие полости
  • 5.1 Открытый или закрытый
  • 5.2 По расположению цилиндров
  • 5.3 Открытая колода или закрытая колода
  • 6.1 Руководитель
  • 6.2 Скамейка или Картер
  • 6.3 Другие детали двигателя

  Что такое блок двигателя

  блок двигателя es самая важная часть двигателя. Это структура, на которой размещены остальные элементы, такие как приклад вверху, поршни на внутренней стороне и основание (если оно есть) на дне.

  Как вы можете видеть на основном изображении, речь идет о единая деталь со всеми необходимыми полостями для крепления: цилиндров, магистралей охлаждающей жидкости и масла, отверстий под болты и прокладки и т.д. Чтобы сделать такой сложный блок цельным, его изготавливают из песчаной формы.

  

  Как изготавливается блок двигателя

  Для изготовления этой формы на заводе смешивают циркониевый песок, клей и отвердитель. Этот песок используется потому, что он имеет очень высокую температуру плавления (около 2.500ºC). Основными этапами изготовления блока двигателя являются:

  • Эта смесь песка попадает в мастер-формы для придания ему нужной формы и вводят газ, затвердевающий смесь. Затем разные получившиеся формы собирают, склеивая детали специальным клеем, выдерживающим сильный нагрев. Таким образом получается полная форма, в которую впрыскивается расплавленный металл.

  

  • Этот металл получают из слитки, помещаемые в плавильную печь. В случае с алюминием его нагревают до 800ºC, чтобы превратить в жидкость. Поскольку в этом состоянии он расширяется, мы должны использовать больше металла чтобы компенсировать усадку, возникающую при затвердевании.
  • то, впрыскивается в пресс-форму снизу, чтобы избежать загрязнения оксидом алюминия. Вещество, которое образуется при контакте расплавленного алюминия с воздухом. Если бы это делалось сверху, то само действие разряда порождало бы ржавчину из-за его большего контакта с воздухом.
  • Следующий шаг — бросить отдых в течение шести часов в термической рекуперационной печи. Это разрушает клей, так что песок отрывается. Кроме того, этот дополнительный нагрев в течение нескольких часов упрочняет металл.
  • После этого блок кладут лицевой стороной вниз и встряхивают, чтобы разрыхлить песок. Таким образом, алюминиевый блок открыт и требует всего несколько этажей. твики:
    • Первый срезать лишний металл который был помещен в форму, чтобы компенсировать 7-процентную усадку, возникающую при затвердевании алюминия.
    • Второй, полировать поверхности с высокой точностью, чтобы придать им правильную отделку для их использования.

    Из чего сделан блок двигателя

    

    Обычно блок двигателя обычно из чугуна или алюминия. С первым сопротивление больше при равном объеме, а со вторым экономится вес и улучшается охлаждение.

    Однако это не относится ко всем двигателям. общая тенденция — переход на алюминий, по многим причинам. Например, улучшенная конструкция и более высокое качество сборки позволяют алюминиевым блокам двигателя иметь очень высокую прочность. Кроме того, преимущества этого материала очень желательны для преобладающего сегодня сокращения выбросов (уменьшение веса).

    По поводу его проводимости. Алюминиевые блоки имеют меньшую тепловую инерцию. Что подразумевает, что требуется меньше времени для нагрева и меньше времени для остывания. Что добавило к хорошему дизайну система охлаждения и блок позволяет всему двигателю быстрее достигать рабочей температуры и более эффективно рассеивать тепло, когда это необходимо.

    Примером прямо противоположного являются некоторые двигатели Ford EcoBoost. Сохраняя чугунные блоки, которые дольше нагреваются, им нужны вторичные каналы для охлаждающей жидкости. Таким образом, они могут равномерно распределять тепло по всему блоку с самого начала и избегать вредных температурных перепадов.

    К этому надо добавить, что более легкий двигатель из алюминия, облегчает достижение лучшего баланса веса между передней и задней осью. Что может предполагать улучшение динамических качеств автомобиля.

    части блока двигателя

    

    Хотя это указано на некоторых веб-страницах, не является частью блока цилиндров такие штуки, как прокладка головки блока цилиндров, поршни, кольца, пальцы или Биелас. Это все части двигателя, но не сам блок двигателя. Правильным способом разделения важных частей блока цилиндров являются его полости:

    цилиндры

    Внутри Блок двигателя мы встретились цилиндры. Именно здесь расположены поршни, которые создают движение двигателя со взрывами.

    Они могут идти голыми, то есть прямо со стенками блока на воздухе, или прикрытыми рубашками. Что они представляют собой не что иное, как какие-то трубки, закрывающие цилиндры для предотвращения их износа из-за трения о цилиндры. поршневые кольца. Что-то, что не очень распространено в обычных двигателях легковых автомобилей.

    

    Теме статьи:
    Мокрые, сухие и прямые гильзы: отличия и установка на двигатель

    Размер цилиндров варьируется в зависимости от хода и размера поршня. С другой стороны, толщина стенок, образующих цилиндры, зависит от рабочего давления, которому подвергается двигатель. Принимая это во внимание, мы можем сказать, что лос дизельные двигатели имеют более толстые стенки цилиндров и/или стойкие, так как они работают при более высоком давлении, чем в бензиновых двигателях

    каналы охлаждения

    Вокруг цилиндров все каналы охлаждения где циркулирует антифриз. Его конструкция должна быть очень точной, чтобы рассеивать тепло при контакте с жидкостью, не теряя при этом слишком большого сопротивления стенок.

    Кроме того, как мы уже говорили ранее, отбор тепла должен поддерживать достаточно ровные температуры между различными точками двигателя. В противном случае разница в расширении может вызвать проблемы.

    

    масляные галереи

    другие каналы куда пойдет масло требуется для каждой части двигателя. Без них я не знаю будет смазывать движущиеся части и мотор скоро придет в негодность.

    Его конструкция очень важна, т. поддерживать правильное давление масла на протяжении всего тура. Таким образом поток будет поступать в нужном количестве к каждой части.

    муфты

    Это поверхности, предназначенные для прикрепите другие детали двигателя. Например: муфта Помпа, муфта распределителя, муфта бензонасоса, опора масляного фильтра. и другие, если этого требует конструкция двигателя.

    Как видите, все они являются очень важными для работы двигателя деталями, которые необходимо правильно закрепить на блоке. Идти свинчены и уплотнены прокладками которые выдерживают высокие температуры. Как и в случае с прокладкой ГБЦ, которая больше всего страдает при перегреве автомобиля.

    

    подшипник коленчатого вала

    Это внизу, и это где находится коленвал. То есть тот, кто отвечает за преобразование линейного движения поршней во вращательное движение, необходимое для движения транспортного средства.

    Подшипник — это полумесяц, который обнимает коленчатый вал сверху а подшипник — это полумесяц, который окружает его снизу и прикручивается к блоку. Эта деталь имеется только на закрытых блоках цилиндров. Мы поговорим об этом в разделе «Типы блоков» (ниже).

    другие полости

    В зависимости от конструкции двигателя блок должен иметь те или иные полости. Например, полости толкателей клапанов.

    

    Теме статьи:
    Роль клапанов двигателя

    Типы блоков двигателя

    Открытый или закрытый

    

    • Un открытый блок это тот не включает опору коленчатого вала. Так он помещается в Подвеска двигателя o прямо в картере, как задумано.
    • Un закрытый блок это тот да, он включает в себя опору для коленчатого вала, так что у него есть полукруглая часть внизу, чтобы собрать его (подшипник), а затем несколько винтовых подшипников, чтобы закрепить его на блоке.

    По расположению цилиндров

    Форма блока, а также его структура, в основном зависит от типа конструкции что двигатель имеет, согласно типы двигателей. Следовательно, эта категоризация такая же, как и для двигателей внутреннего сгорания:

    • В линии: Цилиндры расположены один за другим вертикально.
    • V-образный: цилиндры расположены по диагонали и попарно. Таким образом, два шатуна соединены с одной и той же шатунной шейкой. Вариантом являются блоки VR, которые имеют V, но очень закрытые.
    • в W: это как два V-образных двигателя вместе в одном блоке.
    • Боксеры: блок цилиндров с горизонтальными и обращенными друг к другу цилиндрами.

    Открытая колода или закрытая колода

    Эта дифференциация относится к расположению охлаждающих каналов. открытая палуба это означает, что цилиндры Estan окружен охлаждающими каналами. Так легче отводить тепло.

    В случае блоков типа Закрытая колода, эти воздуховоды не окружайте цилиндры, поэтому они более устойчивы к давлению, но их охлаждение сложнее. Существуют также полуоткрытые или полузакрытые колоды, которые представляют собой комбинацию обоих типов. Поэтому каналы охлаждения частично окружают цилиндры.

    

    Элементы, соединенные с блоком двигателя

    Руководитель

    задница, обычно расположенный на блоке цилиндров, Это самый сложный компонент. при проектировании двигателя. Кроме того, это деталь, которая представляет наибольшую хрупкость, поскольку она должна выдерживать высокие нагрузки и очень высокие температуры в камере сгорания. Внутри головки блока цилиндров находятся клапаны и Распределительные валы, среди прочих элементов.

    Материал, используемый для изготовления головки блока цилиндров, очень похоже на блок двигателя. Для конструкции камеры сгорания, расположенной в головке блока цилиндров, учитывается степень сжатия, при которой будет работать двигатель, а также расположение клапанов.

    Между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров находится прокладка головки блока цилиндров. Миссия этого совета состоит в том, чтобы предоставить теснота и герметичность. Благодаря прокладке головки блока цилиндров также можно предотвратить утечку антифриза или масла из соответствующих каналов смазки.

    

    Скамейка или Картер

    В зависимости от конструкции двигателя блок может иметь скамья, соединенная внизу, где будет лежать коленчатый вал (открытый блок + кровать). Si нет, будет прикреплен непосредственно картер, где находится масло и откуда оно берется для смазывания остальной части двигателя.

    Другие детали двигателя

    Опять же, в зависимости от конструкции двигателя, к блоку будут прикреплены разные детали для правильной работы. Их может быть много, но самые распространенные Водяной насос, топливный насос высокого давления, el кронштейн масляного фильтра, и т.д.

    Изображения — нжамстарС, Пол Шульц, OK Foundry Company, Inc., Колин, Рамсей Томсон, Эрик Килби, DieselDemon

    Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

    Полный путь к статье: Motor News » Motor News » Especiales » Блок двигателя: что это такое, из чего сделан, детали, виды, изготовление

    3 комментариев, оставьте свой

    Оставьте свой комментарий Отменить ответ

    

    Роберт Уклес сказал

    тому назад 11 лет

    Добрый вечер,очень хорошо,ваши отчеты по механике.Хочу задать вам вопрос.У меня suzuki bitara.Он перегрелся и была разобрана ГБЦ.Отвезли в проммастерскую почистить так как он сломался.С ним , немного прогрелся, уже не греет, но когда двигатель остывает со дня на день, когда открываю радиатор, в нем есть давление. rucles512001@yahoo.com
    Жду вашего ответа, большое спасибо.

    

    Cristian сказал

    тому назад 6 лет

    Доброе утро, ваша информация очень интересна, но вы не будете знать, каковы примерные размеры (диаметры) каналов охлаждения и смазки в головках цилиндров.
    Большое спасибо

    

    Лев сказал

    Устройство блока цилиндров двигателя: просто о сложном

    Самый распространенный материал, который используется при производстве ‒ чугун. Это традиционный вариант. На втором месте алюминий. Вернее его различные сплавы. Ну и еще достаточно экзотический материал – магниевый сплав. Теперь обо всех трех вариантах – более подробно.

    Чугун

    Это – традиционный материал, из него на протяжении многих десятилетий изготавливали эту деталь.

    Чугун использовали с добавками: никелем, хромом. Среди положительных качеств чугунного изделия можно выделить: меньшую чувствительность к перегреву, жесткость, которая очень важна при форсировке двигателя.

    Устройство, в основном, работает при частой смене температурного режима, поэтому изделия из чугуна в приоритете. Главный недостаток – значительный вес, который ухудшает динамику легкового авто.

    Алюминий

    Обладает такими положительными свойствами, как оптимальное охлаждение двигателя и незначительный вес. Он находится на втором месте по количеству выпускаемых блоков цилиндров. Особенность конструкции из алюминия – установка гильз.

    Сегодня для выполнения этой операции, в основном, применяют две технологии Locasil и Nicasil. В первом случае запрессовываются гильзы из алюминий-кремниевого сплава во втором – наносится никелевое покрытие. Вторая технология имеет существенный недостаток – если, к примеру, прогорает поршень, обрывается шатун или выходит из строя никелевое покрытие, то изделие отремонтировать не получится.

    Также никосиловая технология не предусматривает расточку, приходится менять весь узел в сборе. Понятно, что в таком случае владельцу автомобиля приходится раскошелится на солидную сумму.

    Магниевый сплав

    Блок цилиндров двигателя из него твердый как чугунный, и легкий, как алюминиевый. Правда стоит такое изделие дорого, и по этой причине в условиях конвейерного производства не используется, хотя соединяет в себе лучшие качества чугуна и алюминия. Как видите, у каждого из упомянутых материалов есть определенные плюсы и минусы, но утверждать, что какой-то из них лучше, было бы некорректно.

    

    Восстановление блока цилиндров гильзами ремонтного размера

    При значительном повреждении рабочей поверхности гильзы, или необходимости восстановления БЦ с гильзами крайнего размера ремонтного, гильзы можно заменить. Они просто растачиваются до полного их удаления.Новым гильзам необходимо иметь наружный диаметр на 0,05 – 0,07 мм. больше посадочного места в блоке и упорный выступ вверху. Такой натяг и нанесение герметика вверху и внизу гильзы при её установке, не даёт охлаждающей жидкости просочиться в цилиндр и поддон. Так же посадка гильзы с натягом обеспечивает хороший отвод тепла от её стенок к алюминиевому блоку. Но при посадке чугунной гильзы в алюминиевый блок с таким натягом нельзя применять запрессовку.Дело в том, что чугун гильзы твёрже алюминия блока и при прессовании легко образует задиры. В районе задира стенка гильза не прилегает своей поверхностью к посадочному месту. В этом месте не будет отводиться тепло и может возникнуть местный перегрев. Кроме того, при расточке и хонинговании гильзы после её запрессовки, стенка гильза в месте не прилегания к посадочному месту будет «дышать», ухудшая точность обработки рабочей поверхности. Выход из этой ситуации, установка «от руки» гильзы, охлаждённой в жидком азоте в нагретый блок цилиндров.

    Преимуществами алюминиевых блоков цилиндров с сухими гильзами

    Преимуществами алюминиевых БЦ (блоков цилиндров) с сухими гильзами являются меньший вес мотора с таким блоком, его более быстрый прогрев и меньший объём антифриза, требующийся для нормального охлаждения, по сравнению с моторами на основе чугунного БЦ.Однако разница коэффициентов расширения алюминиевого поршня и чугунной гильзы при нагреве во время работы мотора никуда не делась. Из-за этой разницы, промежуток промеж цилиндра и поршня нельзя уменьшить менее 0,025 – 0,04 мм. По причине постоянного изменения зазора (при запуске холодного мотора, зазор больше, а после нагрева до рабочей температуры, уменьшается), скорость износа поршневой группы не отвечала современным требованиям. Как следствие, повышенный угар масла, мешающий выполнять современные нормы экологии двигателем.

    

    Изготовление поршня из алюминия покрытого железом

    Что бы как можно больше уменьшить промежуток промеж цилиндра и поршня, нужно делать их из металла с одинаковым тепловым расширением, т.е. из алюминия. Но алюминий по алюминию работать не может. Из-за его низкой твёрдости, при работе алюминиевого поршня по алюминиевому цилиндру, происходят задиры вплоть до заклинивания.Фирма Mahle решила эту проблему, покрыв алюминиевый поршень тонким слоем (порядка 0,03 мм.) железа.

    Такой поршень нормально работает по алюминию цилиндра. Поскольку расширение алюминиевых поршня и цилиндра одинаковы, стало возможным сделать зазор между ними не более 0,02 мм. Для повышения износостойкости цилиндров, в алюминиевом сплаве БЦ увеличили содержание кремния более 18%.При изготовлении такого блока после расточки цилиндров, применяется химическое травление их стенок, для оголения кристаллов кремния на их поверхности. Такое покрытие производитель назвал Silumal.

    Расточка и хонингование алюминевых блоков Silumal

    Ремонт таких блоков цилиндров производится так же, как и чугунных, расточкой до ремонтного размера и последующим хонингованием.Однако хонингование алюминиевых блоков сильно отличается от чугунных. Обработка обычно делается в три приёма. При этом применяются бруски с разными размерами абразива.От самого крупного к самому мелкому. Абразивные частицы таких брусков содержат карбид кремния, т.к. при хонинговании нужно резать не только мягкий алюминий, но и очень твёрдый кремний. Так же состав покрытия брусков хон-головки не позволяет прилипать к ним алюминиевой стружке, которая может стать причиной основательных задиров на стенке цилиндра. После хонингования нужна ещё одна операция.Надо оголить кристаллы кремния. Вместо химического травления, при ремонте применяют полировку специальной силиконовой пастой с содержанием небольшого количества кремния. При этом снимается тонкий слой алюминия (0,001мм.), а кристаллы кремния на стенках цилиндра не затрагиваются.Все самое интересное и актуальное Вы можете узнать на нашем сайте quality21.

    Сколько стоит?

    Цена гильзовки блока цилиндров может существенно отличаться. Обычно в эту стоимость включают работы по расточке с хонингованием цилиндров. Так, для автомобилей марки ВАЗ весь комплект работ стоит 5 тысяч 300 рублей без учета самих втулок.

    Гильзовка ДВС УАЗа — 6 тысяч 500 рублей. Для ГАЗелей с моторами ЗМЗ данная услуга составляет 4 тысячи 300 рублей. Для двигателей «Камминз» — на 2 тысячи дешевле. Что касается иномарок, стоимость гильзовки чугунного блока (без расточки и хонингования) составляет 2 тысячи 300 рублей за один цилиндр. Те же работы, но с алюминиевым блоком на 200 рублей дороже.

    Где производится гильзовка блока цилиндров? СПб и Москва — не единственные города, в которых предлагается данная услуга. Найти хорошего мастера по гильзовке можно и в гораздо меньших населенных пунктах.

    Разновидности

    Существует несколько типов гильз:

    Первый устанавливается в блок двигателя, который не имеет контакта с охлаждающей жидкостью. Мокрые гильзы с одной стороны вступают в контакт с антифризом. Такие элементы оснащены специальными прокладками, которые исключают утечку жидкости из системы охлаждения и ее проникновение в цилиндр. Также данный уплотнитель предотвращает прорыв отработавших газов в СОД.

    Основные требования к гильзам:

    • Устойчивость к перепадам температур.
    • Коррозионная защита.

    При подборе данных элементов, обращают внимание на толщину стенок цилиндров, их эллипсность и конусность. Учитываются допуски под расточку гильзы после ее установки в двигатель

    Следите за нами в соцсетях

    Устройство блока цилиндров

    Блок цилиндров двигателя должен удовлетворять следующим требованиям: обеспечение соосности всех постелей, а также соблюдение равного диаметра постелей. Также существуют блоки, в которых эти требования не соблюдаются, но это только специальные и экспериментальные конструкции.

    

    Как мы заметили ранее, блок цилиндров является основой для других агрегатов. Его основные детали следующие:

    • Цилиндр двигателя. Чем они больше, чем мощнее мотор. Объем суммируется и конечная цифра озвучивается в характеристиках автомобиля. Главной деталью цилиндров являются гильзы, которые бывают двух типов. Первый тип используется только в алюминиевых блоках – это впрессованные непосредственно в блок цилиндров гильзы. Второй тип – съемные гильзы. Они бывают «сухие» и «мокрые».
    • Головка блока. Состоит из мест для крепления ремня ГРМ, камеры сгорания, отверстий для свечей, впускных и выпускных каналов, а также рубашки охлаждения и каналов смазки. Крепится головка сверху самого блока цилиндров. Но если другие агрегаты в автомобиле крепят просто «на глаз», то есть до того момента когда болт не повернуть, то здесь болты затягивают с помощью динамометрического ключа. У каждого автомобиля свои параметры и схемы для затяжки, которые нельзя нарушать.
    • Картер. Во всех двигателях внутреннего сгорания картеры можно назвать именно частью блока, а не навесным агрегатом. Представляет собой корпус для кривошипно-шатунного механизма. Крепят картера снизу блока цилиндров, для защиты закрывают специальные поддоном.

    Какими бы надежными ни были двигатели внутреннего сгорания, рано или поздно их ресурс подходит к концу. Особенно это касается ДВС старых автомобилей ВАЗ. Гильзовка блока цилиндров — одна из частых операций, которая производится в ходе капитального ремонта двигателя. В чему суть данной технологии, что она дает и как делается? Обо всем этом читайте далее в нашей статье.

    Альтернативная технология

    Вышеописанный метод подразумевает предварительную расточку блока. Но существуют блоки (это касается алюминиевых), которые не растачиваются перед установкой гильз. Как поступают в таком случае? Гильзовка блока цилиндров сопровождается нанесением герметика в посадочное гнездо.

    Далее втулка запрессовывается на специальном станке. Температура гильзы и блока одинаковы. Качественная гильзовка позволяет эксплуатировать ДВС на протяжении 150 тысяч километров при условии своевременной замены масла.

    Чугунный блок двигателя

    Особенно важна эта процедура для двигателей тяжёлых грузовиков и строительной техники.

    Крышки коренных опор и их посадочные места тщательно очищаются от загрязнений, после чего крышки устанавливаются на свои места, а крепёжные болты затягиваются предписанным моментом с помощью динамометрического ключа. Индикаторный нутромер настраивается на требуемый размер (номинальный диаметр постели коленчатого вала). Промеряем каждую опору в нескольких плоскостях. Отличия полученных размеров от номинального не должны быть более 0,02 мм. В противном случае необходимо произвести операцию по ремонту постели коленчатого вала.

    Подобным же образом проверяются и посадочные отверстия под различные втулки. Их можно отремонтировать путём установки новых втулок с увеличенным наружным диаметром.

    Если по всем вышеизложенным параметрам блок пригоден к дальнейшей эксплуатации, необходимо выполнить ремонтные работы. После ремонта блок цилиндров должен быть тщательно промыт и продут сжатым воздухом для удаления за грязнений.

    Похожие страницы:

    1. … , расположенные по обеим сторонам блокацилиндров. К передней части блокацилиндров крепится крышка распределительных шестерен … поворота блокацилиндров электромеханический Частота вращения блокацилиндров, об/мин 4,07 Углы поворота блокацилиндров, град …
    2. … для этого в блокецилиндров выполнены каналы для смазки и охлаждения. В картере блокацилиндров выполнены постели … технология производства блокацилиндров двигателя внутреннего сгорания. В которой я описал сам блокцилиндров и проанализировал условия …
    3. Ремонт блокацилиндров Материал блокацилиндров — серый чугун. Возможные дефекты блокацилиндров: пробоины и трещины на стенке … гильз. Ремонт базовых поверхностей блокацилиндров. У блокацилиндров происходят значитель­ные искажения геометрической формы …

    

    Хочу больше похожих работ…

    Как проводится портинг ГБЦ

    Перед тем как провести портинг ГБЦ, нужно проверить наличие у себя нескольких компонентов:

    1. Каналы впускного/выпускного типа;
    2. Втулки направляющего образца;
    3. Клапаны;
    4. Пружины/тарелки для втулок;
    5. Камеры сгорания.

    Далее следуем инструкции:

    1. Возьмите ГБЦ и удалите все присутствующие на ней клапаны.
    2. Осмотрите каналы, запомните места, где присутствуют дефекты.
    3. Снимайте направляющие.
    4. Используйте вспомогательные шпильки для насаждения коллектора впускного типа.
    5. При помощи болтов вкрутите вспомогательные шпильки в отдельные каналы, предназначенные для смеси охлаждения. В шпильках можно проделать маленькие отверстия для сохранения нормального подогрева.
    6. Совмещаем коллектор с ГБЦ.
    7. Запиливайте коллектор впускного типа.
    8. Когда работа над коллектором подойдёт к завершению, придётся совместить каналы. Состыковку можно произвести, воспользовавшись пластилином.
    9. Воспользуйтесь зубилом, чтобы удалить неровности на клапанах выпускного типа.
    10. Подвергайте остальные каналы тщательной полировке, чтобы избавиться от всех дефектов поверхности.

    Результатом проведения всех вышеописанных манипуляций будет являться то, что ГБЦ будет иметь более совершенные характеристики:

    • Диаметр каналов впускового типа – 32 миллиметра;
    • Диаметр каналов выпускного типа – 29 миллиметров;
    • Диаметр клапанных стеблей – 8 миллиметров;
    • Валы распределительные ГБЦ, спортивные — стандартные – 13,5 миллиметров;
    • Длина втулок направляющего типа превышает стандартную.

    Таким образом, благодаря осуществлению доработки головки блока цилиндров можно добиться максимального раскрытия потенциала автомобильного двигателя.

    Возможные неисправности

    В процессе эксплуатации главный тормозной цилиндр, как и все механизмы автомобиля, приходит в негодность, что влечет за собой ремонт либо замену деталей. В основном причиной может стать неравномерное распределение тормозной жидкости внутри конструкции. Диагностику неисправностей проводят сначала, используя внешний осмотр: проверяют наличие дефектов и протечки тормозной жидкости. Затем проверяют работоспособность узла: при обычном надавливании штока заеданий и проваливания не должно быть.

    Рабочий тормозной цилиндр, как правило, при долгом использовании подвергается износу, а также поражается ржавчиной с внутренней стороны. Это – следствие попадания посторонних веществ (воды, кислорода) в тормозную жидкость. Существуют и такие нюансы, как: изнашивание уплотнительной манжеты и пружин возврата, их задирания, также ветхость зеркала устройства. Такие нарушения требуют обязательного ремонта либо замены.

    Среди других факторов, по которым колесный тормозной цилиндр ломается, выделяют разгерметизацию его. Выявляется это при внешнем осмотре: остается характерный след и присутствует сильный запах, уровень жидкости будет быстро понижаться. Колесный тормозной цилиндр, в котором набухли уплотнительные чехлы снаружи, свидетельствует о негодности и внутренних уплотнителей.

    

    Материалы блока цилиндров

    Издавна блок цилиндров изготавливался из чугуна. Это довольно прочный и жесткий материал, неподверженный перегреву. Эти качества и были нужны автопроизводителям, ведь двигатель может набирать довольно высокую температуру при своей работе. Чугун обычно применялся с примесями никеля и хрома. Последние два материала придают большую долговечность конструкции. Конечно, главным минусом чугуна является его масса, автомобили теряли в маневренности и скорости.

    Поэтому блоки цилиндров стали изготавливать из алюминия. Данный металл гораздо лечге чугуна, а также имеет меньшую теплопроводность. Естественно алюминий не является идеальным решением, ведь главной проблемой является подбор материала для исполнения блока.

    Существует и третий вариант – магниевый сплав. Конечно, магний гораздо легче алюминия и чугуна, а также обладает жесткостью и твердостью последнего. Однако, установка подобного блока дороже, следовательно, для широкого пользования не подходит. Магниевые блоки ставятся при тюнинге двигателя с целью обеспечить максимальный разгон и маневренность. Главным образом такие конструкции используются на гоночных авто.

    Алюминиевые блоки в данный момент изготавливают посредством двух технологий: Locasil и Nicasil. Первая включает в себя запрессовку гильз из сплава кремния и алюминия, а вторая покрытие алюминиевой поверхности блока никелем. Конечно, последняя технология имеет большой недостаток, ведь при обрыве шатуна или прогаре одного из поршней никелевое покрытие уже не функционирует должны образом, а сам блок цилиндров нельзя отремонтировать. В этом случае выигрывает чугунный двигатель, который можно расточить и подвергнуть гильзованию с помощью ремонтного комплекта.

    Как проверить масло в АКПП?

    Рекомендуем прочитать: Как проверить уровень масла в автомате

    

    Самый простой способ проверки масла в автоматической коробке передач – это взять его пробу. Определить «на звук» или по характеру движения автомобиля, что требуется смена масла в коробке, практически невозможно, если речь не идет о критических случаях.

    Чтобы проверить масло в АКПП следует взять немного его на пробу и капнуть на белый лист бумаги или ветоши. Далее остается определить степень загрязнения масла по цвету, в соответствии со следующими правилами:

    • Масло прозрачное. Если масло прозрачное, то его замена не требуется. При этом не стоит обращать внимания на цвет масла. В процессе работы масло розового цвета может стать черным, но главное, чтобы оно оставалось прозрачным;
    • Масло мутное. Если сквозь масло не видно белого листа, значит оно загрязнено мелкими частицами, и его следует поменять. В данной ситуации водитель может выбрать полную замену масла или частичную;
    • Масло с вкраплениями стружки. Если в пробе масла, взятого из коробки, отчетливо видны детали металлической стружки или других частиц, значит, с трансмиссией вскоре будут большие проблемы. Также такое масло отличается едким запахом гари. Чаще всего при появлении металлической стружки замена масла уже не сможет спасти АКПП от разрушения.

    При появлении подозрений на начало разрушения коробки передач, можно полностью слить масло и снять поддон, чтобы диагностировать проблему с коробкой передач. Чистый поддон покажет, что опасения были ложными. Если на него налипла небольшая металлическая стружка (так называемые «ежики»), следует понимать, что началось разрушение АКПП, и вскоре трансмиссия перестанет работать должным образом. Заметив на поддоне явные куски металла, которые по диаметру могут быть больше 1 мм, можно диагностировать фактически разрушение коробки передач и необходимость срочного капитального ремонта.

    Химический состав и термическая обработка

    Литейные алюминиевые сплавы, которые применяют для изготовления блоков цилиндров автомобилей, обычно включают сплавы 46200 и 45000 по Европейскому стандарту EN 1706 (громоздкая приставка “EN AC-“ опущена). Химические «формулы» этих сплавов имеет соответственно вид AlSi8Cu3 и AlSi6Cu4. Их американскими аналогами – более известными – являются сплавы А380.2 и А319. Эти доэвтектические алюминиево-кремниевые сплавы обычно производят из вторичного алюминия. Из них отливают автомобильные блоки цилиндров различными методами гравитационного литья.

    

    Таблица – Химический состав и состояния
    алюминиевых литейных сплавов для блоков цилиндров

    Относительно высокое содержание меди позволяет этим сплавам сохранять свою прочность при повышенных температурах и, кроме того, обеспечивает им хорошую обрабатываемость резанием. Обычно для этих сплавов – 46200 и 45000 (А380.2 и А319) – применяют состояния F (литое состояние), Т4 (закалка и естественное старение) и Т5 (неполная закалка и искусственное старение). Для отливок из этих сплавов может также применяться и состояние Т6, но для многих изделий из этих сплавов достаточно стабилизирующего состояния Т5.

    Почти все блоки цилиндров, которые отливают методом литья под высоким давлением, изготавливают из сплава 46000 (AlSi9Cu3(Fe)). Обычно этот сплав не требует термической обработки, кроме умеренного отпуска для снижения остаточных напряжений.

    

    Блоки цилиндров из алюминиевых сплавов 42100 (AlSi7Mg0,3) и 42000 (AlSi7Mg) получают высокую прочность и удлинение при комнатной температуре, когда подвергаются термической обработке на состояние Т6. В этом случае необходимо внимательно контролировать остаточные напряжения, которые возникают при закалке отливки для достижения состояния Т6. Более высокое сопротивление растрескиванию этих сплавов дают им возможность противостоять термическим усталостным нагрузкам. Это происходит за счет определенного ухудшения обрабатываемости резанием и повышения стоимости из-за дополнительных расходов на термическую обработку на состояния Т6 или Т7. Выполнение требования по пониженному содержанию примесей, таких как железо, марганец, медь и никель, также требует дополнительных расходов по сравнению со вторичными сплавами, которые упоминались выше.

    Блоки цилиндров из заэвтектоидных алюминиево-кремниевых сплавов (AlSi17CuMg) обычно отливают методом литья при низком давлении с последующей термической обработкой на состояние Т6. Этот сплав также более дорогой, чем стандартные литейные сплавы из вторичного алюминия.

    Конструкция и устройство блоков цилиндров

    

    Чаще всего в производстве используется чугун. Это традиционный вариант. На втором месте алюминий. Скорее, это разные лиги. Ну и еще довольно экзотический материал — магниевый сплав. Теперь обо всех трех вариантах — подробнее.

    Чугун

    Это традиционный материал, из которого многие десятилетия изготавливают эту деталь.

    Чугун использовался с добавками: никель, хром. Среди положительных качеств чугунного изделия их можно выделить: меньшая чувствительность к перегреву, жесткость, что очень важно при форсировании двигателя.

    Аппарат в целом работает при частых перепадах температур, поэтому изделия из чугуна в приоритете. Главный недостаток — значительный вес, ухудшающий динамику легкового автомобиля.

    Алюминий

    Обладает такими положительными качествами, как оптимальное охлаждение двигателя и небольшой вес. Он занимает второе место по количеству произведенных блоков цилиндров. Особенностью алюминиевой конструкции является установка гильз.

    Сегодня для выполнения этой операции в основном используются две технологии, Locasil и Nicasil. В первом случае запрессовываются гильзы из алюминиево-кремниевого сплава, во втором — никелевое покрытие. У второй технологии есть существенный недостаток — если, например, прогорит поршень, сломается шатун или вышло никелевое покрытие, изделие не подлежит ремонту.

    К тому же никосиловая технология не дает скучать, необходимо менять всю сборку в сборе. Понятно, что в этом случае владелец автомобиля должен выложить немалую сумму.

    Магниевый сплав

    Блок цилиндров твердый, как чугун, и легкий, как алюминий. Правда, такое изделие дорогое, и по этой причине не используется в условиях производства конвейерных лент, хотя сочетает в себе лучшие качества чугуна и алюминия. Как видите, у каждого из упомянутых материалов есть свои плюсы и минусы, но было бы несправедливо сказать, что один из них лучше.

    

    
    
    
    

    Поршень

    Цилиндрическая деталь, которая движется внутри цилиндра.

    Поршень состоит из: днища, уплотнительной части, направляющей части (юбки).

    Форма днища зависит от задач, поставленных перед поршнем. Вогнутое дно обеспечивает более эффективную камеру сгорания. Изогнутый — делает поршень сильнее, но снижает рациональность камеры сгорания.

    Дно с уплотнительной частью образует головку поршня. В уплотнительной части находятся маслосъемник и компрессионные кольца.

    Юбка поршня служит для направления движения в цилиндре.

    Сравнение алюминиевых и чугунных двигателей: плюсы и минусы

    В последние годы стало модным перед покупкой автомобиля изучать его внешний вид, форму, интерьер и различные функции. Двигатель и коробка вместе с подвеской как-то незаметно стали уходить на второй план. Но это нечестно. В конце концов, автомобиль — это не новый смартфон или модный телевизор.

    Для любого транспортного средства двигатель — это его сердце, без которого он не может выполнять свою основную функцию. Однако все же есть водители, которые перед покупкой автомобиля внимательно изучают техническую и механическую часть.

    Но многие при выборе двигателя сталкиваются с дилеммой, задавая себе непростой вопрос: какой двигатель лучше: алюминиевый или чугунный?

    Да, современный авторынок может смириться с мозгом любого автолюбителя при выборе автомобиля. Когда-то это было просто: выбрать марку, модель, один из множества двигателей — и все. Теперь количество различных технологий в современных автомобилях, вероятно, скоро превысит количество технологий в космическом корабле Apollo, который полетел на Луну.

    Многие из наших читателей знают, что в последнее время в автомобильном мире становится все меньше и меньше автомобилей с чугунными двигателями. На смену им пришли легкие алюминиевые двигатели. В результате автолюбители всего мира разделились на два лагеря, один из которых рьяно доказывает другому, что алюминиевые двигатели хуже старых чугунных. В одной из наших предыдущих статей мы уже подробно рассказывали о преимуществах и недостатках старых и новых двигателей. Сегодня мы решили вкратце рассказать о том, какие двигатели лучше — алюминиевые или чугунные.

    На первый взгляд алюминий лучше обычного чугуна. Вот почему многие автолюбители и эксперты считают, что алюминиевые двигатели имеют преимущество перед старыми, считая, что чугунные двигатели — отсталая технология. На самом деле это совершенно неверное представление и крайне одностороннее мнение.

    Давайте посмотрим на разницу между алюминиевыми и чугунными двигателями. Двигатели из алюминия и чугуна названы в честь материала, из которого изготовлен блок цилиндров. Например, если блок цилиндров изготовлен из чугуна, двигатель считается чугунным. И даже если в нем используется алюминиевая головка блока цилиндров, он все равно будет считаться чугунным двигателем. То же самое и с алюминиевыми силовыми агрегатами.

    Действительно, у обоих типов двигателей есть как достоинства, так и недостатки. Кратко выделим в виде цитат из прошлой статьи достоинства и недостатки алюминиевых моторов, которые откроют глаза тем, кто считает чугунные моторы допотопной технологией. Действительно, сбрасывать со счетов подруливающие устройства из чугуна еще рано.

    Клапанная крышка

    Клапанная крышка закрывает головку блока цилиндров и газораспределительный механизм. Крепится к голове болтами. Между головкой и крышкой также устанавливается прокладка для плотного и плотного соединения. Это необходимо для того, чтобы масло во время работы не проливалось, а грязь и пыль не попадали внутрь. На крышке также есть маслозаливная горловина.

    

    Клапанная крышка Chevrolet Lacetti

    Раньше крышки были стальными, но на современных двигателях предпочтение отдается алюминию или пластику. Это снижает уровень шума и увеличивает надежность и доступность деталей.

    Блок цилиндров и головка блока цилиндров составляют основу двигателя. Многое зависит от материалов и качества их изготовления. При правильной эксплуатации и своевременном обслуживании прослужат долго.

    Принцип работы двигателя

    Определения

    Верхняя мертвая точка

    — самое верхнее положение поршня в цилиндре.

    Нижняя мертвая точка

    — самое нижнее положение поршня в цилиндре.

    — расстояние, пройденное поршнем от одной мертвой точки до другой.

    — пространство между головкой блока цилиндров и поршнем, когда он находится в верхней мертвой точке.

    — пространство, освобождаемое поршнем при его перемещении из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку.

    — сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. Он выражается в литрах, поэтому его часто называют рабочим объемом двигателя.

    Полный объем цилиндра

    — сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

    — показывает, во сколько раз общий объем цилиндра больше объема камеры сгорания.

    — давление в цилиндре в конце такта сжатия.

    — процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре во время одного хода поршня.

    Почему появляются задиры?

    Причин этого явления несколько:

    • Естественный износ. При этом заеды происходят не ранее, чем через 200 тысяч километров. Нередки случаи, когда дефекты отсутствовали после 500 и более тысяч километров пробега.
    • Преждевременная замена масла или езда на низком уровне. В результате теряется эластичность пленки и двигатель работает всухую. Кольца трутся о поверхность стен, образуя задиры. Специалисты рекомендуют менять масло каждые 10 тысяч километров.
    • Нарушение температурного режима двигателя. Это может вызвать не только царапины на стенках цилиндров, но и дефекты головки блока.
    • Проникновение инородных тел в камеру. Это может быть пыль от грязного воздушного фильтра. Иногда — металлическая стружка от забитого масляного фильтра. Чтобы этого не произошло, меняйте эти расходники каждые 10 тысяч километров.
    • Использование топлива с неправильным октановым числом. Это может вызвать детонацию клапана, заклинивание и выгорание.

    Какой блок цилиндров лучше чугунный или алюминиевый? — Металлы, оборудование, инструкции

    Рассмотрим разницу между Никасил-алусиловым двигателем и обычным чугунным двигателем, или, как в народе, алюминиевым блоком цилиндров и чугунным.

    Сегодня мировые производители двигателей говорят нам, что алюминиевые двигатели с использованной технологией напыления на стенки никосиловых цилиндров имеют в 2 раза меньшее трение, чем чугунный двигатель, и за счет этого трения расход бензина, мощность и надежность больше . Но на практике мы видим обратное. Срок службы двигателей с никосиловым покрытием не превышает 150-200 тысяч километров, с учетом экономии нагрузки они начинают изнашиваться.

    Когда производитель создает двигатель, они рассчитывают его на определенную мощность и одновременно учитывают механические потери двигателя из-за трения. Если мы возьмем 100 процентов за основу для всех типов трения в двигателе, то 50 процентов — это трение поршневого узла. Но на практике все наоборот, ведь основной износ стенок цилиндров происходит при холодном пуске и нагреве вашего автомобиля. Чем быстрее прогреется двигатель, тем дольше останется его ресурс.

    Теоретически, если вы возьмете два двигателя с разными блоками цилиндров и поместите их оба на верстак, вы не заметите значительной разницы или потери мощности или потребления на обоих агрегатах. Потому что все поверхности трения двигателя покрыты консистентной пленкой и трутся почти одинаково в обоих протестированных двигателях.

    Шаг в сторону алюминиевых двигателей — это скорее деградация, чем эволюция; Кроме того, в алюминиевых двигателях очень большой технологический косяк, это сам алюминий, у которого температура плавления 660 градусов, а у чугуна в несколько раз выше. И этот температурный режим — настоящая проблема этих двигателей.

    Алюминиевый двигатель: плюсы, минусы и особенности

    При более низкой температуре алюминий становится похож на пластилин и оказывается, что никосиловое покрытие как бы вдавлено в него, поршни, прилипающие к стенкам цилиндров, царапаются и так далее, все это происходит при максимальных нагрузках на максимальной мощности.

    Поэтому использование такой технологии для производства двигателя из алюминиевых сплавов — это скорее шаг назад, чем вперед. Правда есть моторчик алюминиевый с чугунными гильзами, у них ресурс больше, чем у никосила. Если вы собираетесь растачивать двигатель внутреннего сгорания этого типа, это вряд ли сработает, потому что стенки между цилиндрами очень тонкие и очень термически нагружены, если используется только втулка.

    Чугунный блок или хотя бы гильзы: на каких современных автомобилях они еще есть?

    Спрос на металл на рынке постоянно растет, и сдавать лом цветных металлов выгодно как частному лицу, так и производственной компании. Алюминиевый лом пользуется неизменной популярностью у продавцов и покупателей благодаря технологическим характеристикам этого серебристого металла и выгодной закупочной цене.

    Система охлаждения блока цилиндров

    Помимо кривошипно-шатунного механизма в блок цилиндров входит рубашка охлаждения.

    Он служит для циркуляции охлаждающей жидкости, то есть для отвода тепловой энергии от двигателя.

    

    Это гарантирует поддержание оптимальной рабочей температуры двигателя внутреннего сгорания. «Рубашка» охлаждения вырезается внутри блока цилиндров с помощью специального инструмента.

    

    Во избежание засорения и коксования охлаждающую жидкость необходимо менять через определенное время, в соответствии с нормативно-технической документацией по эксплуатации автомобиля.

    Блок цилиндров: как он появился, развивался и зачем вообще нужен

    Гражданское двигателестроение — очень консервативная отрасль. Все те же коленвал, поршни, цилиндры, клапаны, как и 100 лет назад. Изумительные бесштоковые, осевые и другие конструкции никоим образом не хотят вводить, доказывая свою непрактичность. Даже двигатель Ванкеля, великий поворотный момент 1960-х годов, практически ушел в прошлое.

    Все современные «новшества», при ближайшем рассмотрении, представляют собой лишь внедрение гоночных технологий пятьдесят лет назад, увенчанных недорогой электроникой для более точного управления «железками». Достижения в конструкции двигателей внутреннего сгорания больше связаны с синергизмом небольших изменений, чем с глобальными достижениями.

    И жаловаться, кажется, стыдно. В этот раз мы не будем говорить о надежности и ремонтопригодности, но мощность, чистота и экономичность современных двигателей для человека семидесятых покажутся настоящим чудом. Что, если вы уедете еще на несколько десятилетий?

    Сто лет назад двигатели все еще были карбюраторными, с магнитным зажиганием, обычно с малым клапаном или даже с «автоматическим» впускным клапаном… И даже не думали ни о каком наддуве. А в старых двигателях не было той части, которая сейчас является его главной составляющей: блока цилиндров.

    

    До внедрения блока

    Первые двигатели имели картер, цилиндр (или несколько цилиндров), но не имели блока. Вы удивитесь, но основа конструкции — блок-картер — часто протекала, поршни и шатуны подвергались воздействию всех ветров и смазывались из масленки капельным способом. А само слово «блок-картер» сложно применить к конструкции, которая сохраняет взаимное положение коленчатого вала и цилиндра в виде перфорированных скоб.

    В стационарных двигателях и судовых двигателях подобная картина сохраняется и по сей день, а двигатели внутреннего сгорания автомобилей все еще нуждаются в большей герметичности. Улицы всегда были источником пыли, которая сильно повреждает механизмы.

    Пионером в области «пломбирования» является компания De Dion-Bouton, которая в 1896 году выпустила двигатель с закрытым цилиндрическим кожухом, внутри которого находился кривошипно-шатунный механизм.

    

    На фото: двигатель De-Dion

    правда, газораспределительный механизм с его кулачками и кнопками все еще был открыт — это делалось для улучшения охлаждения и ремонта. Кстати, в 1900 году эта французская компания оказалась крупнейшим производителем автомобилей и двигателей внутреннего сгорания в мире, выпустив 3200 двигателей и 400 автомобилей, поэтому дизайн оказал сильное влияние на развитие двигателестроения.

    …и тут появляется Генри Форд

    Первые серийные моноблоки до сих пор остаются одним из самых массовых автомобилей в истории. Модель Ford T, появившаяся в 1908 году, имела четырехцилиндровый двигатель с чугунной головкой, нижними клапанами, чугунными поршнями и блоком цилиндров, также сделанным из чугуна. Объем двигателя был вполне «взрослым» по тем временам — 2,9 литра, а мощность — 20 литров, и долгое время они считались вполне достойным показателем.

    

    На фото: двигатель Ford T

    Более дорогие и сложные конструкции того времени имели отдельные цилиндры и картер, к которому они были прикреплены. Головки блока цилиндров часто были индивидуальными, а вся конструкция головки блока цилиндров и самого цилиндра крепилась к картеру с помощью шпилек. После появления тенденции к укрупнению агрегатов картер часто оставался отдельной деталью, но блоки двух-трех цилиндров оставались съемными.

    В чем смысл разделения цилиндров?

    Конструкция с раздельными съемными цилиндрами сейчас кажется несколько необычной, но до Второй мировой войны, несмотря на нововведения Генри Форда, это была одна из самых распространенных схем. Он сохранился до наших дней в авиационных двигателях и двигателях с воздушным охлаждением. А у Porsche 911 993 серии «воздушный боксер» до 1998 года не было блока цилиндров. Так зачем же разделять цилиндры?

    Цилиндр в виде отдельной детали на самом деле вещь довольно удобная. Он может быть изготовлен из стали или любого другого подходящего материала, например из бронзы или чугуна. При необходимости внутреннюю поверхность можно покрыть слоем сплавов, содержащих хром или никель, что сделает ее очень твердой. А снаружи он создает рубашку, предназначенную для воздушного охлаждения. Обработка относительно компактной сборки будет точной даже на довольно простых станках, а при хорошем расчете крепления термические деформации будут минимальными. Возможна гальваническая обработка поверхности, так как деталь небольшая. Если на цилиндре обнаружен износ или другие повреждения, его можно вынуть из картера и заменить новым.

    Есть и совсем минусы. Помимо более высокой цены и требований к качеству сборки двигателей с раздельными цилиндрами серьезным недостатком является невысокая жесткость такой конструкции. Это означает большие нагрузки и износ поршневого узла. И совмещать «принцип разделения» с водяным охлаждением не очень удобно.

    Двигатели с раздельными цилиндрами давно ушли из мейнстрима — недостатки перевесили. В середине 1930-х годов такие конструкции практически не встречались в автомобильной промышленности. Различные комбинированные конструкции — например, с многоцилиндровыми блоками, общим картером и головкой блока — попадались небольшие роскошные автомобили с объемными двигателями (можно вспомнить забытую марку Delage), но в конце 30-х годов все сдохли.

    Победа цельночугунной конструкции

    Знакомая нам сегодня конструкция выиграла своей простотой и дешевизной производства. Крупная отливка из экономичного и прочного материала после точной обработки еще более экономична и надежна, чем отдельные цилиндры и тщательная сборка всей конструкции. А на двигателях с нижним расположением клапанов клапаны и распредвал расположены прямо там, в блоке, что еще больше упрощает конструкцию.

    Рубашка системы охлаждения выполнена в виде полости в блоке. Для особых случаев можно было использовать отдельные гильзы цилиндров, но у двигателя Ford T таких прелестей не было. Поршни из чугуна со стальными компрессионными кольцами, обработанные непосредственно на чугунном цилиндре. И, кстати, скребковое кольцо в обычном виде там отсутствовало, его роль выполняло третье нижнее компрессионное кольцо, расположенное под поршневым пальцем.

    

    На фото: Ford Model T

    Эта «цельнолитая» конструкция за многие годы производства доказала свою надежность и технологичность. И компания Ford переняла его у массовых производителей, таких как GM, на долгие годы вперед.

    действительно, отливка блоков с большим количеством цилиндров оказалась технологически сложной задачей, и многие двигатели имели по два-три полублока с разными цилиндрами каждый. Так, рядные «шестерки» 1930-х годов иногда имели по два трехцилиндровых полублока, а даже рядные «восьмерки» были выполнены по этой схеме еще больше. Например, самый мощный двигатель Duesenberg Model J был сделан именно так: два полублока прикрывались одной головкой.

    

    Фото: двигатель Duesenberg J

    Однако в начале 1940-х годов достижения позволили создавать цельные блоки такой длины. Например, блок Chevrolet Straight-8 «Flathead» уже был цельным, что уменьшало нагрузку на коленчатый вал.

    Чугунные гильзы в чугунном блоке тоже были неплохим решением. Химически прочный легированный высокопрочный чугун был дороже обычного, и отливать из него целый большой блок не было смысла. Но неплохим вариантом оказался относительно небольшой «мокрый» или «сухой» рукав.

    Базовая конструкция двигателя, освоенная в довоенные годы, не менялась многие десятилетия подряд. Блоки цилиндров многих современных двигателей изготовлены из серого чугуна, иногда с высокопрочными вставками в верхней мертвой точке. Например, чугунный блок имеет вполне современный Renault Kaptur с двигателем F4R, про обслуживание которого мы писали на днях. Чугун хорош, в частности, тем, что сформированный из него блок легко ремонтируется расточными цилиндрами большего диаметра. Если, конечно, производитель выпускает поршни «обзорного» размера.

    

    Фото: двигатель F4R

    Однако с годами блоки становятся более «хрупкими» и менее массивными. Подобрать номера для первых блоков сложно, но возьмем два семейства двигателей с разницей чуть более 10 лет. В блоке серии GM Gen II середины 1990-х годов толщина стенок моторов составляла от 5 до 9 мм. Современный VW EA888 конца 2000-х имеет оценку от 3 до 5. Но мы явно превосходим самих себя…

    

    Делаем блок легче

    Прореживание стен, которое конструкторы усиленно делают в последние годы, как вы понимаете, — не единственный способ снизить вес блока. В 1920-е и 1930-е годы думали об экономии массы и топлива гораздо меньше, чем сейчас, но были предприняты первые попытки сделать это проще. И уже тогда они думали об использовании алюминия.

    На гоночных и спортивных автомобилях той эпохи можно было встретить симбиоз алюминиевого картера и чугунной головки блока цилиндров. Таким образом, достижения в области металлообработки позволили создать более доступную версию этого симбиоза. Блок цилиндров остался цельным, но был отлит из алюминия, что уменьшило его вес в три-четыре раза, в том числе благодаря лучшим литейным качествам металла. Сами цилиндры были выполнены в виде чугунных гильз, которые запрессовывались в блок.

    Вкладыши разделились на «сухие» и «мокрые», разница в целом понятна из названия. В блоках с сухой гильзой в алюминиевый цилиндр вставлялась посадка с натягом (или вокруг него заливался блок) и «мокрая» гильза просто фиксировалась в блоке нижним концом, а при установке ГБЦ полость вокруг него превратилась в рубашку охлаждения. Второй вариант оказался тогда более перспективным, так как упростил отливку и уменьшил массу деталей. Но в дальнейшем растущие требования к жесткости конструкции, а также сложность сборки таких двигателей оставили эту технологию «за бортом.

    Сухие гильзы в алюминиевом блоке по-прежнему являются наиболее распространенным вариантом изготовления деталей. И один из самых удачных, поскольку чугунная втулка изготовлена ​​из высококачественного легированного чугуна, алюминиевый блок отличается прочностью и легкостью. Кроме того, теоретически эта конструкция также ремонтопригодна, как и чугунные блоки. Ведь изношенную втулку можно «снять» и вставить новую.

    

    Альтернативная технология

    Вышеописанный метод предполагает предварительное растачивание блока. Но есть блоки (это касается алюминия), которые не надоедают перед установкой гильз. Что делать в этом случае? Гильза блока цилиндров сопровождается нанесением герметика на седло.

    После этого гильза прессуется на специальном станке. Температура втулки и блока одинакова. Качественное покрытие позволяет ДВС проработать 150 тысяч километров при условии своевременной замены масла.

    Из чего делают блок двигателя. Блок цилиндров двигателя — место где бешено крутится коленвал

    пора поговорить о такой неотъемлемой части автомобиля, как блок двигателя. Из чего он состоит и какие материалы используются при его изготовлении? Вряд ли большинство автомобилистов когда-нибудь самостоятельно проведут ремонт этого механизма, но свое устройство должен знать каждый.

    Блок цилиндров представляет собой корпус для поршней двигателя, которых может быть два и более. Это устройство выполняет роль корпуса для размещения механизмов, узлов и деталей. Кроме того, блок цилиндров также является основой для прикрепленных частей двигателя, а именно головки блока и картера.

    Особенности

    Процедура замены мокрых лайнеров на порядок проще сухих. Менять все элементы не обязательно. Достаточно заменить только поврежденное покрытие. Количество изношенных рубашек и их состояние определяется внутренним датчиком.

    Что касается типа материала, то здесь есть отличия. Таким образом, футеровка блока цилиндров из чугуна состоит из втулок из легированного чугуна. Но постепенно производители переходят на алюминиевые блоки. Яркий тому пример — «Фольксваген» и «Шкода». Гильза блока цилиндров алюминиевая изготавливается с втулками на основе этого металла с добавлением дополнительных компонентов. Это позволяет получить устойчивое покрытие на стенах.

    Перед запрессовкой втулок в обоих случаях цилиндры разворачивают. Во время этой операции мастер создает правильную геометрию седла втулки. При малейшем отклонении может образоваться эллипс. Это может вызвать заклинивание, масляные канавки и низкую компрессию на только что отремонтированном двигателе.

    Как проверить масло в АКПП?

    Самый простой способ проверить масло в автоматической коробке передач — взять пробу. По «звуку» или характеру движения автомобиля определить, что требуется замена масла в коробке, практически невозможно, если только это не критический случай.

    

    Чтобы проверить масло в автоматической коробке передач, вам следует взять немного масла на пробу и уронить его на белый лист бумаги или тряпку. Далее осталось определить степень загрязнения масла по цвету, согласно следующим правилам:

    • Масло прозрачное. Если масло чистое, замена не требуется. В этом случае не стоит обращать внимание на цвет масла. В процессе работы розовое масло может почернеть, но главное, чтобы оно оставалось прозрачным;
    • Масло мутное. Если белый лист не виден сквозь масло, он загрязнен мелкими частицами и его необходимо заменить. В этой ситуации водитель может выбрать полную или частичную замену масла;
    • Масло с вкраплениями стружки. Если в пробе масла, взятой из коробки, отчетливо видны детали металлической стружки или других частиц, вскоре возникнут серьезные проблемы с трансмиссией. К тому же это масло имеет резкий запах гари. Чаще всего при появлении металлической стружки замена масла уже не сможет уберечь АКПП от разрушения.

    Если вы подозреваете, что трансмиссия начала ухудшаться, вы можете полностью слить масло и снять поддон, чтобы диагностировать проблему с трансмиссией. Чистый поддон покажет, что опасения были ложными. Если на нем налипла небольшая металлическая стружка (так называемые «завитки»), следует понимать, что разрушение АКПП началось и вскоре трансмиссия перестанет работать исправно. Заметив очевидные куски металла на поддоне, которые могут достигать диаметра более 1 мм, вы действительно можете диагностировать разрушение коробки передач и необходимость срочного ремонта.

    Химический состав и термическая обработка

    Литые алюминиевые сплавы, используемые для изготовления автомобильных блоков цилиндров, обычно включают сплавы 46200 и 45000 в соответствии с европейским стандартом EN 1706 (префикс «EN AC-» был опущен). Химические «формулы» этих сплавов имеют вид AlSi8Cu3 и AlSi6Cu4 соответственно. Их американские аналоги — более известные — это сплавы А380.2 и А319. Эти доэвтектические алюминиево-кремниевые сплавы обычно изготавливают из переработанного алюминия. Блоки цилиндров автомобилей отливаются из них различными методами гравитационного литья.

    Таблица — Химический состав и состояние алюминиевых литейных сплавов для блоков цилиндров

    

    Относительно высокое содержание меди позволяет этим сплавам сохранять свою прочность при повышенных температурах и, кроме того, обеспечивает им хорошую обрабатываемость. Обычно для этих сплавов 46200 и 45000 (A380.2 и A319) используются состояния F (расплавленное состояние), T4 (закалка и естественное старение) и T5 (неполная закалка и искусственное старение). Для отливок из этих сплавов также можно использовать условие Т6, но для многих изделий из этих сплавов достаточно стабилизирующего условия Т5.

    Практически все блоки цилиндров, отлитые под высоким давлением, изготовлены из сплава 46000 (AlSi9Cu3 (Fe)). Обычно этот сплав не требует термической обработки, кроме умеренного отпуска для снижения остаточных напряжений.

    Блоки цилиндров из алюминиевого сплава 42100 (AlSi7Mg0.3) и 42000 (AlSi7Mg) достигают высокой прочности и удлинения при комнатной температуре при термообработке до состояния T6. В этом случае необходимо внимательно следить за остаточными напряжениями, возникающими при закалке отливки до состояния Т6. Повышенная трещиностойкость этих сплавов дает им способность противостоять термической усталости. Это происходит за счет некоторого ухудшения обрабатываемости и увеличения затрат из-за дополнительных затрат на термообработку для условий T6 или T7. Удовлетворение требований к низким уровням примесей, таких как железо, марганец, медь и никель, также требует дополнительных затрат по сравнению с вторичными сплавами, упомянутыми выше.

    Блоки цилиндров, изготовленные из заэвтектоидных алюминиево-кремниевых сплавов (AlSi17CuMg), обычно отливают при низком давлении с последующей термообработкой до состояния Т6. Этот сплав также дороже стандартных вторичных алюминиевых литейных сплавов.

    Гильзы

    Втулки используются в блоках из алюминиевых сплавов, так как алюминий менее устойчив к нагрузкам и суровым температурным условиям, в отличие от чугуна. Они бывают съемными и несъемными. Последние выполняются нажатием на блок. Кроме того, лайнеры делятся на «мокрые» и «сухие». «Мокрый» — это термин для рукавов, которые непосредственно контактируют своими стенками с охлаждающей жидкостью в рубашке охлаждения агрегата. Таким образом достигается лучшее охлаждение. Мокрые вкладыши легко заменить. Их часто используют на сельскохозяйственной технике, тракторах и другой специальной технике.

    

    Накладки

    «Сухие» вкладыши часто несъемные и запрессовываются в корпус цилиндра, что обеспечивает целостность и жесткость всего блока. Но «сухие» рукава хуже отводят тепло, чем «мокрые».

    В каких случаях применяется?

    Гильза цилиндра применяется в тех случаях, когда глубина дефектов стенки не позволяет сверлить. То есть повреждение настолько велико, что его нельзя адаптировать к последнему измерению ремонта. Некоторые двигатели изначально не предназначены для использования с поршнями увеличенного размера. В этом случае замок восстанавливается втулкой.

    Восстановление блока цилиндров гильзами ремонтного размера

    В случае значительного повреждения рабочей поверхности ножен или необходимости восстановления куртки с ножнами предельного размера ремонта ножны могут быть заменены. Их просто просверливают до полного снятия.Новые втулки требуют внешнего диаметра 0,05–0,07 мм плюс посадочное место в блоке и постоянный выступ наверху. Такая посадка с натягом и нанесение герметика на верх и низ гильзы при ее установке не допускает попадания охлаждающей жидкости в цилиндр и поддон. Кроме того, посадка облицовки с натягом обеспечивает хороший отвод тепла от ее стенок к алюминиевому блоку. Но при посадке чугунной гильзы в алюминиевый блок с таким натягом прессование использовать нельзя. Дело в том, что чугун гильзы тверже алюминия блока и легко образует царапины при надавливании. В зоне схватывания стенка рукава не прилегает своей поверхностью к посадочному месту. Тепло не будет рассеиваться в этой области и может произойти локальный перегрев. Кроме того, когда вы просверливаете и разглаживаете обивку после нажатия на нее, стенка обивки там, где она не прилегает к сиденью, «дышит», что снижает точность обработки поверхности. Выход из этой ситуации — «вручную» установить гильзу, охлаждаемую жидким азотом, в обогреваемый блок цилиндров.

    Преимуществами алюминиевых блоков цилиндров с сухими гильзами

    Преимуществами BC (блоков цилиндров) из алюминия с сухими гильзами являются меньший вес двигателя с этим блоком, его более быстрый нагрев и меньшее количество антифриза, необходимого для нормального охлаждения, по сравнению с двигателями на основе BC из чугуна коэффициенты расширения алюминиевого поршня и чугунной гильзы при прогреве двигателя никуда не делись. Из-за этой разницы зазор между цилиндром и поршнем не может быть уменьшен до менее 0,025–0,04 мм. Из-за постоянного изменения зазора (при запуске холодного двигателя зазор больше, а после прогрева до рабочей температуры уменьшается) скорость износа поршневого узла не соответствует современным требованиям. Как следствие, увеличивается количество отходов масла, что не позволяет двигателю соответствовать современным экологическим нормам.

    
    
    
    
    
    
    
    

    Изготовление поршня из алюминия покрытого железом

    Чтобы максимально уменьшить зазор между цилиндром и поршнем, необходимо сделать их из металла с таким же тепловым расширением, т.е из алюминия. Но алюминий не может работать против алюминия. Из-за его низкой твердости, когда алюминиевый поршень скользит по алюминиевому цилиндру, возникают задиры вплоть до задиров. Mahle решил эту проблему, нанеся на алюминиевый поршень тонкий слой железа (около 0,03 мм.

    Этот поршень обычно работает с алюминием цилиндра. Поскольку расширение поршня и алюминиевого цилиндра одинаковое, появилась возможность сделать зазор между ними не более 0,02 мм. Для повышения износостойкости цилиндров содержание кремния в алюминиевом сплаве BC было увеличено до более чем 18%. При изготовлении такого блока после расточки цилиндра применяется химическое травление их стенок, чтобы обнажить кремний кристаллы на их поверхности. Производитель назвал это покрытие Silumal.

    Расточка и хонингование алюминевых блоков Silumal

    Ремонт таких блоков цилиндров осуществляется так же, как и для чугуна, от сверления до увеличения размера и последующей шлифовки, однако шлифование алюминиевых блоков сильно отличается от шлифования чугуна. Обработка обычно проходит в три этапа. В этом случае используются прутки с разным размером абразива, от самого большого до самого маленького. Абразивные частицы таких брусков содержат карбид кремния, потому что шлифование требует резки не только мягкого алюминия, но и очень твердого кремния. Кроме того, состав покрытия стержней цилиндрической головки не допускает прилипания алюминиевой стружки, которая может вызвать серьезные царапины на стенке цилиндра. После шлифовки требуется еще одна операция — обнажение кристаллов кремния. Вместо химического травления при ремонте используется полировка специальной силиконовой пастой, содержащей небольшое количество кремния. Это удаляет тонкий слой алюминия (0,001 мм), и кристаллы кремния на стенках цилиндра не затрагиваются..

    Расточка и установка гильз в блок цилиндров

    При появлении дефектов и износа стенок применяют расточку цилиндра. Со стенок снимается металл определенной толщины, затем устанавливаются поршни и ремонтные кольца в новом измерении. Количество отверстий ограничивается по мере увеличения объема и уменьшения запаса прочности.

    После максимального количества отверстий используется втулка. Это сложный процесс, который можно осуществить только на специальном оборудовании. Мокрые футеровки намного проще заменить даже в полевых условиях. Если устанавливаются «сухие» гильзы или монолитный чугунный блок, он просверливается под новые гильзы, которые запрессовываются с высокой точностью. Сам блок нагревается до 150-200 градусов, а гильза охлаждается. Это обеспечивает максимально плотную и точную посадку.

    Хонингование

    Ранее мы упоминали такую ​​процедуру, как заточка. Эта операция имеет целью уменьшить шероховатость стенок цилиндра. Хонингование улучшает приработку поршневых колец и увеличивает ресурс ремонтируемого двигателя.

    

    Этот процесс проходит в несколько этапов:

    • Черновая обработка цилиндров. В этом случае мастер использует грубый абразив.
    • Завершающая обработка. В процессе эксплуатации используется мелкозернистый абразив, что позволяет добиться высокой точности обработки. В качестве абразива используются керамические или алмазные камни. Последние отличаются высокой надежностью и долговечностью. Поэтому работа с керамическими камнями уходит в прошлое.
    • Промойте двигатель. На этом этапе удаляются остатки полировальной пасты и металлическая стружка. Будет ли металл ржаветь? Все элементы двигателя внутреннего сгорания изготовлены из высококоррозийных сплавов.
    • Финальная уборка. Его используют далеко не все мастера, но он позволяет удалить старые полости и углы, образовавшиеся в процессе шлифования. Таким образом достигается высокая гладкость поверхности цилиндров.

    Исполнения рубашки охлаждения

    При переходе от моноблоков из серого чугуна к алюминиевым моноблокам ранее использовались те же конструктивные размеры для алюминиевой версии, которые уже существовали в версии из серого чугуна. По этой причине глубина рубашки охлаждения (размер «X»), окружающей цилиндр, соответствовала первым алюминиевым блокам вначале только до 95% длины отверстий цилиндра (рис. 3).

    Благодаря хорошей теплопроводности алюминия как рабочего материала глубина рубашки охлаждения (размер «X») может быть уменьшена до значения от 35 до 65% (рис. 4). Благодаря этому был уменьшен не только объем воды и, следовательно, вес двигателя, но и более быстрый нагрев охлаждающей воды. Благодаря сокращенному и экономичному времени прогрева двигателя также сокращается время прогрева катализатора, что особенно благоприятно сказывается на выбросе вредных веществ.

    С производственной точки зрения небольшая глубина охлаждающей рубашки также была предпочтительной. Чем короче стальные сердечники рубашки охлаждения, тем меньше тепла они поглощают в процессе литья. Это отражается как в большей стабильности размеров, так и в увеличении производительности за счет уменьшения хода отпускания.

    

    Обзор основных деталей

    Цилиндр двигателя

    

    Основная часть цилиндра двигателя — гильза.

    Есть два типа лайнеров:

    • гильзы прессованные, (в алюминиевом блоке);
    • съемные чехлы: бывают «мокрые» и «сухие».

    Головка блока цилиндров двигателя – ГБЦ

    он закреплен на верхней части конструкции с помощью направляющих штифтов и болтов головки блока цилиндров. Очень важная деталь — прокладка блока, она находится между ГБЦ и самим блоком. Он изготовлен из металлического асбеста, металла и, возможно, не содержит асбеста.

    Головка двигателя состоит из: камеры сгорания, распределительных узлов, рубашки охлаждения, смазочных каналов, резьбовых отверстий для свечей зажигания (форсунок), отверстий для впускных и выпускных каналов.

    Отдельно стоит отметить технологию крепления ГБЦ. Для этого используются специальные крепежные болты, а сама операция проводится согласно инструкции производителя.

    В частности, затяните головку динамометрическим ключом, соблюдая момент затяжки и используя схему затяжки болтов.

    Сколько стоит?

    Цена на гильзу цилиндра может существенно различаться. В эту стоимость обычно входит расточка и хонингование цилиндров. Так, для автомобилей ВАЗ весь комплекс работ стоит 5 тысяч 300 рублей, не считая самих сайлентблоков.

    

    Накладка ДВС УАЗ — 6 тыс. 500 руб. Для ГАЗелей с двигателями ЗМЗ эта услуга составляет 4 тысячи 300 рублей. Для двигателей Cummins: на 2 тыс. Меньше. Что касается иномарок, то стоимость чугунной футеровки (без сверления и пескоструйной обработки) составляет 2300 рублей за цилиндр. То же самое работает, но с алюминиевым блоком на 200 рублей дороже.

    Различные виды конструкций блоков цилиндров

    Блоки цилиндров из алюминия имеют разные производственные концепции и методы, которые конкурируют друг с другом. При определении параметров блока

    соответствующие технические и экономические преимущества и недостатки должны быть тщательно сопоставлены друг с другом.

    Выбор алюминиевого литейного сплава

    Выбор литого алюминиевого сплава для блока цилиндров требует учета различных факторов. Литейные алюминиевые сплавы, используемые при производстве сложных литых изделий, таких как блоки цилиндров, должны соответствовать совокупности технических требований. Эти требования включают:

    • бюджетный;
    • хорошие литейные свойства;
    • хорошая технологичность;
    • достаточно высокая прочность при повышенных температурах.

    Прочность

    Уровень прочности сплава определяет, например, минимально допустимую толщину стенки. Поэтому выбор алюминиевого литейного сплава следует делать уже на первом этапе проектирования блока цилиндров. Обычно выбор алюминиевого сплава идет на компромисс. Высокопрочные литейные сплавы могут быть предпочтительным выбором, но часто имеют недостатки, такие как высокая стоимость, плохая литье и недостаточная прочность при повышенных температурах.

    Цена

    По техническим и экономическим причинам почти все автомобильные алюминиевые блоки цилиндров изготавливаются из сплавов на основе вторичного алюминия — алюминиевые сплавы, полученные из алюминиевого лома. Это, например, сплавы EN AC-46200 (AlSi8Cu3) и EN AC-45000 (AlSi6Cu4). При повышенных требованиях к вязкости материала используются сплавы с более жесткими требованиями по примесям и примесям, которые уже близки к требованиям к первичным алюминиевым сплавам.

    Литейные свойства

    Литейные свойства алюминиевых сплавов обычно улучшаются с увеличением содержания кремния. С другой стороны, добавки меди, необходимые для повышения стойкости к высоким температурам, отрицательно влияют на литейные свойства алюминиевых сплавов, в основном на текучесть сплава во время заполнения формы. Кроме того, при использовании метода литья под высоким давлением используются сплавы с определенным содержанием железа и марганца для предотвращения прилипания жидкого алюминия к стальной форме. Однако увеличение содержания железа снижает прочностные свойства алюминиевой отливки.

    Иногда при выборе литейного сплава важнее всего не цена и литейные свойства, а некоторые другие его свойства, например, износостойкость.

    Из какого металла сделан двигатель автомобиля?

    Из чего делают современные двигатели: новые материалы на службе автопроизводителей

    

    На протяжении многих десятков лет моторы изготавливали из самых обычных материалов — стали, чугуна, меди, бронзы, алюминия. Совсем немного пластика, иногда какие-то мелкие элементы, вроде корпусов карбюраторов, — из магниевых сплавов. На волне тенденции к всемерному облегчению конструкций и увеличению мощности при улучшении экологической составляющей состав материалов с тех времен заметно изменился. Из чего же сегодня делают двигатели? Разбираемся.

    Большая часть автовладельцев наверняка знает главный тренд современного автомобилестроения: увеличение мощности двигателя при постоянном уменьшении его объема и массы. Секрет такого сочетания кроется в том числе в новых материалах и конструктивах. Ну и, разумеется, тщательной проработке всех элементов силового агрегата, а также уже не скрываемом отсутствии избыточных (читай: невыгодных) запасов прочности.

    Как ни странно, всевозможные нанотрубки и прочий хай-тек, о котором постоянно говорят в СМИ, в моторостроении на самом деле почти не применяются. В серийных моторах самыми дорогими и сложными материалами являются кремнийникелевые покрытия, металлокерамический композит (например, известный как FRM у Honda), различные полимерно-углеродные композиции и постепенно появляющиеся в серийных двигателях титановые сплавы, а также сплавы с высоким содержанием никеля, например Inconel. В целом же двигателестроение остается очень консервативной областью машиностроения, где смелые эксперименты в серийном производстве не приветствуются.

    Прогресс обеспечивается в основном «тонкой настройкой» и применением давно известных технологий по мере их удешевления. Основная масса серийных агрегатов состоит в основном из чугуна, стали и алюминиевых сплавов — по сути, самых дешевых материалов в машиностроении. Однако тут все же есть место для новых технологий.

    Самая крупная деталь любого мотора — блок цилиндров. Она же самая тяжелая. Долгие десятки лет основным материалом для блоков служил чугун. Он достаточно прочен, хорошо льется в любую форму, его обработанные поверхности обладают высокой износостойкостью. Список достоинств включает и невысокую цену. Современные моторы небольшого рабочего объема по-прежнему льются из чугуна, и вряд ли в ближайшее время индустрия полностью откажется от этого материала.

    Основная задача в совершенствовании сплавов чугуна — это сохранение высокой твердости поверхности при улучшении его вспомогательных качеств, иначе это может привести к необходимости использования чугунных же гильз для блока цилиндров из более износостойкого сплава. Так изредка делают, но в основном на грузовых моторах, где эта технология финансово оправданна.

    Алюминий в качестве материала блока применяется также очень давно и совершенствуется примерно в том же направлении. Усилия направлены в основном на улучшение возможностей его обработки, на снижение коэффициента расширения при сохранении необходимой пластичности материала, повышение необходимых аспектов прочности сплавов.

    Также развиваются технологии использования вторичного алюминия низкой очистки. Для таких сплавов применяются технологии, отличные от литья, причем налицо тенденция к изготовлению из алюминия блоков цилиндров более компактных моторов. Например, двигатель Volkswagen серии EA211 сегодня имеет алюминиевый блок, который оказался на 40% легче чугунного.

    Магниевые сплавы значительно менее популярны. Они легче алюминиевых, но имеют значительно более низкую коррозийную стойкость, не переносят контакта с горячей охлаждающей жидкостью, со стальными крепежными деталями повышенной температуры.

    На рядных шестицилиндровых блоках моторов BMW серий N52 и N53, например, из магниевого сплава выполнена только внешняя часть блока, «рубашка» системы охлаждения. Для сравнительно длинного блока шестицилиндрового мотора это дает выигрыш в массе порядка 10 кг по сравнению с цельноалюминиевой конструкцией.

    Также магниевые сплавы используют для блок-картеров моторов с отъемными цилиндрами. В основном это двигатели мотоциклов.

    Компоненты двигателя

    Если с самой большой деталью мотора новые технологии и материалы не очень «дружат» в целом, то в частностях возможны интересные сюрпризы. Гильзы цилиндров у любого блока являются точкой приложения всех новейших технологий и материалов.

    Высокопрочный чугун, методы поверхностного упрочнения алюминиевых высококремнистых сплавов, гальванические покрытия на основе сплава карбида кремния с никелем, металлокерамические матрицы и стальное напыление широко используются даже на серийных моторах.

    Про чугун и высококремнистый алюминий говорить не будем, все же сами технологии не только старые, но и массовые. А вот про остальные материалы лучше рассказать чуть подробнее.

    Упрочненные чугунные гильзы по технологии CGI (Compacted Graphite Iron) появились для реализации экстремально высокой степени форсирования у дизельных моторов. Этот чугун сильно отличается от распространенного серого чугуна. У него на 75% выше прочность на разрыв, на 40% выше модуль упругости, и он в два раза устойчивее к знакопеременным нагрузкам.

    А его сравнительно невысокая стоимость и прочность позволяют создавать литые чугунные блоки с массой меньше, чем у алюминиевых. Но в основном его применение ограничено гильзами и коленчатыми валами. Гильзы получаются очень тонкими, теплопроводными и при этом столь же технологичными и надежными, как обычные гильзы из чугуна.

    А коленчатые валы по прочности соперничают с коваными стальными при заметно меньшей себестоимости.

    Покрытие по технологии Nicasil, в общем-то, не редкость и далеко не новинка, но оно остается одним из самых высокотехнологичных и перспективных в своей сфере. Изобрели его еще в 1967 году для роторно-поршневых двигателей, и засветиться в массовом автомобилестроении оно успело. Porsche его применял для гильз цилиндров с 1970-х, а в 1990-е его попытались применить и на более массовых моторах, например в BMW и Jaguar, но недостатки технологии и высокая цена заставили отказаться от него в пользу более дешевых методов поверхностного упрочнения высококремниевых сплавов, например по технологии Alusil.

    Причем более вероятной причиной отказа является как раз повышенная стоимость блоков цилиндров с этим покрытием, связанная с низкой технологичностью процесса гальванического нанесения и высоким процентом не выявляемого сразу брака, который потом успешно списали на высокосернистые бензины.

    Тем не менее это покрытие все еще остается лучшим выбором для создания рабочей поверхности в любом мягком металле, потому под различными торговыми наименованиями применяется в массовом и особенно гоночном двигателестроении. Например, под маркой SCEM в моторах Suzuki. Его недостатки в основном связаны с очень высокой стоимостью обработки и слабой приспособленностью к массовому производству при использовании с крупными многоцилиндровыми блоками.

    Металлокерамическая матрица (MMC), более известная как FRM в моторах Honda, — еще один оригинальный и интересный материал. Например, двигатель на суперкаре NSX имел гильзы, выполненные по такой технологии. Опять же технология далеко не новая, но, как и материал, очень перспективная. Покрытие типа Nicasil тоже относится к MMC, но его приходится наносить гальваническим методом, и в качестве матрицы выступает достаточно твердый никель.

    В технологии FRM материалом матрицы служит алюминий, а MMC получается в процессе заливки гильзы из волокнистого материала на основе карбоновой нити в алюминиевый блок. Использование углеродного волокна более технологично. К тому же матрица получается намного более толстой, чуть более мягкой, намного более упругой и абсолютно интегрированной в материал блока. Отслоение, как это происходило с Nicasil, попросту невозможно. Задиры и локальные повреждения в силу структуры материала ему почти не страшны, а в случае износа цилиндр можно расточить благодаря большому запасу по толщине.

    Минусы у такого покрытия тоже имеются. Во-первых, немалая цена, во-вторых, жесткое отношение к поршневым кольцам, поскольку его структура плохо «настраивается». Тут не создать полноценной сетки хона, правда, масло хорошо удерживается в волокнах и без того.

    Края волокон очень жесткие, и даже сверхтвердые кольца имеют ограниченный ресурс, а поршень в местах контакта интенсивно изнашивается при малейшем биении, что подразумевает использование поршней с минимальным зазором и очень короткой юбкой. К тому же покрытие очень маслоемкое.

    В итоге у моторов постоянно наблюдался повышенный расход масла, что на определенном этапе не позволило выполнять жесткие экологические требования.

    Впрочем, сейчас эта проблема уже не актуальна, новые катализаторы и новые поколения малозольных масел позволяют об этом не беспокоиться. Ну и, разумеется, цена нанесения покрытия такого типа заметно выше, чем у алюсила или чугунных гильз, но все же меньше, чем у Nicasil-подобных материалов.

    Покрытия MMC разных типов также используются в целом ряде деталей двигателей. Например, в седлах клапанов в ГБЦ, упрочнениях крайних постелей распредвалов, особо нагруженных местах креплений элементов конструкции. Это позволяет широко применять цельноалюминиевые детали и снижать массу конструкции за счет упрощения. Некоторые детали двигателей могут иметь крупные элементы из MMC, например клапаны. Но это и сейчас удел не серийных конструкций.

    Титановые сплавы также давно пытаются использовать в конструкции машин. В двигателях этот прочный, легкий и очень эластичный материал с превосходной химической стойкостью применяется очень ограниченно в силу высокой стоимости. Но можно найти серийные конструкции с деталями из титана.

    Титановые шатуны, например, давно устанавливаются в моторах Ferrari и тюнинговом подразделении AMG. Еще титан — неплохой выбор для пружин, шайб, рокеров и прочих элементов ГРМ, деталей теплообменников EGR, а также разных крепежных элементов.

    Кроме того, он используется для производства рабочих элементов высокопроизводительных турбин, а иногда —— для производства клапанов и даже поршней.

    Теоретически детали из высококремнистых титановых сплавов с высоким содержанием интерметаллидов и сицилидов могут применяться в двигателях, но у большинства титановых сплавов наблюдается серьезная потеря прочности уже при температурах свыше 300 градусов — изменение пластичности в больших пределах и большой коэффициент расширения, что не позволяет создавать из них долговечные детали с низкой массой. Ограниченное применение имеет в двигателестроении и 3D-печать из титановых сплавов, например для создания выпускных систем на спорткарах.

    А вот покрытия из нитрида титана — одни из самых популярных средств упрочнения поршневых колец. Этот материал отлично работает по кремниевому упрочненному слою гильз цилиндров. Его же используют как напыление на фаски клапанов, в том числе титановых, на торцы толкателей клапанного механизма и другие узлы двигателя.

    Начиная с 1990-х годов использование этого метода упрочнения неуклонно возрастает, и он вытесняет хромирование, азотирование и ТВЧ-закалку.

    Также нитрид титана является перспективным типом покрытия для гильз цилиндров: он может наноситься методом PA-CVD (плазмохимическое осаждение из газовой фазы), а значит, такие технологии могут стать серийными в ближайшее время, если будет спрос на новые износостойкие покрытия цилиндров.

    Уже упомянутая 3D-печать также активно применяется для создания высокопрочных и высокоточных жаростойких деталей сплав Inconel. Это семейство никельхромовых жаростойких сплавов давно служит материалом для создания выпускных клапанов, верхних компрессионных колец, пружин и даже выпускных коллекторов, корпусов турбин и крепежного материала для высокотемпературного применения.

    В последние годы, в связи с развитием технологий 3D-печати и активным использованием в них Inconel-сплавов, мелкосерийные ДВС все чаще обзаводятся деталями из этого очень перспективного материала. Рабочий диапазон деталей из него минимум на 150–200 градусов выше, чем у самых жаростойких сталей, и доходит до 1200 градусов. Как материал упрочнения сплавы Inconel используются серийно уже достаточно давно, так, в моторах Mercedes-Benz покрытие из Inconel применяется на моторах серий M272/M273.

    Пластмассы также продолжают внедрять в конструкции двигателей. Выполненные из пластика элементы системы впуска и охлаждения — дело уже привычное. Но дальнейшее расширение номенклатуры маслостойких и теплостойких пластмасс с низким короблением позволило создать пластмассовые картеры ДВС, клапанные крышки, направляющие, корпуса малых конструкций внутри двигателя. Концепты моторов с блоком цилиндров из пластмассы, а точнее, из полимерно-углеродных композиций, уже были представлены публике. При незначительно меньшей прочности, чем у легких сплавов, пластик в производстве обходится дешевле и значительно лучше перерабатывается.

    Каков итог?

    Изучение вопроса применяемости материалов в двигателестроении показывает четкую направленность: для снижения массы и улучшения других характеристик применение каких-то суперматериалов либо не особо требуется, либо невозможно в принципе в силу физических и химических свойств.

    Развитие технологий идет путем эволюционным — усовершенствования как самого производства, так и традиционных материалов, реорганизации рабочего процесса и конструкторской оптимизацией.

    Так что даже в среднесрочной перспективе мы вряд ли увидим революцию в производстве ДВС, скорее речь будет идти о постепенном отказе от этого типа двигателя в принципе в пользу электротехнологий, хотя и там пока не наблюдается бурного технологического прорыва.

    Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен

    Telegram Instagram Подключить ленту новостей RSS

    Из какого металла сделан двигатель автомобиля?

    

    В последние годы стало модно перед покупкой автомобиля смотреть на его внешность, форму, интерьер и различные функции. Двигатель и коробки передач вместе с подвеской как-то незаметно стали отходить на второй план. Но это неправильно. Ведь автомобиль – это не модный новый смартфон или телевизор.

    Для любого транспортного средства двигатель – это его сердце, без которого он не может осуществлять свою главную функцию. Тем не менее все еще есть водители, которые перед покупкой машины тщательно изучают ее техническо-механическую часть.

    Но многие в итоге сталкиваются с дилеммой при выборе двигателя, задавая себе непростой вопрос: а какой двигатель лучше – алюминиевый или чугунный?

    Почему двигатели автомобилей не плавятся?

    Да-да, современный авторынок может вынести мозг любому автолюбителю при выборе автомобиля. Это раньше было просто: выбрал марку, модель, один из нескольких движков – и все. Теперь же количество различных технологий в современных автомобилях, наверное, уже скоро обгонит количество технологий в космическом аппарате Аполлон, слетавшем на Луну.

    Этот посадочный модуль Appolo точно не был сделан из чугуна

    Многие из наших читателей знают, что в последние годы в автомире становится все меньше машин с чугунными двигателями. На их смену пришли легкие алюминиевые моторы. В итоге автолюбители во всем мире поделились на два лагеря, один из которых рьяно доказывает другому, что алюминиевые двигатели хуже старых чугунных. В одной из прошлых наших статей мы уже подробно разобрали преимущества и недостатки новых и старых моторов. Сегодня же мы решили кратко поговорить о том, какие все-таки движки лучше – алюминиевые или чугунные.

    На первый взгляд, алюминий лучше обычного чугуна. Именно поэтому многие автолюбители и эксперты считают, что алюминиевые моторы имеют преимущество перед старыми, полагая, что чугунные моторы – это отсталая технология. На самом деле эта идея совершенно неверна и подобное мнение крайне однобоко.

    Давайте же познакомимся с разницей между алюминиевыми и чугунными двигателями. Алюминиевые и чугунные моторы называют так в зависимости от того, из какого материала сделан блок цилиндров двигателя. Например, если блок цилиндров сделан из чугуна, то двигатель считается чугунным. И даже если в нем будет использоваться алюминиевая головка блока цилиндров, то все равно этот двигатель будет считаться чугунным. То же самое касается и алюминиевых силовых агрегатов.

    Фактически же оба типа двигателей имеют как свои преимущества, так и недостатки. Давайте кратко в виде цитат из прошлой статьи выделим преимущества и недостатки алюминиевых двигателей, которые откроют глаза тем, кто считает, что чугунные моторы – это допотопные технологии. На самом деле сбрасывать со счетов чугунные силовые агрегаты еще рано.

    Преимущества алюминиевых моторов

    • Существенное снижение веса двигателя, что в конечном итоге влияет на вес машины и приводит к снижению расхода топлива
    • Увеличение динамических характеристик автомобиля за счет снижения веса
    • Алюминиевый блок меньше подвержен коррозии (хотя редко когда вы можете увидеть коррозию в чугунных моторах, но тем не менее она бывает)
    • Алюминиевый мотор легче охлаждать (лучшая теплопередача, чем у чугунных блоков двигателя)
    • Требуется меньше времени для нагрева двигателя. Алюминий намного быстрее набирает температуру в отличие от чугунных моторов
    • Лучше оптимизирован для работы в паре с турбиной
    • Алюминий проще обрабатывать после отлива блока двигателя. Обработка чугуна намного сложнее. На производстве быстрее изнашивается обрабатывающее оборудование

    Минусы алюминиевых моторов

    • Сложность изготовления. Для отлива блока необходимо более сложное оборудование и технологии
    • Необходимость гильзовать блок цилиндров или покрывать их специальным материалом (кремний), защищающим мотор от быстрого износа (к сожалению, алюминий уступает чугуну по прочности)
    • Больше вероятность заводского брака в процессе изготовления блока двигателя
    • Быстро остывает. Теплопроводность алюминия совершенно другая
    • Плохая стабильность алюминиевого блока по сравнению с чугунным двигателем (алюминий при нагреве больше расширяется)
    • Дороговизна переборки (ремонта двигателя). Одни двигатели нужно гильзовать, тогда как у некоторых моторов нужно восстанавливать внутреннее покрытие цилиндров.Есть также автомобили, у которых алюминиевый мотор нельзя восстановить, поскольку автопроизводители даже не удосужились выпустить ремонтные размеры поршней, колец и т. д.
    • Большая себестоимость по сравнению с производством двигателей из чугуна. Дело в том, что для производства блока из алюминия нужно использовать сложные и дорогостоящие технологии для отлива
    • Есть риск гальванической коррозии, когда алюминий контактирует со сталью.Например, со шпильками, гильзами цилиндров, которые изготавливаются, как правило, из стали
    • Меньше каналов для циркуляции охлаждающей жидкости (так как алюминиевый блок цилиндров двигателя имеет свойства отдавать тепло быстрее, многие производители уменьшили каналы охлаждающей жидкости, необходимые для эффективного охлаждения двигателя)
    • Тоньше стенки двигателя. Чугунный блок имел более толстые стенки
    • Быстрый износ покрытия цилиндров двигателя (если вместо гильз производитель использует покрытие из кремния)

    Итак, алюминиевые моторы легче, чем чугунные. Также алюминиевые двигатели имеют лучший теплоотвод по сравнению с чугунными блоками (лучшая теплоотдача). В результате алюминиевые моторы работают более гладко и устойчиво.

    Главным же недостатком алюминиевых моторов является недостаточная прочность блока цилиндров. К сожалению, жаропрочность при высоких температурах у алюминиевых движков хуже по сравнению с чугунными.

    Особенно это плохо, когда двигатель небольшой, поскольку при маленьких размерах алюминиевого блока цилиндров конструкторам тяжело придать ему хорошую прочность.

    Но самое ужасное, что с такими алюминиевыми моторами в последние годы стало модно ставить турбину, которая также негативно влияет на температуру в двигателе, оказывая на хрупкий алюминиевый блок двигателя свое отрицательное воздействие.

    Вот почему некоторые автопроизводители по-прежнему в турбированных автомобилях используют чугунные тяжелые двигатели. Так надежней и долговечней.

    Также главный минус алюминиевых моторов – это их плохая ремонтопригодность. К сожалению, многие алюминиевые двигатели отремонтировать очень тяжело, в отличие от чугунных моторов, где толстый блок цилиндров легко подлежит нескольким расточкам.

    Почему же тогда автомобильные компании популяризировали во всем мире алюминиевые двигатели? А все дело в экологии. Из-за постоянного ужесточения экологических норм автопроизводители вынуждены любыми способами снижать расход топлива в новых транспортных средствах, который напрямую влияет на уровень вредных выбросов в выхлопе. А согласно исследованиям, расход топлива может быть уменьшен на 6-8% при каждом снижении веса автомобиля на 10%.

    Чугунный элемент двигателя

    Именно поэтому последние 5-7 лет автомобильные компании постоянно ломают голову, как уменьшить вес всех автокомпонентов в транспортном средстве. В том числе, как вы уже поняли, уменьшение веса коснулось и подкапотного пространства. Так что нет ничего удивительного, что многие автомобильные компании стали так активно продвигать свои новые облегченные модели, оснащенные полностью алюминиевыми двигателями. То есть основная причина появления менее ремонтопригодных моторов – это снижение потребления топлива и вредных веществ в выхлопе транспортных средств.

    8 самых известных типов двигателей в мире! Вот чем они отличаются

    У чугунных моторов также есть минусы. Главный – это их вес, что существенно сказывается на расходе топлива и, конечно, на экологии. В том числе чугунные двигатели более шумные и работают более грубо. Также чугунный мотор долго прогревается и хуже охлаждается, в отличие от алюминиевого.

    Так что, как видите, нельзя однозначно сказать, что алюминиевый двигатель лучше железного, также как нельзя утверждать, что современные алюминиевые моторы – полный отстой и что классические чугунные двигатели – лучшие в мире. У каждого мотора свои преимущества и недостатки!

    Да, от алюминиевых моторов не стоит ожидать какого-то рекордного километража. К сожалению, у алюминиевых двигателей ресурс в любом случае меньше, чем в старых классических моторах. Но, увы, таковы реалии нашего современного мира. Вы посмотрите вокруг – а что сейчас долговечно? Вон мосты рушатся, недавно построенные, что уж говорить об одноразовых брендовых чайниках, холодильниках и духовках. Сегодня срок службы многой техники уже не может сравниться со сроком службы старой, которая могла работать почти вечно.

    Из этих кусков чугуна сделают двигатель или тормозные диски

    Но в любом случае при должном уходе алюминиевый мотор без проблем пройдет 300-400 тыс. км. При среднем пробеге в 30 000 км, чтобы наездить этот километраж, понадобится более 10 лет. Этого вполне достаточно, чтобы через десять лет утилизировать автомобиль или продать на вторичном рынке, чтобы приобрести себе новый автомобиль.

    Подробнее об этом в нашей статье можете прочитать здесь.

    Так что какой покупать автомобиль, решать вам. Да, вопрос выбора сегодня очень тяжелый. Но главное – не спешить. Оцените все «за» и «против» и принимайте решение разумом, а не эмоциями. Необходимо всегда анализировать полученную информацию в спокойной обстановке, чтобы сделать правильный выбор автомобиля.

    Из какого металла сделан двигатель автомобиля

    

    Блок-картер является одной из самых тяжелых деталей всего автомобиля и занимает самое критичное место для динамики движения: место над передней осью. Поэтому именно здесь делаются попытки полностью использовать потенциал для уменьшения массы. Серый чугун, который в течение десятилетий использовался в качестве материала для блок-картера, все больше и больше заменяется как в бензиновых, так и в дизельных двигателях алюминиевыми сплавами. Это позволяет получить значительное снижение массы.

    Серый чугун

    Чугун — это сплав железа с содержанием углерода более 2 % и кремния более 1,5 %. В сером чугуне избыточный углерод содержится в форме графита. Для блок-картеров дизельных двигателей использовался и используется чугун с пластинчатым графитом, который получил свое название по расположению находящегося в нем графита. Другие составляющие сплава — это марганец, сера и фосфор в очень маленьких количествах.

    Чугун с самого начала предлагался как материал для блок-картеров серийных двигателей, т. к. этот материал не дорог, просто обрабатывается и обладает необходимыми свойствами. Легкие сплавы долго не могли удовлетворить этим требованиям. Автопроизводители используют для своих двигателей чугун с пластинчатым графитом вследствие его особенно благоприятных свойств, а именно:

    -хорошие прочностные свойства;

    -хорошие литейные свойства;

    -очень хорошее демпфирование.

    Выдающееся демпфирование — это одно из отличительных свойств чугуна с пластинчатым графитом. Оно означает способность воспринимать колебания и гасить их за счет внутреннего трения. Благодаря этому, значительно улучшаются вибрационные и акустические характеристики двигателя.

    Хорошие свойства, прочность и простая обработка делают блок-картер из серого чугуна и сегодня конкурентоспособным. Благодаря высокой прочности, бензиновые двигатели и дизельные двигатели и сегодня делаются с блок-картерами из серого чугуна. Возрастающие требования к массе двигателя на легковом автомобиле в будущем смогут удовлетворить только легкие сплавы.

    Алюминиевые сплавы

    Блок-картеры из алюминиевых сплавов пока еще относительно новые и используются только для дизельных двигателей.

    Плотность алюминиевых сплавов составляет примерно треть по сравнению с серым чугуном. Но преимущество в массе имеет такое же соотношение, т. к. вследствие меньшей прочности такой блок-картер приходится делать массивнее. Другие свойства алюминиевых сплавов:

    -хорошая химическая стойкость;

    -неплохие прочностные свойства;

    Чистый алюминий не пригоден для литья блок-картера, т. к. имеет недостаточно хорошие прочностные свойства. В отличие от серого чугуна основные легирующие компоненты добавляются здесь в относительно больших количествах.

    Сплавы делятся на четыре группы, в зависимости от преобладающей легирующей добавки. Эти добавки:

    Для алюминиевых блок-картеров двигателей используются исключительно сплавы AlSi. Они улучшаются небольшими добавками меди или магния.

    Кремний оказывает положительное воздействие на прочность сплава. Если составляющая больше 12 %, то специальной обработкой можно получить очень высокую твердость поверхности, хотя резание при этом осложнится. В районе 12 % имеют место выдающиеся литейные свойства.

    Добавка меди (2-4 %) может улучшить литейные свойства сплава, если содержание кремния меньше 12 %.

    Небольшая добавка магния (0,2-0,5 %) существенно увеличивает значения прочности.

    Для бензиновых и дизельных двигателей используют алюминиевый сплав AISi7MgCuO,5. Как видно из обозначения AISi7MgCuO,5, этот сплав содержит 7 % кремния и 0,5 % меди.

    Он отличается высокой динамической прочностью. Другими положительными свойствами являются хорошие литейные свойства и пластичность. Правда, он не позволяет достичь достаточно износостойкой поверхности, которая необходима для зеркала цилиндра. Поэтому блок картеры из AISI7MgCuO,5 придется выполнять с гильзами цилиндров.

    Прогрессивные исследователи задумываются об использовании еще более легкого материала — магниевого сплава. Были созданы прототипы двигателей, в которых металлические гильзы цилиндров устанавливались в легковесные пластиковые блоки, хотя эти двигатели оказывались ужасно шумными.

    Таким образом, для алюминиевого блока-картера двигателя необходимо использовать исключительно сплавы AlSi, а именно АЛ4. Они улучшаются небольшими добавками меди или магния. Кремний оказывает положительное воздействие на прочность сплава. Если составляющая больше 12 %, то специальной обработкой можно получить очень высокую твердость поверхности, хотя резание при этом осложнится. В районе 12 % имеют место выдающиеся литейные свойства.

    Добавка меди (2-4 %) может улучшить литейные свойства сплава, если содержание кремния меньше 12 %. Небольшая добавка магния (0,2-0,5 %) существенно увеличивает значения динамической прочности. Другими положительными свойствами являются хорошие литейные свойства и пластичность. Правда, он не позволяет достичь достаточно износостойкой поверхности, которая необходима для зеркала цилиндра. Поэтому блок картеры из АЛ4 придется выполнять с гильзами цилиндров.

    Анализ материалов

    Чугунный блок наиболее жёсткий, а значит — при прочих равных выдерживает наиболее высокую степень форсировки и наименее чувствителен к перегреву. Теплоёмкость чугуна примерно вдвое ниже, чем алюминия, а значит двигатель с чугунным блоком быстрее прогревается до рабочей температуры. Однако, чугун весьма тяжёл (в 2,7 раза тяжелее алюминия), склонен к коррозии, а его теплопроводность примерно в 4 раза ниже, чем у алюминия, поэтому у двигателя с чугунным картером система охлаждения работает в более напряжённом режиме.

    Алюминиевые блоки цилиндров лёгкие и лучше охлаждаются, однако в этом случае возникает проблема с материалом, из которого выполнены непосредственно стенки цилиндров. Если поршни двигателя с таким блоком сделать из чугуна или стали, то они очень быстро износят алюминиевые стенки цилиндров.

    Если же сделать поршни из мягкого алюминия, то они просто «схватятся» со стенками, и двигатель мгновенно заклинит. Плотность алюминиевых сплавов составляет примерно треть по сравнению с серым чугуном. Но преимущество в массе имеет такое же соотношение, т. к.

    вследствие меньшей прочности такой блок-картер приходится делать массивнее. Другие свойства алюминиевых сплавов:

    -хорошая химическая стойкость;

    -неплохие прочностные свойства;

    Механические свойства приведены в таблице 1:

    Таблица 1 — механические свойства материалов

    Кмк, толковая статья

    Главное — удивлять! Если в конце прошлого столетия это удавалось с помощью систем стабилизации и нехитрой салонной электрики, то теперь автомобиль все больше превращается в квинтэссенцию электронных технологий. Активное рулевое управление, системы контроля за слепыми зонами и разметкой, бортовая мультимедиа с множеством функций.

    Еще недавно все это было прерогативой исключительно представительских моделей, но сейчас стремительно идет «в народ», в массы. Общие тенденции, прогресс, жесткая конкуренция… А ведь есть еще постоянно ужесточающиеся экологические требования. Плюс борьба «с лишним весом» и необходимость отвечать стандартам пассивной безопасности.

    Передовые технологии и деньги, деньги… На разработку, на внедрение. Автопроизводителям есть от чего схватиться за голову.

    Как сдавать?

    Разобранные двигатели на площадке металлолома

    Итак, вы решили сдать двигатель на металлолом. Перед этим убедитесь, что он находится в неисправном состоянии. Дело в том, что есть такие перекупщики, которые занимаются скупкой автомобильных двигателей на металлолом. На самом деле, они отбирают рабочие части либо ремонтируют весь двигатель и продают их. Поэтому к оценке работоспособности стоит подходить с максимальной серьезностью.

    Двигатель – вещь не из легких. В среднем он весит порядка 120 кг. На руках не понесешь – тяжело. Так как же доставить двигатель в пункт приема металлолома? Здесь есть несколько вариантов:

    • Доставить самостоятельно. В этом случае вам понадобится автомобиль, желательно с прицепом. Также необходима будет посторонняя помощь при загрузке и выгрузке движка. Необходимо учесть затраты на топливо, требующиеся для доставки груза. К преимуществам можно отнести больший доход (вам не нужно оплачивать работу грузчиков).
    • Вызвать сборщиков металлолома на дом. В таком случае возможен вариант, что прибыль вы не получите, т.к. за небольшим количеством металла выезжают только фирмы посредники. А крупные приемщиики выезжают только от 3-5 тонн. Если вы вызовите посредников — они самостоятельно погрузят двигатель в кузов машины, без вашего участия. Возможно, какую-то минимальную и символическую сумму вы получите, но как правило, этого не происходит, так что будьте готовы, просто отдать двигатель бесплатно.
    • Еще один вариант увезти двигатель в металлолом с помощью транспортной компании, вызвав, например, Газель, но тут, скорей всего, транспортные услуги «съедят» всю прибыль. В среднем час Газели стоит 350 рублей, минимум оплата идет за 2 часа. Т.е. минимум вам придется отдать 700 рублей, плюс еще погрузка двигателя. Поэтому этот вариант отпадает.

    Стоимость двигателя

    Двигатель от D4 Toyota привезли на металлолом

    Решив сдать автомобильный двигатель на металлолом, необходимо примерно знать, сколько денег это может вам принести. Помните, что в каждом пункте приема будут специально занижать цену, поэтому внимательно подходите к решению этого вопроса. Лучше всего сверить цену у нескольких конкурирующих компаний.

    Как было сказано выше, двигатель весит от 60 до 200 кг. Масса завит от его объема и модели. Средняя цена черного металлолома в России 4–9 рублей за 1 килограмм. Вот и имеем, что сдав двигатель, вы обогатитесь на 240–1800 рублей. Т.е. несмотря на то, что в двигателе имеется цветной лом — принимать его будут как лом черных металлов! Со стандартным засором — 5%.

    На особо «наглых» пунктах приема лома процент засора может составить до 30%. Т.е. от подсчитанной суммы отнимите еще 30%. С таких пунктов бегите сразу! Дело в том, что двигатель обрабатывают специальными защитными материалами. Как правило, их общий вес не превышает 2–3 килограмма, но скупщики могут настаивать на 15%-30% засора от общей массы двигателя.

    Согласитесь, сумма небольшая, но если подойти с умом, то можно более выгодно сдать двигатель.

    Цветные металлы в автомобильном двигателе

    Для изготовления автомобильных двигателей используют не только черные металлы, но и цветные. Как известно, цветные металлы стоят в несколько раз больше, нежели их собратья. Но где их искать?

    • Головка блока цилиндров. Эта деталь двигателя довольно массивная. Алюминий, по своей природе, на 50-60% легче, чем сталь. С целью уменьшения веса движка и машины в целом, головку блока цилиндров выполняют из алюминия. Её вес находится в пределах 10-15 кг.
    • Поршни. Здесь дело обстоит не только в массе (хотя и в ней тоже). Теплопроводность алюминия в несколько раз выше, чем у стали, поэтому алюминиевый поршень обеспечивает лучшую степень сжатия. Также у таких поршней лучшие антифрикционные свойства. В зависимости от количества поршней вес может варьироваться от 0,7 до 2 кг.

    Ещё алюминий содержится во входном коллекторе, но, как правило, его не относят к двигателю.

    Средняя цена лома алюминия колеблется в пределах 60-80 руб/кг. Вот и имеем, что немного потрудившись, можно увеличить доход от сдачи двигателя на 940-1360 рублей. Проще говоря в два раза. Согласитесь, что ради такой выгоды, можно немного потрудиться.

    А теперь подойдем к этому вопросу с точки зрения трудоемкости. Чтобы снять все вышеперечисленные элементы, вам потребуются базовые знания о строении двигателя и несколько часов свободного времени. Если у вас есть и то, и другое, то смело приступайте к делу.

    В итоге, можно сказать, что сдать двигатель от машины на металлолом можно довольно выгодно. Если у вас есть опыт в работе с двигателями, то эту сумму можно вдвое увеличить.

    Блок цилиндров двигателя: пристанище для поршней и шатунов

    Блок цилиндров двигателя – самая большая массивная деталь корпуса ДВС, условно его можно считать корпусом. Он – опора для подвижных узлов кривошипно-шатунного механизма, в нем располагаются цилиндры, к нему крепятся навесные агрегаты, например, стартер, генератор и т. п.

    В этой статье мы расскажем историю создания блока цилиндров, из каких материалов он изготавливается и из каких деталей состоит.

    История создания

    Первый рядный блок цилиндров двигателя придумал немецкий изобретатель Николаус Август Отто, именно он в 1876 году разработал очень эффективный для того времени бензиновый двигатель. V-образный вариант в 1889 году сконструировал Готлиб Даймлер, когда принимал участие в создании усовершенствованного двухцилиндрового двигателя.

    После этих событий деталь прошла длинный путь эволюции и стала такой, какая она есть в большинстве современных моторов.

    Из чего сделан блок цилиндров двигателя

    Самый распространенный материал, который используется при производстве ‒ чугун. Это традиционный вариант. На втором месте алюминий. Вернее его различные сплавы. Ну и еще достаточно экзотический материал – магниевый сплав. Теперь обо всех трех вариантах – более подробно.

    Это – традиционный материал, из него на протяжении многих десятилетий изготавливали эту деталь.

    Чугун использовали с добавками: никелем, хромом. Среди положительных качеств чугунного изделия можно выделить: меньшую чувствительность к перегреву, жесткость, которая очень важна при форсировке двигателя.

    Устройство, в основном, работает при частой смене температурного режима, поэтому изделия из чугуна в приоритете. Главный недостаток – значительный вес, который ухудшает динамику легкового авто.

    Алюминий

    Обладает такими положительными свойствами, как оптимальное охлаждение двигателя и незначительный вес. Он находится на втором месте по количеству выпускаемых блоков цилиндров. Особенность конструкции из алюминия – установка гильз.

    Сегодня для выполнения этой операции, в основном, применяют две технологии Locasil и Nicasil. В первом случае запрессовываются гильзы из алюминий-кремниевого сплава во втором – наносится никелевое покрытие. Вторая технология имеет существенный недостаток – если, к примеру, прогорает поршень, обрывается шатун или выходит из строя никелевое покрытие, то изделие отремонтировать не получится.

    Также никосиловая технология не предусматривает расточку, приходится менять весь узел в сборе. Понятно, что в таком случае владельцу автомобиля приходится раскошелится на солидную сумму.

    Блок цилиндров двигателя из него твердый как чугунный, и легкий, как алюминиевый. Правда стоит такое изделие дорого, и по этой причине в условиях конвейерного производства не используется, хотя соединяет в себе лучшие качества чугуна и алюминия.
    Как видите, у каждого из упомянутых материалов есть определенные плюсы и минусы, но утверждать, что какой-то из них лучше, было бы некорректно.

    Цилиндр двигателя

    Основная деталь цилиндра двигателя – гильза.

    Существуют гильзы двух типов:

    • впрессованные гильзы, (в алюминиевом блоке);
    • съёмные гильзы – они бывают «мокрыми» и «сухими».

    Головка блока цилиндров – ГБЦ

    Она закреплена сверху конструкции направляющими шпильками и болтами крепления ГБЦ. Очень важная деталь – прокладка блока, она расположена между ГБЦ и самим блоком. Изготавливают ее из асбестометалла, металла, а может быть безасбестовой.

    ГБЦ состоит из: камеры сгорания, мест крепления ГРМ, рубашки охлаждения, каналов для смазки, резьбовых отверстий свечей (форсунок), отверстий впускных и выпускных каналов.

    Чугун

    Это – традиционный материал, из него на протяжении многих десятилетий изготавливали эту деталь.

    Чугун использовали с добавками: никелем, хромом. Среди положительных качеств чугунного изделия можно выделить: меньшую чувствительность к перегреву, жесткость, которая очень важна при форсировке двигателя.

    Устройство, в основном, работает при частой смене температурного режима, поэтому изделия из чугуна в приоритете. Главный недостаток – значительный вес, который ухудшает динамику легкового авто.

    Магниевый сплав

    Блок цилиндров двигателя из него твердый как чугунный, и легкий, как алюминиевый. Правда стоит такое изделие дорого, и по этой причине в условиях конвейерного производства не используется, хотя соединяет в себе лучшие качества чугуна и алюминия.
    Как видите, у каждого из упомянутых материалов есть определенные плюсы и минусы, но утверждать, что какой-то из них лучше, было бы некорректно.

    Картер двигателя

    Картер считается частью блока, и крепится к нему снизу. Закрывается поддоном. То есть, картер – можно назвать корпусом кривошипно-шатунного механизма.

    В корпусе блока цилиндров также есть отверстия и каналы для смазки и охлаждения. Сливная пробка нужна, чтобы осуществить слив охлаждающей жидкости. Моторное масло, сливается после извлечения пробки в поддоне картера.Предусмотрено место для привода распределительного вала. Спереди оно закрыто крышкой блока цилиндров. Внизу размещены опоры коренных подшипников коленчатого вала.

    Теперь, когда вы сами познакомились с конструкцией блока цилиндров двигателя, поделитесь новыми знаниями с друзьями в соц.сетях. Пусть тоже подпишутся на наш блог, и знакомятся с увлекательным миром автотехники.

    Рекомендует еще посмотреть статейки про Шатун, Поршень и Коленчатый вал. Интересно.

    До новых встреч!

    В последние годы стало модно перед покупкой автомобиля смотреть на его внешность, форму, интерьер и различные функции. Двигатель и коробки передач вместе с подвеской как-то незаметно стали отходить на второй план. Но это неправильно. Ведь автомобиль – это не модный новый смартфон или телевизор.

    Для любого транспортного средства двигатель – это его сердце, без которого он не может осуществлять свою главную функцию. Тем не менее все еще есть водители, которые перед покупкой машины тщательно изучают ее техническо-механическую часть.

    Но многие в итоге сталкиваются с дилеммой при выборе двигателя, задавая себе непростой вопрос: а какой двигатель лучше – алюминиевый или чугунный?

    Почему двигатели автомобилей не плавятся?

    Да-да, современный авторынок может вынести мозг любому автолюбителю при выборе автомобиля. Это раньше было просто: выбрал марку, модель, один из нескольких движков – и все. Теперь же количество различных технологий в современных автомобилях, наверное, уже скоро обгонит количество технологий в космическом аппарате Аполлон, слетавшем на Луну.

    Этот посадочный модуль Appolo точно не был сделан из чугуна

    Многие из наших читателей знают, что в последние годы в автомире становится все меньше машин с чугунными двигателями. На их смену пришли легкие алюминиевые моторы. В итоге автолюбители во всем мире поделились на два лагеря, один из которых рьяно доказывает другому, что алюминиевые двигатели хуже старых чугунных. В одной из прошлых наших статей мы уже подробно разобрали преимущества и недостатки новых и старых моторов. Сегодня же мы решили кратко поговорить о том, какие все-таки движки лучше – алюминиевые или чугунные.

    На первый взгляд, алюминий лучше обычного чугуна. Именно поэтому многие автолюбители и эксперты считают, что алюминиевые моторы имеют преимущество перед старыми, полагая, что чугунные моторы – это отсталая технология. На самом деле эта идея совершенно неверна и подобное мнение крайне однобоко.

    Давайте же познакомимся с разницей между алюминиевыми и чугунными двигателями. Алюминиевые и чугунные моторы называют так в зависимости от того, из какого материала сделан блок цилиндров двигателя. Например, если блок цилиндров сделан из чугуна, то двигатель считается чугунным. И даже если в нем будет использоваться алюминиевая головка блока цилиндров, то все равно этот двигатель будет считаться чугунным. То же самое касается и алюминиевых силовых агрегатов.

    Фактически же оба типа двигателей имеют как свои преимущества, так и недостатки. Давайте кратко в виде цитат из прошлой статьи выделим преимущества и недостатки алюминиевых двигателей, которые откроют глаза тем, кто считает, что чугунные моторы – это допотопные технологии. На самом деле сбрасывать со счетов чугунные силовые агрегаты еще рано.

    Рекламные предложения на основе ваших интересов:

    Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества применяют для автомобильных деталей, изготовленных с помощью сварки и работающих при небольших нагрузках.

    В зависимости от гарантируемых характеристик качества стали Делятся на группы А, Б и В. Стали группы А поставляются по механическим свойствам и маркируются СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб. Стали группы Б посталяются по химическому составу и маркируются БСтО — БСтб. Стали группы В поставляются по механическим свойствам и химическому составу и маркируются ВСт1— ВСтб. Во всех марках буквы Ст обозначают «сталь», а цифры — номер стали. Чем выше номер, тем больше в стали углерода и тем выше ее твердость.

    Область применения сталей обыкновенного качества: СтО — Lt4 — малонагруженные детали конструкции кузова автомобиля, кРепежа, гнутые профили; Ст5, Стб — средненагруженные оси, малоответственные болты и гайки, клинья, планки, профили и т. д.

    При производстве сталей данного назначения получают два рода сталей: полуспокойную и кипящую. Кипящая сталь при застывании в изложнице обильно выделяет газы — кипит. Для отличия этих сталей в марку стали добавляют буквы «кп» или «пс» например, БСт1пс, Ст2кп.

    Углеродистые конструкционные сталп качественные идут на изготовление деталей кузовов, двигателей и нормалей. Стали этой группы подразделяются на подгруппы: малоуглеродистые высокой пластичности марок 08—10, малоуглеродистые меньшей пластичности марок 15—25, среднеуглеродистые повышенной прочности марок 30—55, высокой прочности марок 60—80. Цифры в обозначении марок сталей указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

    Стали марок 08—10 (содержание углерода от 0,08 до 1%) хорошо деформируются в холодном состоянии, поэтому применяются для штамповки кузовных облицовочных деталей, панелей крыши и дверей. Стали марок 15—25 хуже деформируются, но хорошо свариваются и подвергаются химико-термической обработке. Они применяются для деталей, изготовляемых штамповкой, высадкой и протяжкой (поперечины, распорки, усилители, рычаги, кронштейны, вал рулевого механизма, тяги, шкивы, крепеж и т. д.).

    Сталп марок 30—55 идут на изготовление методом горячей штамповки различных деталей широкого применения: валов, зубчатых колес, полуосей и т. д. Для них используют все виды термической обработки, значительно повышающие эксплуатационные и прочностные свойства деталей.

    Сталп марок 60—80 обладают высокой прочностью и упругими свойствами, приобретаемыми после закалки и отпуска. Их примениют для деталей, работающих при больших статических и динамических нагрузках: крестовин карданных шарниров, дисков сцепления, гибких валов, пружин и т. д.

    Стали литейные углеродистые применяют для изготовления литых автомобильных деталей различными методами литья, в том числе точного для фасонных деталей с минимальным объемом последующей механической обработки.

    Марки сталей этой группы обозначают двухзначным числом с добавлением буквы Л, например: 15Л, 20Л, 25Л. Из литейных сталей получают отливки различных корпусных деталей, ступиц колес, дисков, зубчатых колес, муфт, маховиков и т. д.

    Низколегированные и легированные стали дороже качественных углеродистых сталей, но по свойствам их существенно превосходят. Ио сравнению с углеродистыми эти стали обладают более высоким пределом прочности, лучшей пластичностью и вязкостью, пониженной хладоломкостью, лучшей коррозионной стойкостью. Легированные стали позволяют обеспечить оптимальные механические свойства валов и других ответственных деталей.

    Все положительные свойства легированным сталям придают легирующие добавки элементов: хрома (X), марганца, (Г), никеля (И), кремния (С), молибдена (М), вольфрама (В) и др.

    Маркировка легированной стали состоит из двух цифр и последующих букв: цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента, буквы — условное обозначение легирующего элемен-

    Если после буквы идет цифра, то она указывает на содержание ТцРИрующего элемента в процентах. Отсутствие цифры после буквы бозначает содержание легирующего элемента в пределах менее 1%. Например, 18ХН2М — хромоникельмолибденовая сталь для рычагов привода клапанов, содержащая 0,18% углерода (С), до 1 % хрома /X), 2% никеля (Н2) и до 1% молибдена (М).

    Легированные стали применяются в основном на автомобилях для изготовления наиболее ответственных деталей: поршневых пальцев, толкателей, клапанов, шатунов, осей, валов переключения передач, шестерней, сателлитов, полуосей, высокоточных деталей системы питания дизелей и др.

    Низколегированные стали применяют для металлоемких несущих элементов конструкции автомобиля, таких, как грузовая платформа, рама, балка моста и др.

    Сталь рессорно-пр ужинная подразделяется на качественную, высококачественную и коррозионностойкую и характеризуется высокими значениями предела текучести и выносливости. Наибольшее применение для пружин общего назначения, подвески, рессорных листов и торсионов находят углеродистые качественные стали марок 65, 70, 75, 85, а также стали с таким же содержанием углерода и добавками марганца (60Г, 65Г, 70Г), кремния (60С2, 70СЗ) и др.

    Сталь высоколегированная корозионно-стойкая жаростойкая и жаропрочная предназначена для работы в агрессивных средах и при высоких температурах. В зависимости от основного назначения стали этой группы Делятся на подгруппы : I — коррозионностойкую против всех видов коррозии (20X13, 17Х18Н9 и др.); II — жаростойкую до 500 °С (40Х9С2 и др.); III — жаропрочную до 1000 °С (36Х18Н25С2 и др.).

    Из сталей указанных подгрупп изготовляют детали систем питания двигателей, запорную иглу карбюратора, пружины, детали форсунок, клапаны, глушители и т. п.

    Стали для изготовления инструмента и технологической оснастки отличаются повышенной твердостью и теплостойкостью. Они содержат углерод и различные легирующие добавки. В обозначении марки стали содержание углерода указывается в десятых долях процента, а легирующие элементы обозначаются по аналогии с углеродистыми легированными сталями. Например: 4ХС – 0,4% С, 1% хрома, 1% кремния.

    Особую группу инструментальных сталей составляют быстро-Режущие Сталн, которые предназначены для изготовления режущего инструмента быстроходных станков. Они имеют в обозначении марки стали букву «Р» (режущая) и число — процент содержания вольфрама. Например, Р9 — быстрорежущая, 9% — содержание вольфрама, а содержание углерода превышает 0,7%.

    Чугуны, применяемые для автомобилей, классифицируются по состоянию углерода в сплаве (микроструктуре) на следующие основные виды: серый чугун (СЧ), белый чугун, ковки чугун (КЧ).

    В сером чугуне весь углерод находится в свободном состоянии р. виде пластинчатого или шаровидного графита. Ковкий чугун представляет собой то же, что и серый чугун, но форма включений графита хлопьевидная.

    В белом чугуне весь углерод связан в химическое соединение — цементит, вследствие чего он обладает повышенной твердостью.

    Серый чугун маркируют буквенно-цифровыми обозначениями. Буквы СЧ обозначают серый чугун, а цифры, написанные через тире — предел прочности при растяжении (первая группа) и при изгибе (вторая группа). Например, СЧ18-36 означает, что серый чугун данной марки имеет предел прочности при растяжении 18 кгс/мм2, при изгибе — 36 кгс/мм2.

    Ковкий чугун маркируют так же, как и серый, но вторая группа цифр здесь обозначает относительное удлинение в процентах. Например, КЧ35-10 означает: ковкий чугун с пределом прочности на растяжение 35 кгс/мм2 и относительным удлинением 10%.

    Чугуны находят широкое применение при изготовлении автомобильных деталей. Из серого чугуна изготавливают блоки цилиндров двигателей ЗИЛ, ЯМЗ, ГАЗ, головки цилиндров, гильзы блоков цилиндров, картера сцеплений, коробок передач, маховики, тормозные цилиндры, барабаны и др.

    Ковкий чугун идет на изготовление деталей повышенной прочнее-; ти и вязкости: картеров редукторов, коробок передач, кронштейнов рессор, коробок сателлитов и др.

    Белый чугун применяется для изготовления деталей повышенной усталостной прочности: коленчатых и распределительных валов, седел клапанов, шестерен масляного насоса, суппортов дискового тормоза ВАЗ и др.

    Рекламные предложения:

    Читать далее: Общие сведения о цветных металлах и сплавах, применяемых в конструкции автомобилей

    Категория: — Автомобильные эксплуатационные материалы

    → Справочник → Статьи → Форум

    Из какого металла сделан двигатель автомобиля

    У многих есть старый автомобиль. Он может либо достаться в наследство, либо быть просто предметом давней роскоши. Как правило, двигатель такого автомобиля находится в довольно трепетном состоянии.

    Чтобы привести его в рабочее состояние придется потратить кругленькую сумму и вложить кучу усилий. В большинстве случаев это довольно нецелесообразно. В таком случае лучше сдать автомобиль на металлолом целиком.

    Если же вы меняли двигатель — покупали новый или установили контрактный с пробегом, то возникает вопрос — куда деть старый неработающий автомобильный двигатель?

    На ум приходит одно: сдать двигатель на металлолом. Это действительно самый удачный выбор ибо больше его деть некуда. Здесь вы сможете не только избавиться от старой «рухляди», но и получить финансовое вознаграждение.

    Да и если задуматься глобально, то получается, что вы даете металлу новую жизнь! Пройдя полный цикл переработки, он превратится либо в станок, либо в какую-нибудь деталь, либо с него просто отольют чистый лист металла.

    Материалы,применяемые в автомобилестроении

    #1 Точмаш 23

    

    Популярное сообщение!

    Постепенно будем собирать и систематизировать материалы по автомобильным деталям,т.е.,что из чего сделано.В данной теме будует информация о стальных,чугунных,алюминиевых деталях.

    Стали пониженной прокаливаемости

    50ППО (коромысло клапана ЗИЛ-130), 58 (55ПП), 60ПП (ведомая цилиндрическая шестерня главной передачи ЗИЛ-130, ведомая коническая шестерня ГАЗ-53А, вторичный вал ГАЗ-53А), НИПРА (шестерни полуоси, крестовины дифференциала)

    Корпуса стеклоподъемников и дверных замков, кожуха системы охлаждения, брызговики двигателя, дверки кабин, крылья, глушители, щитки радиатора, панели капота, корпуса воздушного фильтра, детали кабин и кузовов, кронштейны, крышки клапанных механизмов, регулировочные прокладки, маслоотражатели, гайки, шурупы, детали приспособлений, нестандартного оборудования

    Диски колес легковых автомобилей, различные пальцы и оси, болты и винты с круглой, олукрглой, цилиндрической, потайной и другими головками

    Валы и червяки рулевого управления, валы управления коробкой передач, карданные валы, тросы стеклоподъемников, бамперы, детали рычага ручного тормоза, вилки переключения передач, вкладыши рулевых тяг, рычаги переключения передач, различные кронштейны, тросы управления карбюратором и др.

    Карданные фланцы и вилки, шестерни коленчатого вала, шестерни масляного насоса, корпуса гидроцилиндров опрокидывающихся устройств самосвалов, выдвижные гильзы гидроподъемников, буксирные крюки, вилки переключения передач, шпильки колес, шестигранные резные болты, детали нестандартного оборудования

    Коленчатые валы двигателя и компрессора, распределительные валы, поршневые пальцы, полуоси некоторых марок легковых автомобилей, оси шестерен заднего хода, поворотные шкворни, вилки карданного вала, венцы маховиков, разжимные кулаки колодок тормоза, штанги толкателей, шпильки головки блока и др.

    Ведомые диски сцепления

    Сталь для клапанов — 40Х9С2, 40XH, 40Х10С2М, 20ХН4ФА, 55Х20Г9АН4, 45Х14Н-14В2М,

    Чугунные детали отечественных автомобилей

    Впускные и выпускные трубопроводы двигателей, блоки цилиндров двигателей, маховики, нажимные диски сцеплений, блоки цилиндров компрессоров, картеры и крышки картеров коробок передач, мокрые гильзы цилиндров и гильзы двигателей воздушного охлаждения, тормозные барабаны, цилиндры гидротормозов и сцеплений и др.

    Легированные и малолегированные

    Монометаллические гильзы цилиндров, клапанные гнезда, гильзы цилиндров двигателей, поршневые кольца, диски сцеплений

    Вставки в верхнюю часть мокрых гильз цилиндров, клапанные гнезда

    Высокопрочные с шаровидным графитом

    Поршневые кольца, коромысла клапанов, коленчатые валы, распределительные валы, картеры коробок передач, ступицы колес, тормозные барабаны, башмаки рессор, кронштейны двигателей и подвески

    Картеры главных передач, картеры задних мостов, картеры рулевых механизмов, чашки дифференциала, ступицы колес, тормозные барабаны, кронштейны, педали

    Направляющие втулки клапанов

    Для наплавки тарелок толкателей, коромысел клапанов, кулачков распределительных валов при их ремонте

    Алюминиевые автомобильные диски.

    Изготавливаются из первичного алюминия. А356 AlSi7Mg03, российский аналог АК7ч

    

    

    

    

    

    

    

    

    

    Отличие оригинального диска от идентичного и реплики на примере BMW.

    Диски оригинальные и идентичные изготавливаются на одном заводе Оригинальные диски подлежат клеймению знаком BMW и являются принадлежностью автомобиля.Всю юридическую ответственность несет BMW ,а не завод изготовитель дисков.Точно такой же диск,отлитый на том же заводе,но без клейма, называется идентичным — в этом все их отличие.Реплика-точная копия оригинального диска,с неизвестным составом алюминиевого сплава,отлитым. можно догадаться где.

    Литые алюминиевые детали автомобиля

    Из алюминиевых сплавов изготавливают и другие детали двигателей: трубы впускные, картеры рулевого управления, картеры сцепления и др., отливаемые в кокиль из сплавов типа АЛ4 или АК9 (ОСТ 48-178—80); термостаты, водяные насосы, отливаемые под давлением из сплава АЛ4. Литьем под давлением изготавливают также корпуса карбюратора, дросселя, распределителя, топлив

    ного и масляного насосов и др. Диапазон применяемых сплавов также достаточно широк. Используют сплавы типа АК12М2 (ОСТ 48-178—80), АК9С и АК9М2а (ТУ 48-3606-8/0—82). Значительную номенклатуру деталей электроаппаратуры отливают под давлением из сплавов типа АЛ2 и АК12М2р (ТУ 48.26.48—78).

    Наиболее характерные примеры применения литейных алюминиевых сплавов в конструкциях двигателей приводятся ниже.

    Блоки У-образных двигателей ГАЭ-53 и ГАЗ-66 изготавливают из сплава АЛ4 литьем под давлением. Минимальная толщина стенки составляет 4,5 мм, масса отливки 29 кг и полностью механически обработанного блока 26 кг. Двигатель ГАЗ-24 имеет блок цилиндров из сплава АЛ4 массой 17 кг.

    Головки двигателей автомобилей ВАЗа отливают в кокиль из сплава АК6М2, трубы впускные — из сплава АК9. Методом литья под давлением изготавливают корпуса масляного насоса и ряд других деталей.

    Четырехцилиндровый блок двигателя английской фирмы «Hill-man» получают литьем под низким давлением из сплава типа AЛ4. Крышки коренных подшипников изготавливают литьем под давлением из сплава, содержащего 9 % Si и 3 % Си. Головку блока цилиндров отливают из сплава типа AJ16 в кокиль. Методом литья под давлением отливают переднюю крышку с водяным насосом, крышку клапанной коробки, секцию толкателей и выпускную трубу. Восьмицилиндровый У-образный двигатель английского автомобиля Rover целиком изготовлен из алюминиевых сплавов. Блок цилиндров отливают из сплава М25 в землю, головку — под давлением. Двигатель «Peugeot-204» (Франция) с алюминиевым блоком и головкой цилиндров поперечного расположения смонтирован в блоке с коробкой передач. Масса силового агрегата составляет 125 кг. Алюминиевый блок цилиндров двигателя «Renault-16» отливают под давлением. Одновременно из алюминиевых сплавов изготавливают головку и ряд других делалей. Масса двигателя 92 кг. Картер коленчатого вала У-образного двигателя воздушного охлаждения «Tat-га-603» отливают из сплава типа АЛ4. Головки на каждый цилиндр отливают в кокиль из сплава типа AЛ13. Американский шестицилиндровый двигатель воздушного охлаждения «Chevrolet-Corvair» изготавливают из алюминиевых сплавов методом литья под низким давлением. Алюминиевая головка выполнена общей на каждые три цилиндра. Блок шестицилиндрового двигателя «Rumbler» (США), отлитый под давлением из алюминиевого сплава, весит вместе с залитыми чугунными гильзами 30,5 кг.

    Оценивая применение литейных алюминиевых сплавов в конструкциях шасси и кузовов, следует прежде всего отметить изготовление коробок передач, главным образом в легковых автомобилях.

    Неавтоматические коробки передач отливают в кокиль и под давлением из сплава типа АЛ4. Картеры автоматических коробок передач более приспособлены для литья под давлением, что обусловливает более широкое применение алюминиевых сплавов для этих

    Целей. При этом обеспечивается более высокая точность отливок И значительное снижение механической обработки. Для уменьшения теплового расширения картера практикуют применение стальных вставок.

    Картер сцепления для легковых автомобилей, как правило, отливают под давлением как одно целое с картером коробки передач из сплава типа AЛ4. Картер сцепления для грузовых автомобилей отливают в комбинированные формы или в кокиль из сплавов типа АЛ4 и АЛ9.

    Из сплавов типа АК9С и АК9М2а изготавливают литьем под давлением тормозные колодки, картер рулевого управления, корпус фильтра очистки масла, картеры мостов легковых автомобилей. В кокиль отливают кронштейны опор подвески и реактивные штанги.

    В настоящее время осваивается производство колес легковых автомобилей литьем в кокиль и с противодавлением из сплава типа АЛ4. В ряде случаев для этих целей применяют ковку из сплава типа АДЗЗ или литье в кокиль из сплава типа АЛ9. Для придания декоративного вида колеса анодируют, хромируют или окрашивают. Конструкция колес должна обеспечивать достаточную их прочность, чтобы исключить повреждения при монтаже шин и при наезде на бортовой камень.

    Высокие теплопроводность и удельная теплоемкость алюминиевых сплавов способствуют применению их для отливки тормозных барабанов. При этом значительно увеличивается долговечность тормозных накладок. Тормозные барабаны отливаются в кокиль из сплавов типа АЛ9 и АЛ1, а иногда — под давлением. На рабочих поверхностях тормозных барабанов применяют чугунные вставки для увеличения износостойкости. В частности, на ВАЗе применяют литье под давлением из сплава АК12М2.

    Тормозные цилиндры штампуют из сплава АД31 или отливают в кокиль из сплавов типа АК6М2. Основное преимущество алюминиевых сплавов в данном случае — стойкость к коррозионному воздействию тормозной жидкости. Алюминиевые поршни тормозных цилиндров анодируют для увеличения износостойкости.

    Ряд деталей двигателей, шасси и кузова отливают из вторичных сплавов типа АК5М7, АК4М4, АК5М2, АК7, АК12М2р, АК4М2Ц6 и АК9М2а.

    Вторичные сплавы АК9С, АК12М2р и в отдельных случаях АК7, включая переплав алюминиевой стружки, применяют для подших-товки при выплавке первичных сплавов.

    Сообщение отредактировал Точмаш 23: 27 Ноябрь 2018 11:09

    #2 Точмаш 23

    

    Популярное сообщение!

    Алюминиевые литейные сплавы для блоков цилиндров иностранного производства

    

    Почти все блоки цилиндров, которые отливают методом литья под высоким давлением, изготавливают из сплава 46000 (AlSi9Cu3(Fe)).

    Сплавы 8081 (Al-0,75Fe-0,7Si) и 8280 (Al-6,2Sn-1Cu-1,5Si) имеют отличные антифрикционные свойства и их применяют в подшипниках для автомобилей.

    European Aluminium Association

    

    Сообщение отредактировал Точмаш 23: 22 Ноябрь 2019 14:56

    #3 Точмаш 23

    Алюминиевые колесные диски: варить или не варить?

    В русскоязычной технической литературе, особенно в Сети обычно применяется термин «колесные диски». В англоязычной нормативной и технической литературе колесные диски называют «wheels», то есть – «колеса». Каждое колесо имеет обод, то есть ту часть, на которую устанавливается шина. «Диском» называют элемент колеса, который соединяет обод с осью автомобиля. Стальные колеса грузовых автомобилей обычно не имеют ступицы, а крепятся к оси непосредственно через диск. Поэтому их называют «disk wheels» — «дисковые колеса» [1, 2]. Алюминиевые колеса часто вместо диска имеют «спицы», которые переходят в «ступицу». Ступица крепится к оси автомобиля. Отметим, что ГОСТ Р 50511-93 [3] применяет международные термины «колеса» и «дисковые колеса».

    Ниже во избежание путаницы будем взаимозаменяемо применять термины «колеса», «дисковые колеса» и «колесные диски».

    Зарубежные нормативные документы

    Колесные диски являются высоконагруженными элементами автомобиля, от которых в значительной степени зависит его безопасность. Поэтому ведущие производители автомобилей и колесных дисков не разрешают выполнения на них каких-либо ремонтных работ, в том числе ремонтной сварки.

    Стандарт ISO 14400 прямо указывает, что ремонт колесных дисков сваркой не должен производиться, так как это может ввести дополнительные напряжения в его критические области [1]. Организация EUWA (Association of European Wheel Manufactures) – Ассоциация европейских производителей автомобильных колес – категорически запрещает ремонт поврежденных ободьев и дисков автомобильных колес с применением нагрева, сварки или добавления какого-либо дополнительного материала [4].

    Вместе с тем, региональный нормативный документ канадской провинции Британская Колумбия – правила по ремонту сваркой алюминиевых колесных дисков – допускает ограниченное применение сварки для ремонта ободьев колес [5].

    Сварка алюминиевых дисков: канадские правила

    Некоторые положения из этих канадских Правил, которые могут быть интересны специалистам по сварке алюминиевых колесных дисков [3]:

    • Минимальная толщина материала элемента алюминиевого диска, которая может подвергаться ремонту сваркой, составляет 1,5 мм.
    • Ремонтная мастерская должна постоянно иметь страховой фонд специально под ремонт алюминиевых дисков в размере не менее 2 миллионов долларов (надо понимать, канадских).
    • Мастерская должна иметь сварочный аппарат не менее чем на 250 ампер.
    • Мастерская должна иметь мастера по ремонту сваркой (weld repair supervisor), который имеет опыт по сварке алюминия не менее 5 лет.
    • Этот мастер несет ответственность за:
      а) решение о ремонте диска сваркой или отправке его в лом;
      б) способ ремонта для каждого ремонтируемого алюминиевого диска;
      в) качество сварки отремонтированного алюминиевого диска.
    • В мастерской по ремонту алюминиевых дисков должен вестись специальный журнал, в который заносятся сведения о каждом ремонте алюминиевых дисков.
    • Каждый сварщик должен проходить экзамен на знание методов испытаний и критериев приемки сварочного ремонта алюминиевых дисков.
    • Мастерская по ремонту алюминиевых автомобильных дисков должна раз в два года проходить сертификационный аудит, чтобы подтвердить, что она имеет соответствующее оборудование, квалифицированного мастера по ремонту сваркой и квалифицированного сварщика.
    • Разрешенный конструкционный ремонт сваркой ограничивается ободом, как это показано на рисунках 1 и 2.
    • Косметический ремонт разрешается по всему колесу, включая ремонт сваркой поверхностных вмятин и выступов, которые не влияют на конструкционную целостность колеса.
    • Допускается ремонт дисков, который применяет сварку в комбинации с ограниченной горячей и холодной правкой.
    • Температура горячей правки не должна быть выше 204 °C (400 °F).
    • Ремонтная сварка должна выполняться только с применением утвержденных режимов и материалов сварки методом TIG или методом MIG.
    • Сварка может производиться на колесных дисках из алюминиевых литейных сплавов и деформируемых сплавов серий 5ххх и 6ххх.
    • Критерии приемки алюминиевых сварных швов должны быть в соответствии с канадскими нормативными документами по сварке алюминиевых конструкций.

    

    Рисунок 1 – Основные элементы типичного колесного диска [3]

    

    Рисунок 2 – Разрешенная и запрещенная зоны сварки
    типичного колесного диска [3]

    Основные типы алюминиевых колесных дисков Цельный литой диск

    Это наиболее широко распространенный тип алюминиевых колесных дисков. Доля цельных – монолитных – литых дисков в общем количестве всех алюминиевых дисков к 2012 году составляла: 80 % в Европе, 85 % — в США и 93 % — в Японии [6].

    Диск из двух частей (обод из листа + литая ступица)

    Передняя часть диска – ступица – изготавливается литьем, обод получают прокаткой или экструзией [2]. Эти две части соединяются друг с другом болтами, стальными или титановыми. Исходный лист – из алюминиево-магниевого сплава, обычно из сплава 5454 [2, 3]

    Диск из двух частей (обод и ступица из листа)

    Обод и ступицу изготавливают методами обработки металлов давлением – горячей или холодной: глубокой высадки, прокатки, штамповки, ковки и т. п. Обе части соединяют сваркой. Исходный лист – из алюминиево-магниевых сплавов, чаще всего из сплава 5454 [2]

    Диск из трех частей

    Ступицу и спицы сложной формы получают литьем. Обод состоит из двух половинок, которые изготавливают прокаткой или экструзией. Обод болтами или сваркой соединяют со ступицей [2].

    Цельный диск: литье + катаный обод

    Этот процесс комбинирует литейную технологию с методами обработки металлов давлением для формирования обода, горячей или холодной.

    Механические характеристики кованых колесных дисковявляются самыми высокими из всех типов, представленных на рынке. Их получают путем механической обработки кованых заготовок из алюминиевых сплавов 6061 и 6082.

    Диск из заготовки в полутвердом состоянии

    Этот тип дисков мало распространен из-за их ограниченного производства. Их механические характеристики аналогичны характеристикам кованых дисков. На отливке в полутвердом состоянии раскатывают обод методами обработки металлов давлением или центральную часть диска, которую соединяют болтами или сваркой с ободом [2].

    Алюминиевые сплавы для автомобильных дисков Алюминиевые литейные сплавы

    Литые диски изготавливают из литейных алюминиево-кремневых сплавов с содержанием кремния от 7 до 12 %.

    В США и Японии применяют практически только алюминиевый сплав AlSi7Mg0,3 в термически упрочненном состоянии Т6. Это сплав имеет номинальное содержание кремния 7 % и магния – 0,3 %. В США аналогичный сплав имеет обозначение А356.0.

    Тот же сплав AlSi7Mg0,3 применяется и в Европе, причем как с термическим упрочнением, так и без термического упрочнения. В Германии и Италии применяют сплав AlSi11Mg (номинальное содержание кремния 11 %, магния – 1 %), обычно без термического упрочнения [6].

    

    Таблица 1 – Литейные алюминиевые сплавы,
    применяемые в колесных дисках

    Деформируемые алюминиевые сплавы

    Цельные кованые диски изготавливают из следующих деформируемых алюминиевых сплавов:

    • 6082 (в Европе)
    • 6061 (в США);

    Сплавы 6082 и 6061 относятся к серии 6ххх. Основные легирующие элементы – магний и кремний (номинальные содержания – до 1 %). Являются термически упрочняемыми.

    Листовой алюминий, который применяют при изготовлении колесных дисков, обычно состоит из алюминиевого сплава 5454. Сплав 5454 относится к серии 5ххх. Основным легирующим элементом является магний с номинальным содержанием 3 %. Является термически неупрочняемым. Повышенную прочность может достигать за счет холодной пластической деформации – нагартовки.

    

    Таблица 2 – Деформируемые алюминиевые сплавы,
    применяемые в колесных дисках

    Состояния алюминиевых сплавов

    Кованые алюминиевые диски из деформируемых сплавов 6082 и 6061 упрочняют путем закалки и искусственного старения (состояние Т6).

    Литые диски или их элементы из сплава AlSi7Mg0,3 могут подвергаться термическому упрочнению путем закалки и искусственного старения (состояние Т6) или применяться без термического упрочнения, то есть в литейном состоянии (состояние F).

    Литые диски из сплава AlSi11Mg обычно не подвергают термическому упрочнению (состояние F) [2, 6].

    Термически неупрочняемые сплавы серии 5ххх могут получать при изготовлении или ремонте нагартованные состояния, которые обозначаются Hхх.

    Зона термического влияния при сварке алюминия Металлургия сварки плавлением

    При дуговой сварке алюминия в месте сварного шва происходит плавление в зоне сварного шва основного металла, а также присадочного материала, если он применяется. При затвердевании этих металлов возникают новые зерна, которые «врастают» в зерна основного металла, которому не хватило тепла, чтобы расплавиться [7].

    Независимо от вида источника тепла, все сварные швы при сварке плавлением имеют области с резко различной микроструктурой. Эти изменения микроструктуры возникают из-за фазовых превращений в твердом состоянии, таких как:

    • рекристаллизация и/или рост зерна в нагартованных материалах;
    • перестаривание или растворение упрочняющей фазы в термически упрочненных (состаренных) материалах.

    Эту зону с измененной микроструктурой и называют зоной термического влияния сварки [7].

    Прочность алюминия в зоне термического влияния сварки

    Алюминиевые сплавы в литом состоянии (состояние F) или состоянии после отжига (состояние О) могут подвергаться сварке без какой-либо значительной потери прочности в зоне термического влияния сварки. В этом случае прочность сварного шва соответствует прочности основного металла. Это относится, например, к литым колесным дискам из сплавов AlSi7Mg0,3 и AlSi11Mg, которые не подвергались термическому упрочнению.

    Если алюминиевый сплав, например, получил свою повышенную прочность за счет холодной пластической деформации (нагартовки) или за счет выделения упрочняющих частиц (старения), например, в состоянии Т6, то в этом случае в зоне термического влияния может быть значительная потеря прочности.

    Нагартованные сплавы, например, сплавы серии 5ххх, теряют свою прочность за счет процесса рекристаллизации, который происходит в зоне термического влияния при температуре выше 200 ºС, а при температуре выше 300 ºС – частичный или полный отжиг (рисунок 3).

    

    Рисунок 3 – Механические свойства нагартованного сплава серии 5ххх
    в зоне термического влияния сварки [7]

    Термически упрочненные сплавы при нагреве теряют свою прочность за счет дополнительного выделения и укрупнения упрочняющих частиц. Этот процесс называется перестариванием. При температуре выше 300 ºС достигается состояние частичного или полного отжига (рисунок 4).

    

    Рисунок 4 — Механические свойства термически упрочненного сплава 6061
    в зоне термического влияния сварки [7]

    Сплавы 6061, 6082, 5454 и А356.0

    Термически упрочненный сплав 6061 в состоянии Т6 имеет минимальные пределы текучести и прочности 240 и 290 МПа, соответственно. В зоне термического влияния они могут снижаться до 115 МПа (48 %) и 175 МПа (60 %) [8].

    Термически упрочненный сплав 6082 в состоянии Т6 имеет минимальные пределы текучести и прочности 255 и 300 МПа, соответственно. В зоне термического влияния они могут снижаться до 125 (49 %) и 185 МПа (62 %) [8].

    Нагартованный до состояния Н24/Н34 сплав 5454 имеет минимальные пределы текучести и прочности 200 и 270 МПа, соответственно. В зоне термического влияния эти величины могут снижаться до 105 (53 %) и 215 МПа (80 %), то есть почти до прочностных свойств отожженного состояния [8].

    Сплав А356.0 (AlSi7Mg0,3) при литье в постоянные формы имеет в состоянии Т6 минимальные пределы текучести и прочности 200 и 250 МПа, соответственно. В зоне термического влияния сварки состояние Т6 переходит в состояние F с минимальными пределами текучести и прочности 90 МПа (45 %) и 180 МПа (72 %) [9].

    При принятии решения о применении ремонтной сварки алюминиевого колесного диска необходимо принимать во внимание то, что в зоне термического влияния сварки механические свойства основного металла могут снижаться.

    Для назначения режимов правки и сварки колесного диска необходимо, как минимум, знать:

    • химический состав алюминиевого сплава;
    • состояние алюминиевого сплава (литое состояние, термически упрочненное состояние, нагартованное состояние).

    Из какого металла сделан двигатель автомобиля

    Блок-картер является одной из самых тяжелых деталей всего автомобиля и занимает самое критичное место для динамики движения: место над передней осью. Поэтому именно здесь делаются попытки полностью использовать потенциал для уменьшения массы. Серый чугун, который в течение десятилетий использовался в качестве материала для блок-картера, все больше и больше заменяется как в бензиновых, так и в дизельных двигателях алюминиевыми сплавами. Это позволяет получить значительное снижение массы.

    Серый чугун

    Чугун — это сплав железа с содержанием углерода более 2 % и кремния более 1,5 %. В сером чугуне избыточный углерод содержится в форме графита. Для блок-картеров дизельных двигателей использовался и используется чугун с пластинчатым графитом, который получил свое название по расположению находящегося в нем графита. Другие составляющие сплава — это марганец, сера и фосфор в очень маленьких количествах.

    Чугун с самого начала предлагался как материал для блок-картеров серийных двигателей, т. к. этот материал не дорог, просто обрабатывается и обладает необходимыми свойствами. Легкие сплавы долго не могли удовлетворить этим требованиям. Автопроизводители используют для своих двигателей чугун с пластинчатым графитом вследствие его особенно благоприятных свойств, а именно:

    -хорошие прочностные свойства;

    -хорошие литейные свойства;

    -очень хорошее демпфирование.

    Выдающееся демпфирование — это одно из отличительных свойств чугуна с пластинчатым графитом. Оно означает способность воспринимать колебания и гасить их за счет внутреннего трения. Благодаря этому, значительно улучшаются вибрационные и акустические характеристики двигателя.

    Хорошие свойства, прочность и простая обработка делают блок-картер из серого чугуна и сегодня конкурентоспособным. Благодаря высокой прочности, бензиновые двигатели и дизельные двигатели и сегодня делаются с блок-картерами из серого чугуна. Возрастающие требования к массе двигателя на легковом автомобиле в будущем смогут удовлетворить только легкие сплавы.

    Алюминиевые сплавы

    Блок-картеры из алюминиевых сплавов пока еще относительно новые и используются только для дизельных двигателей.

    Плотность алюминиевых сплавов составляет примерно треть по сравнению с серым чугуном. Но преимущество в массе имеет такое же соотношение, т. к. вследствие меньшей прочности такой блок-картер приходится делать массивнее. Другие свойства алюминиевых сплавов:

    -хорошая химическая стойкость;

    -неплохие прочностные свойства;

    Чистый алюминий не пригоден для литья блок-картера, т. к. имеет недостаточно хорошие прочностные свойства. В отличие от серого чугуна основные легирующие компоненты добавляются здесь в относительно больших количествах.

    Сплавы делятся на четыре группы, в зависимости от преобладающей легирующей добавки. Эти добавки:

    Для алюминиевых блок-картеров двигателей используются исключительно сплавы AlSi. Они улучшаются небольшими добавками меди или магния.

    Кремний оказывает положительное воздействие на прочность сплава. Если составляющая больше 12 %, то специальной обработкой можно получить очень высокую твердость поверхности, хотя резание при этом осложнится. В районе 12 % имеют место выдающиеся литейные свойства.

    Добавка меди (2-4 %) может улучшить литейные свойства сплава, если содержание кремния меньше 12 %.

    Небольшая добавка магния (0,2-0,5 %) существенно увеличивает значения прочности.

    Для бензиновых и дизельных двигателей используют алюминиевый сплав AISi7MgCuO,5. Как видно из обозначения AISi7MgCuO,5, этот сплав содержит 7 % кремния и 0,5 % меди.

    Он отличается высокой динамической прочностью. Другими положительными свойствами являются хорошие литейные свойства и пластичность. Правда, он не позволяет достичь достаточно износостойкой поверхности, которая необходима для зеркала цилиндра. Поэтому блок картеры из AISI7MgCuO,5 придется выполнять с гильзами цилиндров.

    Прогрессивные исследователи задумываются об использовании еще более легкого материала — магниевого сплава. Были созданы прототипы двигателей, в которых металлические гильзы цилиндров устанавливались в легковесные пластиковые блоки, хотя эти двигатели оказывались ужасно шумными.

    Таким образом, для алюминиевого блока-картера двигателя необходимо использовать исключительно сплавы AlSi, а именно АЛ4. Они улучшаются небольшими добавками меди или магния. Кремний оказывает положительное воздействие на прочность сплава. Если составляющая больше 12 %, то специальной обработкой можно получить очень высокую твердость поверхности, хотя резание при этом осложнится. В районе 12 % имеют место выдающиеся литейные свойства.

    Добавка меди (2-4 %) может улучшить литейные свойства сплава, если содержание кремния меньше 12 %. Небольшая добавка магния (0,2-0,5 %) существенно увеличивает значения динамической прочности. Другими положительными свойствами являются хорошие литейные свойства и пластичность. Правда, он не позволяет достичь достаточно износостойкой поверхности, которая необходима для зеркала цилиндра. Поэтому блок картеры из АЛ4 придется выполнять с гильзами цилиндров.

    Анализ материалов

    Чугунный блок наиболее жёсткий, а значит — при прочих равных выдерживает наиболее высокую степень форсировки и наименее чувствителен к перегреву. Теплоёмкость чугуна примерно вдвое ниже, чем алюминия, а значит двигатель с чугунным блоком быстрее прогревается до рабочей температуры. Однако, чугун весьма тяжёл (в 2,7 раза тяжелее алюминия), склонен к коррозии, а его теплопроводность примерно в 4 раза ниже, чем у алюминия, поэтому у двигателя с чугунным картером система охлаждения работает в более напряжённом режиме.

    Алюминиевые блоки цилиндров лёгкие и лучше охлаждаются, однако в этом случае возникает проблема с материалом, из которого выполнены непосредственно стенки цилиндров. Если поршни двигателя с таким блоком сделать из чугуна или стали, то они очень быстро износят алюминиевые стенки цилиндров. Если же сделать поршни из мягкого алюминия, то они просто «схватятся» со стенками, и двигатель мгновенно заклинит. Плотность алюминиевых сплавов составляет примерно треть по сравнению с серым чугуном. Но преимущество в массе имеет такое же соотношение, т. к. вследствие меньшей прочности такой блок-картер приходится делать массивнее. Другие свойства алюминиевых сплавов:

    -хорошая химическая стойкость;

    -неплохие прочностные свойства;

    Механические свойства приведены в таблице 1:

    Таблица 1 — механические свойства материалов

    

    Кмк, толковая статья

    Главное — удивлять! Если в конце прошлого столетия это удавалось с помощью систем стабилизации и нехитрой салонной электрики, то теперь автомобиль все больше превращается в квинтэссенцию электронных технологий. Активное рулевое управление, системы контроля за слепыми зонами и разметкой, бортовая мультимедиа с множеством функций. Еще недавно все это было прерогативой исключительно представительских моделей, но сейчас стремительно идет «в народ», в массы. Общие тенденции, прогресс, жесткая конкуренция… А ведь есть еще постоянно ужесточающиеся экологические требования. Плюс борьба «с лишним весом» и необходимость отвечать стандартам пассивной безопасности. Передовые технологии и деньги, деньги… На разработку, на внедрение. Автопроизводителям есть от чего схватиться за голову.

    В итоге современный автомобиль по цене должен отличаться от своего предшественника из 90-х, как истребитель пятого поколения от истребителя четвертого, то есть в 3-5 раз. Он, конечно, дорожает, но никак не такими темпами. Где-то, меняя генерацию, его стоимость увеличивается на 10%, а то и всего на 5%.

    Само собой, у компаний имеются мощные рычаги, чтобы поддерживать такую «ползучую инфляцию». Например, объединение друг с другом при разделении обязанностей. Или передача разработки отдельных узлов/агрегатов/систем небольшим фирмам без финансовых амбиций. Бэджинжиниринг! В конце концов, унификация по мелочам. Самое страшное, что в подобной ситуации может ожидать потребителя, это двигатель или коробка передач на «немце»-«американце», как у знакомого на «японце». Либо клавиши-кнопки на вашем «премиуме» будто у соседского «ширпотреба». Согласитесь, не смертельно. Однако ради экономии производители задействуют весь свой конструкторский и технологический потенциал, посягая на святое — ресурс и надежность мотора.
    Вес решает все

    Сейчас сложно сказать, кто первым задумался о глобальном снижении веса двигателя с помощью применения при изготовлении блока цилиндров алюминия, а не чугуна. Наверное, конструкторы мечтали об этом с самого момента изобретения ДВС. Все-таки прочный и дешевый чугун почти втрое тяжелее крылатого металла, коррозионно нестоек, имеет значительно меньшую теплопроводность, отчего таким агрегатам требуются более объемные системы охлаждения.

    

    Известно лишь, что к 30-м годам прошлого века двигатели из алюминия со вставленными в них мокрыми чугунными гильзами, где между ними и телом блока находилась охлаждающая жидкость, уже использовались на некоторых гоночных автомобилях. К середине минувшего столетия эта конструкция стала перебираться на конвейеры (один из характерных примеров — мотор Москвича-412). Однако повсеместно чугун (как основной материал) не вытеснила, поскольку была технологически сложной и имела ряд недостатков — низкую жесткость блока, повышенную нагрузку на гильзы, склонность к «продуванию» прокладки при небольшом перегреве.

    

    В конце 60-х — начале 70-х вернулись к привычной схеме с сухими гильзами, помещенными в тело блока без каналов для антифриза. Только, естественно, вместо чугуна для блока выбрали алюминий. Говорят, пионером была Honda. Если это и не так, то верится охотно. Почему этого не сделали ранее? Запрессовка чугунной детали на горячую с натягом в куда менее прочный алюминий — технологически очень сложный процесс. К тому же у этих металлов различен коэффициент температурного расширения — при нагреве мотора между гильзой и блоком мог появляться зазор. Зато «болванка» двигателя получалась жесткой. Впрочем, как и при использовании чугуна. Но, разумеется, с внушительной экономией в весе. Ближе к нынешнему столетию технологии пошли дальше. Запрессовку гильз сменило отливание блока вокруг них. На вид они как будто вплавлены в алюминий. И если первый способ позволял выпрессовывать и менять гильзы, а некоторые производители предлагали их ремонтные размеры, то второй в ряде случаев официально подобное не допускает. Одна из приверженцев такой конструкции — компания Toyota, первые серийные опыты ставившая в 1997 году. Тем не менее, еще раньше иные фирмы экспериментировали с блоками, вообще лишенными гильз.

    

    

    Гильзы? Зачем они?

    Заманчивая перспектива — уйти от использования чугуна и гильз, исключив таким образом запрессовку или литейные формы, также обойдя разность температурных характеристик двух материалов и сделав отвод тепла из цилиндров куда более интенсивным. Проще в производстве, наверняка дешевле. Может быть, еще и ресурснее? Надо лишь как-то упрочнить зеркало цилиндра, а то стальными кольцами да по голому алюминию…

    Опять же, трудно сказать, кто и когда ставил первые опыты и вообще задумался об этом, как у нас сейчас принято говорить, «нанопокрытии». Якобы еще в 60-х ведущие производители спортивных моторов, вроде Cosworth, экспериментировали с различной обработкой поверхностей цилиндров. Но серийный дебют безгильзового двигателя известен. Он состоялся в 1971 году на Chevrolet Vega. Блок его 2,3-литровой «четверки» выполнялся из алюминиевого сплава с 17% кремния. Интенсивное охлаждение зеркала цилиндра позволяло этому материалу кристаллизовываться в указанной области, а травление там же кислотами вымывало молекулы алюминия, делая стенку максимально твердой. По ней, как по чугуну, уже могли работать поршневые кольца. Это было достижение! Которое, увы, перечеркнули банальные проблемы. Из-за просчетов в системе охлаждения мотор легко перегревался. Гарантированно «убивало» его и масло, к замене которого в Штатах всегда относились слишком вольно. Да наверняка и сами жидкости того времени не могли обеспечить качественной смазки.

    

    В общем, первый серийный «одноразовый» двигатель стал заложником не технологий, исключавших его восстановление, — обычных эксплуатационных грехов, характерных для любого агрегата. Поэтому ориентированную на зеркало цилиндров кристаллизацию кремния со счетов не списали. К концу 80-х на вооружение ее взяли европейские производители. Позже метод усовершенствовали. Появились алюминиевые гильзы, которые насыщали кремнием отдельно, доля последнего возросла до 27%.

    

    В начале 90-х из спорта на конвейеры пришла еще одна технология упрочнения зеркала цилиндра — гальваническим нанесением состава из никеля и карбида кремния (больше известна под названием Nikasil). Этим, в частности, «увлекались» BMW, Audi, Jaguar. Причем баварцы не ограничились только лишь поверхностями трения — около десяти лет назад у них появился «биметаллический» мотор. Его гильзы выполнены из алюминия, все остальное — из магниевого сплава, который еще легче. Словом, эксперименты с металлами и покрытиями продолжаются. Среди них, например, плазменное напыление составов на основе железа или лазерное легирование тем же кремнием. В перспективах — нанесение на стенки цилиндров нитрида титана.

    

    Ремонт всегда возможен

    Все эти «нанотехнологии» позволили не только выиграть в весе, исключив тепловые сочетания разных металлов. Презентуя их, производители заявляли о том, что они сделают моторы ресурснее. В теории все верно. Кремний и никель тверже и, соответственно, износоустойчивее чугуна. На практике же эксплуатация полностью алюминиевых двигателей оказалась не столь радужной. Первые разочарования пришли в середине 90-х годов. Баварские «шестерки» и «восьмерки» объемом от 2,0 до 4,0 л (серий M52 и M60) с никель-кремниевым покрытием, продававшиеся в США, Англии, Восточной Европе и тем более попадавшие в Россию, задолго до 100 тыс. км удивляли владельцев износом блока. Как выяснилось, сера, которой было богато топливо в этих странах, вступала в реакцию с покрытием и разрушала его. При этом официально двигатели считались неремонтопригодными. После такого скандала в BMW от «Никасила» отказались. Но ограниченно и, похоже, с измененной формулой он все еще используется в спорте, например, на мотоциклах Suzuki.

    

    

    Что же другие ноу-хау? Можно говорить о пробеге в 300-350 тыс. км, вне зависимости от того, идет ли речь об упрочнении зеркал цилиндров кремнием либо плазменным напылением каких-то составов. И, увы, зависимость ресурса от рабочего объема уже не столь показательна, как ранее. Так, бензиновые более чем 4-литровые V8 у VAG и Porsche, бывает, изнашиваются к 300 тысячам. Вспомним, что иные полностью чугунные или с гильзами из этого металла полуторалитровые моторчики ходили и дольше. А как забыть ресурсные подвиги некоторых японских агрегатов, живших без смены поршневых колец по 700 и даже 800 тыс. км? Причем три сотни для современных двигателей еще не «предел». Иные установки, как, например, FSI и TFSI у Audi, готовы сдаться до 200 тыс. км, а иногда даже сразу после ста. И это зачастую при соблюдении интервалов замены масла (которые у нас нужно сокращать вдвое против заводских) и допусков производителей по нему же (что особенно необходимо в отношении «немцев»). Тем более «одноразовый» блок может приговорить жесткое механическое воздействие, скажем, поломка поршневых колец или что посерьезней. Цена вопроса колеблется очень сильно. Блоки каких-нибудь «четверок» могут стоить в пределах 75-150 тыс. руб. Но нечто V-образное способно оцениваться и в 500 тысяч. Дорого, а иногда просто несоразмерно стоимости подержанного автомобиля.

    

    Альтернатива есть! Не скажем когда конкретно, однако точно более десяти лет назад в некоторых российских сервисах освоили технологию гильзования алюминиевых блоков. Конечно, это более сложная операция, чем если бы речь шла о чугунных деталях. Тем не менее, это единственный вариант в случаях, когда покупка бэушного мотора рискованна или финансово невыгодна. На часть двигателей есть ремонтные алюминиевые гильзы и поршни. Можно изготовить их самостоятельно — заготовки предлагаются. В конце концов, всегда реально подобрать чугунную гильзу от какого-нибудь «левого» агрегата и расточить ее под новые поршни от ремонтируемого двигателя. Самый простой и популярный способ! А уж посадить один металл в другой наши механики не боятся. Стоимость операции, разумеется, будет сильно зависеть от региона и двигателя. Например, в крупных городах гильзовка иной «восьмерки» обойдется в 40 тыс. руб., а «четверку» в провинции можно «оживить» и за 5 тысяч. Естественно, без учета гильз и других запчастей ЦПГ. И все равно не сравнить с ценами на новые блоки. Да что там, напылением специальных составов у нас восстанавливают даже постели коленвалов, поврежденные проворотом вкладышей. Как отмечают мастера, редко попадается блок, который нельзя было бы вернуть в рабочее состояние.

    

    

    ГРМ в группе риска

    Незаметно вместе с современными моторами в нашу жизнь вошел и хороший масляный аппетит. Объяснимо! Ради максимального облегчения поршни выполнены компактными, Т-образными. Из-за этого колечки на них тоненькие, уже не способные качественно снимать излишки смазки. В итоге, если еще недавно 1,5-2 л угоревшего масла на 10 тыс. км говорили либо о езде на повышенных оборотах, либо о проблеме с колпачками/кольцами, то теперь это в порядке вещей. Особо отличается ряд моторов VAG и BMW, чей расход способен достигать до полулитра-литра на тысячу. При этом некоторые баварские двигатели уже лишили масляного щупа. За уровнем следит датчик, на чьи показания можно полагаться далеко не всегда… Ждем продолжения от других компаний?

    

    Все это логичные, с поправкой на маркетинг, результаты эволюции ДВС. Но как объяснить то, что происходит с цепным приводом газораспределительного механизма (ГРМ)? Цепь уж точно вернулась в двигатели для того, чтобы с механизмом газораспределения было меньше проблем, а у владельцев меньше трат. Производители так и заявляют — она рассчитана на весь срок службы. Чересчур смелая оценка! Но справедливости ради заметим — у некоторых компаний (BMW, Nissan, Toyota) цепь действительно «ходит» под 200 или даже за 250 тыс. км. Чаще же 100-120 тысяч являются той чертой, за которой эксплуатация автомобиля становится неприятной или невозможной — из-за растянувшейся цепи «уплывают» фазы. Двигатель троит либо попросту не заводится.

    

    Встречаются и совсем вопиющие случаи. Так, у известных фольксвагеновских VR6 (Touareg с ними наиболее популярны) цепь может растянуться и до 80 тыс. км. А после или перескочить через зубья, или даже порваться. С вполне характерным для современных моторов результатом — «братской» встречей клапанов с поршнями. Причем замена цепи усложняется тем, что ГРМ расположен с тыльной стороны двигателя, для чего агрегат приходиться снимать. Та же во всех отношениях ситуация с баварской турбодизельной «четверкой» объемом два литра. Ресурс цепи может быть около 80 тыс. км, при растяжении она перескакивает либо рвется, расположен механизм «позади» мотора. Аналогичный результат у, опять же, популярной мерседесовской бензиновой установки объемом 1,8 л готов наступить раньше — после 60 тыс. км. Точь-в-точь как на корейских дизелях, которые устанавливались на Sorento и Santa Fe (2,2 и 2,5л.). На этом фоне FSI/TFSI от VAG выглядят чуть ли не идеально — к растяжению и перескоку цепи нужно готовиться после 100 тысяч. Toyota и вовсе безупречна. На ее агрегатах цепь, если рано иногда и растягивается, то хотя бы остается на зубьях. Но и без восстановления «головки» получается дорого. На отдельных моторах ее замена обойдется и в 30, и в 40, и даже в 100 тыс. руб. Не ремень — нужно менять вместе с шестернями, а они теперь «облагорожены» фазовращателями.

    Что же касается общих тенденций развития ГРМ, то они в целом безрадостные. Сейчас уже не эксклюзив шестерни, держащиеся на коленвале только за счет момента затяжки болта — без привычной шпонки. Экономия на ее пазу? Встречается, пусть и редко, противоположная конструкция, где звездочка ГРМ выполнена с коленчатым валом как единое целое. Замена цепи сродни «капиталке»? Входят в обиход не литые из чугуна — полые распредвалы с запрессованными по шлицам кулачками. Когда начнут разбалтываться и соскакивать? И как со всем этим жить дальше, покупая колесную «бэушку»?

    Сервисная книжка нам всем в помощь. Увы, зачастую только содержащаяся в ней информация способна описать те процедуры, через которые прошла машина, гарантировать реальность пробега и, соответственно, остаточный ресурс двигателя. Благо, что вторичный рынок автомобилей сейчас достаточно богат на экземпляры, когда-то купленные у дилеров. А вот к «серому» предложению, появляющемуся в России особенно после немецкой «автобанной» эксплуатации, нужно относиться предельно осторожно. Все-таки не 90-е, когда какая-нибудь «бэха» могла годами ходить по рукам и никак не хотела «умирать». Поэтому только комплексная диагностика, не исключая оценку состояния ЦПГ с помощью эндоскопа, причем у знакомых с моделью специалистов, поможет сделать правильный выбор. По-другому теперь никак.

    «Недавно узнал, что в Toyota Camry 2017 г.в. устанавливается бензиновый двигатель объемом 2,5 л (код 2AR-FE) с алюминиевым блоком цилиндров и чугунными гильзами. Я думал, что уже практически не выпускаются двигатели с чугунным блоком цилиндров или хотя бы с чугунными гильзами. Хотелось бы узнать, какие еще современные производители автомобилей применяют аналогичные двигатели, на каких моделях они устанавливаются».

    

    Не так давно мы уже отвечали на вопрос о «чугунных» моторах, правда, в сегменте «бюджетников». И тогда упоминали, например, двигатели Renault: 8-клапанный К7М и 16-клапанный К4М объемом 1,6 л имеют чугунный блок. Да, им сто лет в обед, они остались в производстве лишь ради бюджетных моделей (прежде всего «логановского» семейства) только на рынках развивающихся стран. Ведь европейские Dacia Logan & Co уже вовсю оснащаются турбированными движками 0.9T. Да и в нашем регионе 16-клапанник уступает место более современному «ниссановскому» HR16DE с алюминиевым блоком, производство которого налажено в Тольятти. Но 8-клапанный К7М пока в строю. Это же относится и к 2,0-литровому F4R, который устанавливают на Duster и Kaptur.

    

    Чугунный блок имеют и двигатели ВАЗ. И не только выпускаемые уже не первый год 8- и 16-клапанные (ВАЗ-21116 и ВАЗ-21126 соответственно) версии объемом 1,6 л, которыми оснащаются современные модели Lada. На базе последнего мотора построен и новый ВАЗ-21179 объемом 1,8 л и мощностью 122 л.с., который сейчас устанавливается на Vesta и XRay. Двигатель имеет другие поршни, коленвал, усовершенствованную систему охлаждения, а также оснащен системой изменения фаз газораспределения на впуске, но блок по-прежнему чугунный.

    

    Положим, ВАЗ занимается дальнейшим развитием старых конструкций, а можно ли увидеть чугун в современных моторах? Да! И пример тому — знаменитый Ford EcoBoost объемом 1,0 л, предназначенный для моделей Fiesta, Focus, B-MAX, C-MAX, Mondeo и т.д. Его трехцилиндровый блок отлит не из алюминия, а из чугуна, что позволило снизить необходимое для прогрева количество энергии на 50% и сократить расход топлива. Это официальная версия, а злые языки утверждают, что сделано это еще и для повышения жесткости блока.

    

    При этом двигатель имеет сложную конструкцию, включающую целый ряд интересных технических решений. Так, для оптимизации температурного режима используется разделенная система охлаждения с двумя термостатами. Выпускной коллектор, интегрированный в головку блока цилиндров, снижает температуру выхлопных газов, оптимизируя работу двигателя в широком диапазоне оборотов. Чтобы снизить вибронагруженность трехцилиндрового мотора, применена новая схема балансировки, а низкофрикционный зубчатый ремень в масляном тумане с динамическим натяжителем призван сделать работу двигателя очень тихой. Для обеспечения «незамедлительной» тяги уже с низких оборотов используются малоинерционная турбина Continental и система независимого изменения фаз впуска и выпуска, также применен непосредственный впрыск топлива. Несмотря на всю «навороченность» и довольно высокую степень форсировки, двигатель оказался достаточно надежным и ресурсным.

    

    Opel также имеет современный двигатель с чугунным блоком цилиндров. Это 1.6 SIDI (A16XHT/A16SHT), увидевший свет в 2013 году. Его можно встретить на моделях Astra и Insignia в версиях мощностью 170 и 200 л.с. Двигатель оснащен турбиной Garrett, непосредственным впрыском топлива, балансирными валами, системой изменения фаз газораспределения и цепным приводом ГРМ. К слову, чугунный блок имеют и более «возрастные» атмосферные моторы 1.6 (Z16XER/A16XER) и 1.8 (Z18XER/A18XER), которые до недавнего времени ставились практически на весь легковой модельный ряд Opel.

    

    Современные двигатели VW, как правило, изготовлены по схеме «алюминиевый блок + чугунные гильзы». Пример — представители семейства ЕА211 (1.0 TSI, 1.2 TSI, 1.4 TSI, 1.6 MPI), знакомые по моделям VW Polo, Golf, Tiguan и Passat, Skoda Rapid, Octavia и т.д. Хотя их предшественники серии ЕА111 имели чугунный блок. А вот двигатели семейства EA888 (1.8 TSI/TFSI и 2.0 TSI/TFSI) его сохранили. Эти моторы можно увидеть под капотом VW Passat, Tiguan, Audi A4, Skoda Octavia, Superb, Kodiaq и т.д.

    

    Относительно современными можно назвать нынешние двигатели Subaru: семейство FB было представлено в 2010 году. С учетом того, что предшествующее семейство EJ продержалось в производстве более 20 лет, можно предположить, что нынешние японские «оппозиты» задержатся в модельном ряду Subaru надолго. Как и у предшественников, блок цилиндров отлит из алюминия, но гильзы чугунные.

    

    Само собой, мы рассказали не обо всех производителях и модификациях двигателей с чугунным блоком или гильзами. Но и приведенные примеры наглядно демонстрируют, что полностью от тяжелого металла инженеры не спешат отказываться даже в случае с очень «продвинутыми» моторами. С точки зрения ресурса самого «железа» это, безусловно, неплохо. Но еще раз пройдитесь по списку указанных моторов: к числу беспроблемных многие из них не относятся, так как серьезных проблем с надежностью достаточно по другим узлам и системам.

    Похожие публикации:

    1. Как натянуть ремень грм на приоре
    2. Как пользоваться силиконовой смазкой
    3. Как узнать атермальное стекло или нет
    4. Какое напряжение должно быть на датчике кислорода