Гильзовка двигателя: смазка для сухих гильз
Гильзовка двигателя является одной из основных технологических операций при проведении капитального ремонта агрегата. Она позволяет восстановить функциональность блока цилиндров путем установки металлических втулок в изношенные цилиндры.
В процессе работы двигателя стенки цилиндров истираются и размер цилиндра увеличивается. Кроме того, на деталях могут появляться повреждения вследствие схватывания поверхностей.
Решением проблемы до определенного момента является установка больших по размеру колец для поршней.
После установки наибольшего размера поршневых колец или при появлении значительных повреждений цилиндра (глубоких царапин), для устранения которых необходимо снять слой металла, устанавливают ремонтные гильзы.
Они представляют собой металлические втулки, который плотно садятся в цилиндр, уменьшая его объем.
Гильзуются как блоки цилиндров, уже загильзованные с завода, так и цельные агрегаты.
Применение гильз позволяет значительно увеличить количество капремонтов блока цилиндров двигателя и сэкономить на замене главного силового агрегата автомобиля.
Двигатель с установленными в блок цилиндра гильзами функционирует на протяжении сотни тысяч километров пробега или более.
В моторы устанавливают «мокрые» либо «сухие» гильзы. Первые имеют уплотнительный элемент, который контактирует с системой охлаждения. Проблем с их монтажом, как правило, не возникает. Детали извлекаются из цилиндра и вставляются в него вручную.
Гильзы цилиндров сухого типа – это металлические вставки, которые не контактируют с системой охлаждения. Они применяются в двигателях средней и малой мощности.
Детали изготавливаются в пресс-формах под высоким давлением из легированных чугунных материалов. Они обладают высокой прочностью, эффективно работают в условиях высоких температур внутри двигателя, устойчивы к трению.
Установка сухих гильз является более трудоемкой и осуществляется одним из двух методов – горячим или холодным (запрессовкой).
Монтаж сухих гильз горячим методом
Так как размер гильзы больше, чем посадочного места, одним из самых эффективных способов монтажа является тепловое деформирование.
Гильза охлаждается в жидком азоте, в то время как блок цилиндров разогревается в печи. После этого втулка легко устанавливается в гнездо, после возвращения к нормальной температуре создается плотная посадка элементов.
Однако этот метод очень трудоемкий. Разогревание всего блока цилиндров и проведение операций с жидким азотом требуют большого количества оборудования и временных затрат.
Поэтому чаще всего гильзы устанавливают холодным методом.
Монтаж сухих гильз с применением сухой смазки
Чтобы запрессовать сухую гильзу, необходимо иметь гидравлический пресс и воспользоваться сухой смазкой. Пластичный или жидкий материалы при гильзовке двигателя использовать не рекомендуется.
Применение смазки необходимо для предотвращения схватываний металла под давлением и появления задиров. Также смазочный слой обеспечивает плавность установки, предотвращает скачки усилий при запрессовке.
На сухие и чистые гильзы наносят сухой адаптивный смазочный материал .
Он изготавливается на основе дисульфида молибдена. После нанесения из аэрозольного баллона на поверхностях формируется слой из порошка, в процессе трения на деталях образуется слой сухой смазки, который отлично разделяет поверхности и облегчает процесс запрессовки гильзы.
После гильзовки излишки смазочного порошка удаляют с помощью сжатого воздуха.
Запрессовка без применения смазки может привести к неправильной установке гильзы относительно цилиндра и повреждению деталей в процессе установки.
Процесс холодного гильзования намного легче и технологичнее, чем горячего, а результат одинаково качественный.
06 Гильзы цилиндров
«Мокрые» гильзы. Конструкцией двигателя с водяным охлаждением предусмотрена полость в картере двигателя, так называемая «рубашка охлаждения». Гильза, соприкасающаяся свой поверхностью с охлаждающей жидкостью находящейся в «рубашке охлаждения» называется «Мокрой». «Мокрые» гильзы цилиндров обеспечивают лучший отвод тепла, но картер двигателя с такими гильзами обладает меньшей жесткостью. Большое распространение эти гильзы получили на грузовых и тракторных двигателях в силу своей высокой ремонтопригодности. Как правило, выпускаемые производителями «мокрые» гильзы не требуют перед установкой, какой либо доработки. Изношенные «мокрые» гильзы в большинстве случаев не ремонтируют, а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси. Для предотвращения прорыва газов в охлаждающую жидкость и просачивания этой жидкости в цилиндр и картер двигателя «мокрые» гильзы комплектуются уплотнительными прокладками. Внутренняя поверхность гильз тщательно обрабатывается (хонингуется)для того что бы обеспечить наличие требуемой масляной пленки для смазки поршневых колец. Двигатели с «мокрыми» гильзами устанавливаются почти на все современные коммерческие автомобили.
«Сухие» гильзы. Гильзы, не имеющие соприкосновения с охлаждающей жидкостью, называются «сухими» гильзами. Конструкцией некоторых двигателей предусмотрена заливка при изготовлении в блок картер гильз изготовленных из износостойкого материала, создавая тем самым оптимальные условия для работы цилиндропоршневой группы. Например, некоторые модели двигателей HONDA, Land Rover, Volkswagen, AUDI, VOLVO и многих других производителей имеют алюминиевый блок цилиндров (для уменьшения веса силового агрегата) и залитые в него «сухие» гильзы (для увеличения ресурса и повышения ремонтопригодности). Но самое широкое распространение «сухие» гильзы получили в сфере капитального ремонта двигателя. Не «загильзованный» блок цилиндров современного двигателя имеет несколько, предусмотренных технологией, расточек с последующей установкой в него ремонтных поршней. Установка «сухих» гильз позволяет не менять блок двигателя даже после износа цилиндра расточенного в последний ремонтный размер. Производители гильз выпускают так называемые, заготовки гильз, то есть гильзы имеющие запас по длине и внешнему диаметру, которые после токарной обработки запрессовываются с натягом в блок цилиндров. Такие гильзы как правило не имеют обработки внутренней поверхности. Они растачиваются и хонингуются только после установки гильзы в блок цилиндров. Поверхность блока цилиндров под установку тоже повергается тщательной обработке: расточке и в некоторых случаях хонингованию. Гильза с упором устанавливается в блок под давлением, с натягом (в среднем 0,03-0,04 мм), для гильз, не имеющих упора натяг больше. Наружная поверхность «сухих» ремонтных гильз, как правило, подвергается шлифовке, для увеличения плотности прилегания к блоку цилиндров. Гильзы могут фиксироваться при установке верхним буртом, нижним буртом или вообще могут устанавливаться без упора. Некоторые японские производители, например ISUZU, изготавливают двигатели с тонкостенными стальными гильзами, имеющими покрытие из пористого хрома железом. Такие гильзы не подвергаются механической обработке и устанавливаются в блок цилиндров без натяга, с небольшим усилием и удерживаются в блоке за счет прижатия широкого бурта гильзы головкой блока. Блок картер с сухими гильзами имеет повышенную жесткость по сравнению с блоком, с установленными «мокрыми» гильзами.
Гильзы цилиндров для двигателей с воздушным охлаждением. В двигателях воздушного охлаждения конструкция оребрения и необходимость создания охлаждающих воздушных потоков не позволяют применять блок-картерный тип отливки. В этих двигателях применяют отдельно отлитые цилиндры с воздушными ребрами, расположенными чаще всего перпендикулярно оси цилиндра. Эти гильзы цилиндра крепятся к верхней части картера короткими шпильками через опорный фланец (несущие цилиндры) или при помощи анкерных (несущих) шпилек. Гильзы цилиндров двигателей воздушного охлаждения изготавливают как из одного (монометаллические), так и из двух (биметаллические) металлов. Монометаллические цилиндры делают из чугуна, реже из стали или легких сплавов. Из биметаллических цилиндров получили распространение чугунные или стальные цилиндры с залитыми (или навитыми) алюминиевыми ребрами. Широкое распространение двигатели с воздушным охлаждением получили среди производителей тяжелой строительной техники. Ярким примером является всемирно известный производитель индустриальных двигателей немецкая фирма DEUTZ.
Гильза цилиндра двигателя – назначение, виды и требования
Гильза цилиндра двигателя представляет собой металлическую втулку с поршнем внутри. Она – одна из наиболее нагружаемых деталей автомобиля, так как испытывает огромную силу давления при перемещении поршня внутри своей поверхности. Рабочий цикл гильзы включает сжатие смеси топлива и расширение газов, перемещаемых поршнем. Поэтому для нее важна повышенная износоустойчивость, а также антикоррозийность, позволяющая полировать ее поверхность изнутри до зеркального блеска.
Камера сгорания, поршень и стороны цилиндра двигателя – зона непостоянного объема. В нем совершается трудовой цикл ДВС. Скольжение поршневых колец по стенкам цилиндра не должно иметь никаких препятствий. Очень важна качественная полировка поверхности изнутри. Гильзы и сами цилиндры находятся под воздействием тепловой работы, напора газов и торцевой нагрузки, что ослабляет присоединение цилиндра к картеру.
Необходимо плотно состыковать головку и блок цилиндра с гильзой. Для их изготовления используют чугун и хрома, медь, молибден, ванадий и фосфор. Она может быть как автономной конструкцией, так и частью починочной технологии производителя. Самостоятельные механизмы – это гильзы двигателей атмосферного охлаждения и так называемые «мокрые» гильзы. «Сухие», там, где цилиндры с блок-картером – это как раз компонент починочных технологий.
Использование гильз намного упрощает ход производства блока цилиндров тем, что снижаются требования к его точности изготовления. Блоки с гильзами более просты в ремонте. Легче заменить одну или несколько неисправных гильз, чем растачивать под ремонтный размер негильзованный блок.
Чаще всего в автомобильных и тракторных двигателях встречаются чугунные гильзы, которые по конструктивным особенностям делятся на следующие категории:
— гильзы двигателей воздушного охлаждения;
— «мокрые»;
— «сухие».
Гильзы двигателей воздушного охлаждения. Ребристая поверхность и потребность в остужающих массах воздуха не предполагают применение блок-картерного отлива. Подобные двигатели обладают самостоятельно отлитыми цилиндрами с выступами для циркуляции воздуха. Данные гильзы фиксируются в верхнем участке картера малыми штифтами через базирующий фланец или анкерными шпильками.
Цилиндры бывают биметаллическими или монометаллическими, с учетом того, какие виды металлов пошли на изготовление гильз двигателей воздушного остужения. Монометаллические чаще всего состоят из чугуна (но бывают и из стали). Биметаллические также могут быть чугунными с алюминиевыми выступами или стальными с алюминиевыми выступами. Двигатели с воздушным остужением зачастую встречаются при создании специализированной строительной техники.
— «Мокрые» гильзы цилиндра двигателя. Двигатель с водяным охлаждением имеет в картере специальную пазуху, которая именуются не иначе как рубашкой охлаждения. Гильзы, которые соприкасаются с остужающей жидкостью этой рубашки и получили название «мокрые». Именно они создают максимальный отвод тепла. Встретить их можно, как правило, на тракторных и грузовых двигателях. У них отличная ремонтопригодность, не требующая перед инсталляцией разного рода доделок.
Вышедшие из строя «мокрые» гильзы, чаще всего можно заменить свежими даже не снимая двигатель. Предотвратить смешивание остужающей жидкости с газами и поступление ее в цилиндр помогает комплектование «мокрой» гильзы специальными уплотнительными прокладками. Изнутри стенки гильз хонингуются в целях обеспечения необходимого уровня смазки.
— «Сухие» гильзы цилиндра двигателя. Они не примыкают своей поверхностью к остужающей жидкости. Отсюда и получили название «сухие». Конструктивными свойствами некоторых двигателей при производстве стала заливка в картер блока гильз из износоупорного сырья. Многие модели двигателей созданы с алюминиевым блоком цилиндров (с целью снижения массы устройства) и «сухими» гильзами (с целью повышения ресурсоемкости и ремонтопригодности). Особая роль отдана области капитального ремонта двигателей. Инсталляция «сухих» гильз дает возможность не заменять блок двигателя при изнашивании уже расточенного в последний ремонтный размер цилиндра.
Изготовители вырабатывают заготовки гильз без обработки поверхности изнутри с потенциалом по наружному диаметру и по протяженности размера, которые с помощью токарных работ подгоняются в блок цилиндров. Они хонингуются и растачиваются уже после установки. Сам блок цилиндров проходит основательную обработку. Его растачивают и при надобности хонингуют.
Гильзы с упором, фиксируются в натяг, под давлением (примерно 0,03 – 0,04 мм). Гильзы без упора фиксируются с еще большим натягом. Внешняя поверхность починочных «сухих» гильз во многих случаях пришлифовывается с целью создания более плотного примыкания к блоку.
Закреплять «сухие» гильзы можно нижним или верхним буртов, а также устанавливать совсем без упора. Часть японских заводов, среди которых и завод ISUZU, производят двигатели со стальными особотонкостенными гильзами с поверхностью из железа с рыхлым хромированием. Данные гильзы не подвергаются механической обработке, в блок цилиндров ставятся без применения больших усилий и без натяга. В блоке они держатся притискиванием головки блока к широкому бурту гильзы.
Выбрать необходимую вам ГИЛЬЗУ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ вы можете по тел.:
Устройство автомобилей
Гильза цилиндра является направляющей втулкой движущегося поршня и образует вместе с головкой цилиндра полость, в которой осуществляется рабочий цикл.
Это одна из наиболее нагруженных деталей двигателя – гильза цилиндра испытывает и высокие температурные нагрузки, и колоссальное давление со стороны сгорающей смеси топлива и газов, и воздействие изнашивающих сил трения, а также противостоит интенсивным коррозионным воздействиям.
Поршень, перемещаясь внутри гильзы возвратно-поступательно, оказывает на ее рабочую поверхность значительное давление. В верхней части гильзы из-за изменения направления движения поршня происходит разрыв масляной пленки и возникает граничное трение.
Кроме того, верхний пояс гильзы в результате воздействия продуктов сгорания высокой температуры подвергается электрохимической коррозии. В результате переменного давления со стороны рабочей полости цилиндра стенки гильзы, особенно при недостаточной толщине, могут совершать колебания в радиальном направлении. Это сопровождается изнашиванием и даже разрушением как самой гильзы, так и стенок блока.
С учетом вышеизложенного к гильзам цилиндров предъявляются следующие требования:
- большая жесткость и высокая прочность стенок и посадочных поясков;
- высокая износостойкость;
- полная герметизация стыков и сопряжений;
- простота конструкции и технологичность.
Для плотного прилегания поршня и поршневых колец к цилиндру и уменьшения сил трения между ними внутреннюю полость цилиндров обрабатывают с большой степенью точности и высоким значением шероховатости, поэтому она называется зеркалом цилиндра.
В качестве материала для изготовления гильзы цилиндра чаще всего используется серый чугун, который хорошо удерживает масляную пленку, отличается высокой износоустойчивостью и коррозийной стойкостью, а также имеет относительно низкую стоимость. Для повышения износостойкости чугуна в его сплав добавляют хром, молибден, фосфор, ванадий, медь.
На рисунке 1 представлены гильзы различной конструкции.
Применение гильз упрощает требования к изготовлению самого блока цилиндров. Кроме того, при выходе из строя одного из цилиндров не требуется замена всего блок-картера.
«Сухие» гильзы изготавливаются двух видов: с верхним опорным буртиком (рис. 1, б) и без него. Толщина стенок «сухих» гильз от 2 до 4 мм. «Сухие» гильзы могут также выполняться в виде короткой вставки в верхней части цилиндра, которая подвержена наибольшему изнашиванию и максимально напряжена. Такие вставки изготовляют из кислотоупорного высоколегированного чугуна, обладающего высокой износостойкостью.
При установке «мокрых» гильзы ее бурт (рис. 1, в) выступает над привалочной плоскостью блока на 0,05…0,15 мм. Это позволяет эффективно уплотнять ее, зажимая бурт через прокладку между блоком и головкой блока цилиндров.
Герметизация рубашки охлаждения в кольцевых канавках нижнего направляющего пояса осуществляется специальными уплотняющими кольцами из резины или каучука, либо медными прокладками. Эти же прокладки используются для регулировки положения гильзы по высоте.
Необходимая жесткость гильзы достигается выбором толщины ее стенок (5…8 мм), а также плотной посадкой гильзы в зоне ее центрирующих поясков в верхней и нижней плоскостях.