Зачем нужна гильза цилиндра

Что называют гильзой двигателя

Гильза цилиндрового блока – это цилиндр из металла

Гильза цилиндрового блока – это цилиндр из металла, представляющий собой внутреннюю оболочку (вставку) блока цилиндра. Различают два типа гильз, применяемых в автомобильных двигателях:

  • «сухие» гильзы – те, которые монтируются в блок цилиндров непосредственно на этапе изготовления нового мотора, и каналы для подачи хладагента в области расположения этой гильзы не предусмотрены;
  • «мокрые» гильзы – те, которые со своей внешней стороны соприкасаются с хладагентом, который циркулирует между гильзой и телом блока.

Соответственно, гильзовка – это процесс установки гильз в цилиндры двигателя.

Гильзовка цилиндрового блока может производиться в следующих случаях:

  • на этапе производства двигателя;
  • на этапе ремонта двигателя.

Видео

Применение гильзовки в процессе ремонта двигателя

Гильза цилиндра, как и любая другая деталь, изнашивается и может приходить в негодность. В этом случае проводимый ремонт требует серьёзных навыков и знаний. Ремонт может быть:

Необходимость гильзовки может быть вызвана следующими обстоятельствами:

    длительная эксплуатация мотора на некачественном топливе;

несвоевременное прохождение технического осмотра;

  • плохо проведённый ремонт, повлекший за собой выход поршневого пальца.
  • Все описанные ситуации приводят к тому, что на стенках цилиндров образуются каверны, ссадины и неровности. Когда цилиндр поражён в малой степени, возможна его расточка. В случае, когда каверны слишком глубокие, расточка уже не подойдёт, и нужно применять гильзовку. В этом случае в цилиндры могут быть установлены ремонтные гильзы.

    Как правило, для гильзовки чугунного агрегата используются гильзы из чугуна. В случае алюминиевого блока также возможна гильзовка, но здесь применяют либо чугунные гильзы из тонкостенного чугуна либо гильзы из сплава чугуна и ряда особых присадок.

    Чугунный блок цилиндров без гильз

    Цилиндры в блоке цилиндров выполнены сразу в рабочем размере, расточены и отхонингованы, поршневые кольца работают прямо по материалу блока.

      Чугунный блок цилиндров без гильз

     Чугунный блок цилиндров без гильз

     Тот же блок, вид вблизи. Видно, что гильзы нет, ра

    Тот же блок, вид вблизи. Видно, что гильзы нет, рабочая поверхность цилиндра — непосредственно материал блока

     

    Как правило, такие блоки цилиндров предусматривают ремонтные размеры. Если износ невелик, цилиндры растачиваются в ремонтные размеры, и устанавливаются ремонтные поршни. Если износ превышает ремонтный размер или для данного двигателя не выпускаются поршни ремонтных размеров — под поршни номинальных размеров подбирается или изготавливается гильза соответствующих размеров, блок растачивается под посадку гильзы и гильзуется.

    Инструкция: гильзовка блока

    Гильза блока цилиндров — это внутренняя оболочка или съёмная металлическая вставка, в которой уже непосредственно перемещается поршень двигателя. Ремонт необязательно проводится с обновлением всех втулок. Они прежде замеряются, после чего специалист выносит решение о замене гильзы цилиндров.

    Процедура на мокрых втулках осуществляется так — старая деталь вытягивается, на её место ставится новая. Сухие детали меняются двумя способами: холодным и горячим. Метод термической обработки считается наиболее качественным, так как втулка обрабатывается антиконденсатным составом, а блок нагревается. Новая деталь предварительно окунается в жидкий азот, после чего вставляется в гнездо.

    Для вытаскивания старых элементов желательно использовать съёмник гильз цилиндров.

    как снимают втулку

    как снимают втулку

    Таким образом, процедура состоит из нескольких этапов:

    • нагрев блока до 1500 градусов Цельсия;
    • обработка вставки специальным составом, избавляющим от водяного конденсата при монтаже;
    • охлаждение гильзы в жидком азоте;
    • нанесение герметика внутрь гнезда;
    • установка или запрессовка втулки, обычно с натягом 0,03-0,04 мм.

    Обычно гильзовке сопутствует расточка и хонингование. Соблюдается правильная геометрия гнёзд под новые ремонтные втулки. Если поверхность гнезда не шлифуется, неправильный эллипс передастся впоследствии направляющей вставке. Это влечёт за собой повреждение поршней со всеми вытекающими последствиями. Шлифуют не только цилиндр, но и рабочую (внутреннюю) поверхность гильз. Это делается в целях плотной посадки детали в гнездо.

    Ремонтная гильза цилиндра двигателя должна отвечать следующим требованиям:

    • их конусность и эллипсность не должна превышать 0,02 мм;
    • разность толщины между отдельными втулками быть не более 0,01 мм;
    • поверхность соответствовать 8-10 классу точности.

    Если готовых гильз нет, они делаются в специальных заготовках. Как правило, для этого используют специальный антифрикционный чугун, полученный центробежным литьём. Такой способ даёт оптимальный результат по соотношению цена/качество. Что-то одно должно быть мягче или твёрже в паре трения.

    Отличие мокрой гильзы от сухой

    Мокрые втулки непосредственно соприкасаются с антифризом, обеспечивая лучший отвод тепла. Большое распространение они получили на шведских Volvo, французских Renault, старых отечественных автомобилях, грузовиках, тракторах из-за того что просты в установке, ремонте. Такие элементы оснащаются уплотнительными манжетами во избежание прорыва газов в картер и систему охлаждения. Основное преимущество — не нужно даже снимать двигатель с шасси, когда наблюдается износ гильз цилиндров. Мокрые элементы получают из специального серого чугуна с легирующими добавками (хром, марганец, кремний).

    Сухие втулки запрессованы в тело БЦ, охлаждающей жидкостью не омываются. Используется почти на всех иномарках, оснащённых алюминиевым двигателем — Honda, Land Rover, Audi, Volkswagen. В гнёзда такого мотора заправляют сухие гильзы блока цилиндров, увеличивающие ресурс и повышающие ремонтопригодность. Наружную поверхность такого элемента разрешено шлифовать, что даёт возможность добиться оптимальной плотности прилегания.

    Направляющие втулки

    Плюсы

    Минусы

    Мокрая гильза

    простота ремонта, лучше отводят тепло

    меньшая жёсткость картера двигателя

    Сухая гильза

    высокая жёсткость картера

    хуже отводят тепло

    Капитальный ремонт мотора

    В ходе работы двигателя стенки цилиндров получают

    В ходе работы двигателя стенки цилиндров получают большую нагрузку от постоянно трущихся поршней. Даже такая прочная сталь, которая идёт на изготовление цилиндров, неизбежно истирается от такого обращения.

    Характер нагрузки на стенки таков, что со временем цилиндры из круглых становятся овальными. Как следствие – поршневые кольца прилегают уже неплотно, формирующиеся отработавшие газы и частично горючая смесь поступают в картер. Следствие – высокое потребление масла, общее понижение мощности мотора.

    Ещё один признак этой проблемы двигателя – выхлопной дым сизого цвета, указывающий на наличие в выхлопе тех веществ, которых там не должно быть.

    «Лечится» овализация цилиндров их расточкой, в ходе которой цилиндры возвращают к их изначальной геометрии, стачивая изнутри «лишнее» с помощью специализированных станков. В расточенный цилиндр устанавливается поршень увеличенного диаметра, и технология работы таким образом восстанавливается.

    Иногда расточка применяется не для ремонта, а для того, чтобы повысить мощность мотора. В этом случае действия производятся аналогичные, с той разницей, что изначально обрабатываемые цилиндры имеют нужное круглое сечение, задача – просто увеличить их внутренний радиус. Большие по диаметру цилиндры могут засасывать больше воздушно-топливного состава, соответственно, это даст большее давление на поршень и большую мощность.

    Фосфатированные гильзы

    В целях увеличения эффективности и снижения коэффициента трения, внутренние поверхности гильзы цилиндров покрывают фосфатом. Создаётся 3 мкм химическая плёнка нерастворимого вещества, предохраняющего металл от коррозии и создающая высокие антифрикционные свойства.

    Фосфатная плёнка — современная разработка, увеличивающая степень поглощения масла вдвое. Для сравнения: фосфатированные гильзы, помещённые в коррозионную камеру, ржавели от 3-процентного хлорида натрия лишь через 2-е суток, тогда как необработанные — уже через 10 минут!

    Что включает гильзовка блока?

    Восстановление работоспособности блока цилиндров методом гильзовки применимо для любого мотора. Некоторые двигатели выходят с завода с уже гильзованными блоками цилиндров. Такие БЦ обычно выпускаются с «мокрыми» гильзами, поэтому при ремонте нужно просто заменить дефектную втулку. Если сравнивать этот ремонт с другими видами гильзовки, то он относится к достаточно простым: подбираются нужные ремонтные гильзы, установка может выполняться вручную. Как правило, замене подлежат только изношенные гильзы, потому что нет необходимости менять все втулки. Предварительно состояние гильз проверяют с помощью нутромера, после этого принимается решение о замене.

    Сложнее выполнить эту операцию в негильзованных БЦ, в которых предусмотрена установка «сухих» гильз. Для чугунных блоков используют гильзы, изготовленные из легированного чугуна, а для алюминиевых — из сплавов алюминия. При этом втулки могут изготавливать по различной технологии ― необходимые добавки включаются в состав сплава для производства гильзы или на стенки цилиндров наносится покрытие с требуемыми свойствами.

    Предварительно мастер возвращает правильную геометрию посадочным гнездам под втулки. Для этого перед запрессовкой втулок выполняется расточка цилиндров. Важно помнить, что при выполнении этой операции нельзя допускать каких-либо отклонений. Например, появившийся в посадочном гнезде эллипс приведет к появлению этого дефекта на поверхности втулки. Без устранения первоначального дефекта невозможно обеспечить нормальную работу поршней и колец в загильзованном цилиндре.

    Для установки «сухих» гильз применяют метод горяче

    Для установки «сухих» гильз применяют метод горячего гильзования:

    • блок цилиндров нагревают до 150°С;
    • гильзу опускают в жидкий азот для охлаждения;
    • потом она обрабатывается средством, которое не позволит возникнуть конденсату при установке охлажденной гильзы в нагретый БЦ;
    • гильза устанавливается в посадочное гнездо.

    При таком способе гильзовки обеспечивается необходимая плотность посадки втулки и нужный натяг в месте соприкосновения блока цилиндров и гильзы. Установка гильзы выполняется достаточно просто ― втулка устанавливается в посадочном гнезде под собственным весом. В некоторых случаях нужно слегка постучать по втулке молотком.

    Метод запрессовки применяют при установке гильз в алюминиевый БЦ без предварительной расточки. Предварительно для этого в посадочное гнездо до запрессовки гильзы в блок наносится герметик.

    При условии правильного выполнения всех действий и достижения требуемых параметров отремонтированный двигатель с загильзованным БЦ обеспечит возможность эксплуатации мотора еще не менее 100.000 км пробега. Важно только помнить, что такой пробег возможен лишь при условии своевременного технического обслуживания и эксплуатации ДВС.

    Мокрая гильза

    Стоимость шлифовки колен. вала, ГБЦ, ремонта блоков цилиндров

    Поскольку мокрые гильзы обеспечивают лучший отвод тепла, такие гильзы применяют в форсированных двигателях. Мокрые гильзы, в частности, имеют тракторный дизель СМД-14 ( рис. 314), автомобильные карбюраторные двигатели М-24, ЗИЛ-130 и др. Изношенные мокрые гильзы в большинстве случаев не ремонтируют, а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси.  

    Поскольку мокрые гильзы обеспечивают лучший отвод тепла, такие гильзы применяют в форсированных двигателях. Мокрые гильзы, в частности, имеют тракторный дизель СМД-14 ( рис. 35), автомобильные карбюраторные двигатели ГАЗ-21 ( рис. 36, 37), ЗИЛ-130 ( см. рис. 22) и др. Изношенные мокрые гильзы в большинстве случаев не ремонтируют ( расточка и шлифовка), а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси.  

    При установке мокрой гильзы в блок-картер добиваются, чтобы охлаждающая жидкость не попадала в поддон картера и в цилиндр и чтобы обеспечивалась возможность свободного изменения длины гильзы при ее нагревании и охлаждении.  

    При использовании мокрых гильз достигаются следующие преимущества: упрощается литье блок-картеров, имеется возможность применения более износостойких материалов, повышается теплоот-вод и уменьшается неравномерность нагрева, снижается трудоемкость ремонта.  

    В стенках мокрых гильз при изменении положения шатуна п направления действия нормальных сил возникают динамические деформации, вызываемые ударами поршня при его перекладке в в. Амплитуда ударных сил во многом зависит от зазора в паре поршень – гильза п от профиля поверхности поршня но высоте.  

    Верхний фланец мокрой гильзы двигателя ГАЗ-21 входит в проточку блока и через прокладку надежно зажимается головкой цилиндров; в нижней части гильза уплотняется кольцевой прокладкой из маслоупорной резины.  

    Продольный разрез двигателя ГАЗ-21. / – блок-картер. 2 – мокрая гильза. 3 – поршень с юбкой облегченного типа.  

    В блок-картере мокрую гильзу устанавливают в двух направляющих поясах ( см. рис. 22, 35), причем диаметр верхнего направляющего пояса выполняют несколько большим, чем диаметр нижнего.  

    В блок-картере мокрую гильзу устанавливают в двух направляющих поясах ( см. рис. 308 и 314), причем диаметр верхнего направляющего пояса выполняют несколько большим, чем диаметр нижнего.  

    На наружной поверхности мокрой гильзы имеются два точно обработанных пояса. Посадка верхнего пояса гильзы выполнена с зазором, чтобы предохранить металл от трещин при тепловом расширении. Верхним поясом гильза опирается на поверхность выточки в рубашке цилиндра. Для предохранения от прорыва газов стык между головкой блока, гильзами и рубашкой цилиндров уплотняется общей алюминиевой, стале – или медноасбестовой прокладкой. При обжатии шпильками головки блока или крышки прокладка деформируется и уплотняет соединение. Нижняя часть мокрой гильзы цилиндра не может быть уплотнена жестко, так как она в процессе работы двигателя нагревается и удлиняется. Здесь применяют подвижную посадку, предохраняющую гильзовую втулку от деформации.  

    Уплотнение нижнего стыка мокрой гильзы и блока достигается обычно с тгомощыо двух резиновых колец 1 ( рпс.  

    Блок цилиндров с мокрыми гильзами всегда легче, чем блок-картер, отлитый как одно целое с цилиндрами; однако стоимость его изготовления может быть более высокой. Преимуществом такой конструкции блока цилиндров является устранение брака при литье вследствие нарушения геометрии формы и неравномерности толщины стенок отливки. Благодаря этому обеспечивается более равномерное охлаждение цилиндров, беспрепятственная циркуляция охлаждающей воды и устранение явлений неравномерного нагрева стенок.  

    Уплотнительная прокладка из листов мягкой стали.| Уплотнение газового стыка при помощи кольцевых канавок.  

    Для этого торец фланца мокрой гильзы / располагают на 0 05 – 0 30 мм выше верхней плоскости блока 2 ( рис. 63, б), что уменьшает площадь контакта, на которую передается большая часть сил затяжки крепежных шпилек ( или болтов) головки блока.  

    Заготовки автомобильных и тракторных гильз.  

    «Мокрые» и «сухие» гильзы

    Двигатели с гильзами разделяются на две категории: «мокрые» гильзы напрямую контактируют с охлаждающей жидкостью, а в двигателях с «сухими» гильзами охлаждающая жидкость от гильз отделена.

    Для двигателя с «мокрыми» гильзами их замена является штатной операцией, и для их замены не требуется специального оборудования. Важно уделить достаточно времени замене уплотнений между гильзой и блоком цилиндров — во избежание утечек охлаждающей жидкости.

    Все перечисленные в предыдущем разделе конструкции являются конструкциями с «сухими» гильзами. Вот так выглядит блок с «мокрыми» гильзами:

     

    «Мокрая» гильза

    Стык гильзы с блоком ближе:

     Так выглядит посадочное место под «мокрую» гильзу.

    Так выглядит посадочное место под «мокрую» гильзу. На фотографии — посадочное место под гильзу с верхним упором:

     На двигателях с «мокрыми» гильзами часто присутств

    На двигателях с «мокрыми» гильзами часто присутствует коррозия в месте сопряжения гильзы с блоком цилиндра. Эту коррозию необходимо удалять при ремонте:

     Поверхность гильз, контактирующая с охлаждающей жи

    Поверхность гильз, контактирующая с охлаждающей жидкостью, тоже может страдать от коррозии. Выглядит это страшновато, но по существу на работоспособность никак не влияет:

    Отдельно надо упомянуть конструкцию «opendeck», гд

    Отдельно надо упомянуть конструкцию «opendeck», где цилиндры соединены с блоком только в нижней части. Иногда эту конструкцию называют «мокрыми» гильзами, что неверно. Это — конструкция с «сухими» гильзами, запрессованными или залитыми в материал блока цилиндров.

    Несмотря на отсутствие верхних перемычек у цилиндр

    Несмотря на отсутствие верхних перемычек у цилиндров, видно, что гильзы не контактируют с рубашкой системы охлаждения — жидкость омывает только тело блока

    Примерная стоимость замены и сроки в автосервисах

    Гильзование проводится на стационарном оборудовании, которое есть в крупных автосервисах. Здесь же работают квалифицированные автомеханики, умеющие выносить грамотные решения. На месте удастся купить гильзу цилиндра.

    Примерные цены на гильзование (рубли), в зависимости от модели автомобиля:

    • ВАЗ, ГАЗ без заводских гильз — 1500-2000;
    • УАЗ со штатными втулками — 5000-6000;
    • чугунный блок иномарок с рядным мотором — 2000-3000;
    • алюминиевый с рядным ДВС — 4000;
    • V-образный чугунный — 3500-4000;
    • V-образный алюминиевый — 4000-5000.

    Отдельно стоит услуга изготовления втулок. Для отечественных машин и иномарок это стоит одинаково (2000 рублей). Также порознь считается цена подгонки мокрых вставок по высоте и работы по герметизации. А ещё в сервисах дополнительно проводится дефектация гильз цилиндров.

    Преимущества ремонта или восстановления гильзы неоспоримы. Это возможность неплохо сэкономить на капитальном ремонте, ведь новый блок цилиндров — большие деньги. Кроме того, БЦ является номерной деталью силового агрегата. Установка нового по закону требует разрешения. А в нашей стране это занимает много времени, так как не устранены ещё ошибки бюрократического аппарата.

    Теги

    Adblock
    detector