для чего растачивают блок цилиндров
Когда необходима расточка блока цилиндров
Во время работы двигателя самые большие нагрузки от трения испытывают цилиндры и поршни двигателей. Это связано с тем, что этим деталям приходится работать в тяжелых условиях повышенных температур и повышенного давления.
Элементы поршней трутся о стенки цилиндров, вызывая тем самым постоянный износ. Причем этот износ может происходить неравномерно, и постепенно цилиндр начинает терять свою первоначальную форму. Но это вовсе не означает, что это изменение формы становится видно глазу.
Возможно Вас заинтересуют следующие услуги
Наши контактные данные: 8(343)200-88-83, 8(950)657-77-11, e-mail: 2008883@bk.ru
Для чего нужна расточка блока цилиндров?
Изменение формы можно определить, только используя специальные измерительные инструменты. Нужно понимать, что это только в теории поршень двигается в цилиндре по идеальной траектории. На самом деле это далеко не так. И чем больше отклонение от идеальной траектории, тем быстрее происходит изнашивание и цилиндров и поршней.
Неправильность траектории движения поршня связана со многими факторами, прежде всего, конструкционного характера. Например, это может быть несоосность и неперпендикулярность положения сопрягаемых деталей. Помимо этого на преждевременный износ влияют слишком большие допуски в размерах, которые дают возможность поршню двигаться не только параллельно оси цилиндра, но и с определенным отклонением по горизонтали.
И все это приводит к тому, что цилиндр постепенно теряет свою форму, причем это может происходить неравномерно. И со временем профиль цилиндра становится не идеально круглым, а эллипсовидным.
Помимо этого на стенки цилиндра действует высокая температура, и воздействуют продукты сгорания, которые постепенно разрушают стенки цилиндра и одновременно поверхность поршня. И, казалось бы, можно просто заменить поршень, и все станет нормально. Но этого не произойдет. Если геометрия нового поршня идеальная, то геометрия цилиндра уже нарушена, и никакая замена поршня без расточки блока цилиндров в этой ситуации не спасет.
Цилиндры должны подвергаться растачиванию, если они изношены. Но следует понимать, что не все цилиндры изнашиваются, несмотря на длительную эксплуатацию. Некоторые двигатели нормально доживают свой век без всякой расточки и ремонта.
Для того чтобы определить степень износа цилиндра используют систему оценки двух размерных параметров цилиндров:
Т.е при изменении параметров на такие величины уже требуется ремонт. Но ситуация может быть еще хуже, когда в верхней части цилиндра возникает дефект в виде ступеньки. Именно эта ступенька ускоряет разбивание не только поршневых колец, но и посадочных мест на поршне под кольца. Возникают удары, причем, весьма ощутимые.
Двигатель начинает работать с сильными вибрациями. Помимо этого из-за возникшей эллипсности нарушается прилегание поршневых колец к стенкам цилиндра. А это чревато прорыву газов из цилиндра в картер, нарушается компрессия в двигателе, начинается существенный перерасход масла и топлива.
В конце концов, может сложиться так, что кольца просто разваливаются от постоянных ударных нагрузок. При этом стенки цилиндра повреждаются так, что никакая расточка не может устранить полученный дефект.
Расточка блока цилиндров нужна для того, чтобы восстановить геометрические параметры этой части двигателя. Но восстановление блока цилиндров касается не только самих геометрических параметров цилиндра, но и еще восстановления нормального положения сопрягаемых деталей относительно друг друга.
Т.е. если добиться только нормальной геометрии самого цилиндра, этого не будет хватать, чтобы восстановить нормальную соосность и нормальное расположение всех базовых поверхностей. А если базовые поверхности не будут располагаться соосно и параллельно, то цилиндры и дальше будут разбиваться по мере работы двигателя. И не только цилиндры.
Напряжение и избыточное трение, которое возникает при неправильной соосности, будет влиять и на другие узлы поршневой группы. Т.е. все подвижные детали, участвующие в процессе работы двигателя, входящие в поршневую группу, будут испытывать дополнительные нагрузки на изгиб, сжатие и т.д.
Как выполняется расточка блока цилиндров?
Операция по восстановлению нужного зазора между стенками цилиндра и поршнями не такая уж и сложная. Достаточно проточить на расточном станке цилиндр до нужного размера, и зазор получается сам собой. Потом останется лишь установить новый поршень.
Обычно для этих операций используют вертикально-расточной станок для расточки блока цилиндров. И правильность расточки зависит от состояния оборудования и квалификации станочника. Однако, это не сложная технологическая операция.
А вот для того, чтобы убрать эффект эллипса, придется повозиться. Восстановление формы цилиндра – вот самая сложная часть процесса. Причина в том, что выработка внутренних поверхностей цилиндра может быть самой разной в различных местах цилиндра. Поэтому перед тем как приступать к расточке, проводят несколько измерений при помощи микрометрических стрелочных приборов. И только после этого выносится решение, как именно нужно протачивать цилиндр, чтобы добиться нужной геометрии поверхности.
Помимо устранения эллипсности расточка блока цилиндров преследует цель убрать и конусность цилиндра. И этот параметр должен быть не более 0,01 мм. На всей длине цилиндра. Подобные операции с такой минимальной погрешность можно делать только на расточных станках, у которых точность проточки еще ниже, чем 0,01 мм.
Помимо этого при растачивании цилиндра должны выдерживаться высокие требования к получаемой чистоте обрабатываемых поверхностей. Чем чище будет обработана поверхность при расточке, тем меньше времени понадобится на притирку новых деталей.
Если чистота обработки будет недостаточной, возникнут проблемы с преждевременным износом колец поршня, с перерасходом масла, перерасходом топлива. Плюс ко всему увеличивается трение, особенно в процессе обкатки, это всегда связано с лишним количеством металлической пыли в масле.
Расточка блока цилиндров. Зачем нужно двигателю и можно ли сделать своими руками + подробное видео
Ко мне на блог часто приходят вопросы касательно силового агрегата, а именно его расточки. Новичкам не совсем понятно — зачем вообще происходит этот процесс, что он дает и сколько раз можно делать. Лично я, когда то сам лично перебирал мотор, нам приходилось точить блок и после этого «гильзовать», все это было на моем МОСКВИЧЕ 2140. В современных же реалиях при совершенно другом уровне смазывающих и охлаждающих жидкостей, такие ремонты ОЧЕНЬ редки, сейчас это делается больше для тюнинга, однако все по порядку …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Для начала небольшое определение
Расточка блока – это процесс физической проточки стенок цилиндров двигателя (на специальных станках) для восстановления правильной (почти идеальной) геометрической формы.
Делается при капитальных ремонтах мотора, либо для тюнинга в основном для увеличения мощности.
Для чего делается
Как я писал раньше (лет так 20 – 30 назад), основная задача это был ремонт. Стоит отметить, что силовой агрегат и все его основные части испытывают постоянные нагрузки, это – цилиндры, поршни, кольца, коленвал, распределительный вал (валы), клапана, вкладыши и т.д.
Особенно сильные нагрузки у поршня, он трется об цилиндр блока, причем этот процесс повторяется сотни — тысячи раз всего за одну минуту. Здесь идет максимальный износ, металл стенок стачивается, блок начинает терять свою первоначальную круглую форму. Если утрировать он становится — овальный, а не круглый. Прилегание поршней (а именно его колец) к стенкам начинает ухудшаться, соответственно горючая смесь или отработанные газы начинают поступать в картер, а масло наоборот в рабочую камеру – падает мощность, силовой агрегат начинает «жрать масло»! Из глушителя начинает лететь сизый (синеватый) дым. Это первые звоночки.
Справедливости ради, иногда залегают компрессионные кольца, тут также упадет компрессия и повалит дым, однозначно нужно будет вскрывать мотор и разбираться
Раньше не было нормальных масел, зимой они дико густели, летом пригорали, смазывающие способности были низкие — моторы приходилось «капитались» уже через 30 – 50 000 пробега, а грузовые итого чаще. Зимой (как ни странно) агрегаты перегревались, все потому что опять же не было нормальных ТОСОЛОВ или антифризов, лили воду которая замерзала, образовывала пробки тут и до перегрева недалеко, пусть локального, пусть не на долго – НО ЭТОГО ХВАТАЛО.
Сейчас технологии шагнули ДАЛЕКО вперед. Есть различные полусинтетические или синтетические составы, не только масел, но и охлаждающих жидкостей. Поэтому сейчас двигатель ходит долго! Ресурс от ремонтов увеличился в разы, если не в десятки раз.
Конечно через 250 000 (в среднем) километров все равно предстоит ремонт, но просто вдумайтесь какой это пробег! В средних городах редко когда наезжают 15 000 в год, таким образом 250 000 хватит примерно на 15 лет.
Первая причина – как вы догадались ремонт, если есть возможность (про это чуть ниже) овальную форму или задиры внутри цилиндра убирают путем расточки, ставят больше поршни и мотор живет еще долгие тысячи километров.
Вторая причина – это банально увеличения объема. Опять же если позволяет блок (а точнее его стенки) происходит расточка, устанавливаются поршни больше диаметра, они имеют большую способность засасывать воздушно-топливную смесь. Если утрировать поршень диаметром в 79,8 мм, засосет гораздо меньше, чем с диаметром в 82 мм. Топливо сгорает больше, а соответственно давление воспламененной смеси на поршень выше, вот вам и увеличение мощности. ДЕЛАЮТ в основном тюнеры для прокачки своих «железных» коней.
Алюминий и чугун
Прежде чем вам рассказывать про сам процесс, стоит упомянуть — есть различные материалы для изготовления блоков. Это чугун (он появился первым) и алюминий. Про них у меня будет отдельная статья, сегодня же я просто расскажу какие можно ТОЧИТЬ, А КАКИЕ НЕТ!
Чугун – практически идеальный вариант, дешевый, надежный, долговечный. Ходят долго, причем зачастую поддаются проточке. Снимаем нужный размер, ставим новые ремонтные поршни, и мотор опять в строю. Однако они имеют и существенные минусы – это вес (он в три раза тяжелее, чем алюминий), теплоотвод (нужно больше ходов и каналов, чтобы эффективно его охлаждать), и коррозия (от длительного простоя стенки могут ржаветь).
Алюминий – он легкий, лучший теплоотвод, не подвержен коррозии. Большой плюс это его вес, сейчас многие производители гонятся за понижением веса своих авто, алюминиевый вариант дает им большую экономию, а значит и меньший расход топлива автомобиля. НО этот металл мягкий и недолговечный по сравнению с чугуном. Для лучшей износоустойчивости внутренние стенки покрываются специальным налетом с большим содержанием кремния. ТОГДА и только тогда моторы могут работать достаточно длительное время.
ПОЭТОМУ алюминиевые моторы – зачастую не протачиваются, многие мастера их называют одноразовыми! Потому что нельзя снимать прочный верхний слой в цилиндрах
Как происходит процесс растачивания
Он проще, чем кажется на первый взгляд. ОДНАКО своими руками сделать у вас вряд ли что-то получится. Двигатель разбирается полностью, РАСТАЧИВАТЬ на машине не получится. Блок снимается и крепится на станину специального станка, причем крепят его по уровню!
Если процесс расточки выполняется для ремонта, то есть присутствует большой износ (образовался эллипс), тогда производится ряд измерений, при помощи микрометрических стрелочных приборов — сколько нужно снимать со стенок. И ВООБЩЕ ВОЗМОЖНО ЛИ ЭТО или сразу же нужно настраиваться на «ГИЛЬЗОВКУ».
Далее на вертикально – расточном станке выполняются работы. ЗАПОМНИТЕ НУЖНО ИСКАТЬ высококвалифицированного мастера с хорошим оборудованием, а не которое разваливается на части и не может держать нужный ТОЧНЫЙ размер.
Далее мастер набивает — либо зеркало внутри цилиндра, либо делает хонингование (это финишная обработка стенок, чтобы убрать все риски и задиры, для того чтобы стенки и кольца быстрее притерлись друг к другу), делается сначала крупным абразивом, затем мелким. И у того и у другого метода есть свои поклонники, какой из них выбрать дело каждого, споры не утихают до сих пор.
И заключительный этап это сборка. Уже под ремонтные размеры покупаются запчасти, а именно поршни, кольца все это в последующем устанавливается, подсоединяется к коленчатому валу и собирается двигатель целиком.
Все так просто когда нет необходимости гильзования, а вот тут то не все так просто.
Гильзы как способ ремонта
И в чугунных и алюминиевых блоках, есть такое понятие как «ГИЛЬЗОВКА», то есть устанавливаются специальные гильзы – это цилиндрические (как правило — чугунные) полые части похожие на большой кусок трубы.
Они запрессоваются в блок мотора под температурой и прочно сидят на своем месте. Основное назначение сделать мотор прочнее (в случае с алюминиевым вариантом), придать конструкции ремонтопригодность, увеличить ресурс. Гильзы могут быть из высокопрочного легированного серого чугуна, а также из обычного (стоит отметить варианты с тонкими стальными гильзами такое тоже есть, пример — машины фирмы ISUZU), есть и алюминиевые варианты, но они не так часто распространены.
Однако есть двигатели, которые не «гильзуются» с заводов как алюминиевые, так и чугунные. Если чугунный блок мы можем расточить, а также «прогильзовать» вариантом серого чугуна — поставить поршни больше (или такие е же) и кататься дальше — потому как нет разницы теплового расширения металла. То вот алюминий из-за своей сложной технологии изготовления такому зачастую не подвластен. Возникает справедливый вопрос – а можно ли поставить в него гильзы?
Алюминиевый блок и гильзы
Ребята это ОЧЕНЬ обширная тема, возможно, я напишу про нее чуть позже. А пока дам вам понять несколько основных постулатов.
Алюминиевые варианты, действительно зачастую не рекомендуется растачивать (хотя не все) и дело тут вот в чем. Для начала разберем технологию изготовления современных блоков:
«Сухие гильзы» и SILUMAL достаточно ремонтнопригодны, то есть если у вас упала компрессия в виду износа от большого пробега, то вы легко можете снять 0,5 – 1 мм поставить ремонтную поршневую группу и кататься дальше. ТАКЖЕ для некоторых вариантов SILUMAL производители выпускают ОРИГИНАЛЬНЫЕ алюминиевые гильзы, нужны они, когда расточка будет больше 1мм. Правда стоимость их просто зашкаливает до 200 ЕВРО за одну, зато исключительное соотношение металлов и возможность полного восстановления (также в некоторых случаях можно купить одну штуку в один цилиндр). ИСКЛЮЧЕНИЕМ может быть только то, что стенка блока очень сильно повреждена, на глубину большую, чем возможна ремонтная расточка. Однако такие блоки бывает уже ничем не спасти, бывают фатальные повреждения, например повернуло поршень.
NICASIL – восстановить фактически не возможно! То есть как заверяет производитель это фактически одноразовый мотор. Как писал — выше у него нет одобренных заводом-изготовителем запчастей. Но в какой стане мы живем, есть куча компаний которая делает именно для Nicasil гильзы, причем чугунные с малой стенкой (2 – 3 мм), есть и мастера которые могут все это дело совместить! Правда при этом нужно помнить о тепловых расширениях и различных металлах. Скорее всего, дядя Вася в гараже сделать качественно, это не сможет. Однако цены на новые блоки, если взять топовые BMW могут доходить до 5000 – 7000 ЕВРО, заставляют искать таких мастеров.
Вот такой вот большой материал, если сложно читать, то посмотрите видео версию, в ней более подробно и просто.
НА этом заканчиваю, думаю было полезно ИСКРЕННЕ ВАШ АВТОБЛОГГЕР
(8 голосов, средний: 4,50 из 5)
Как расточить блок цилиндров самостоятельно
О самостоятельной расточке блока цилиндров задумываются экономичные автолюбители, либо те, кто привык все ремонтные манипуляции выполнять своими руками. По этому поводу у большинства водителей сразу возникает вопрос: насколько целесообразно проводить подобную процедуру, которую никак нельзя назвать легкой, в условиях гаражного бокса? Ведь выполнять шлифовку блока, не имея специального оборудования и определенных навыков довольно проблематично. Помимо этого, невозможно до конца быть уверенным в точности проведения этой процедуры, но все же многие автовладельцы берутся за расточку блока цилиндров в домашних условиях.
Заметим, что опытные мотористы не одобряют проведение подобной процедуры. Хотя она может быть использована как крайняя мера для восстановления работоспособности мотоциклетных либо мопедных двигателей. Расточить блок цилиндров автомобильного силового агрегата можно несколькими способами, каждый из которых требует определенных усилий и затрат. Все же лучше всего выполнить эту процедуру на специальном расточном станке, поскольку в этом случае риск повредить блок сведен к минимуму. На станке можно получить идеальную расточку цилиндра (в случае если она будет сделана профессионалом), а вот при ручном исполнении таких результатов вряд ли удастся достичь.
Для чего это нужно?
Само понятие «расточка блока» подразумевает процесс восстановления геометрии цилиндров силового агрегата при помощи специальных станков. Главной предпосылкой к расточке блока является проведение капитального ремонта двигателя, однако сейчас процедура в основном проводится для увеличения его мощности.
Растачивать цилиндры при капитальном ремонте необходимо по той причине, что находящиеся в них поршни под воздействием высокого температурного режима, давления и прочих постоянных нагрузок, являются причиной нарушения геометрической формы цилиндров. Говоря проще от постоянного трения и высоких нагрузок цилиндр вместо идеально круглой формы, приобретает форму эллипса. Из-за этого поршень уже не может полностью прилегать к его стенкам, в результате чего образовывается значительный зазор, через который отработанные газы либо топливо проникают в картер, а моторное масло – в камеру сгорания.
Естественно, из-за всего этого силовой агрегат значительно теряет свою мощность, увеличивается потребление топлива и масла. Одним из верных признаков, свидетельствующих о необходимости проведения расточки двигателя, является увеличенный расход моторного масла. Помимо этого, следует обратить внимание на цвет отработанных газов. Если из выхлопной трубы начинает появляться сизовато-синий дым, не за горами капитальный ремонт силового агрегата.
Буквально несколько десятков лет назад невозможно было найти моторное масло либо охлаждающую жидкость хорошего качества, из-за этого возникали частые перегревы моторов. Доходило даже до того, что приходилось выполнять капремонт двигателя нового автомобиля спустя 30-50 тыс. км пробега. А агрегаты на грузовой и специальной технике приходилось восстанавливать намного чаще.
Сегодня ситуация изменилась кардинально. Современные смазывающие и охлаждающие жидкости позволяют значительно увеличить ресурс автомобильного двигателя. Сейчас средняя величина пробега до проведения капитального ремонта составляет примерно 200-250 тыс. км, причем, за год далеко не каждый автомобилист проезжает даже 12-15 тыс. км. Выходит, что этого ресурса силового агрегата должно хватить на более чем 15 лет эксплуатации. Далеко не каждое транспортное средство может выдержать столько.
Расточка блока в последнее время крайне редко применяется в качестве необходимой ремонтной меры. В основном эта процедура используется при тюнинге для увеличения объема и мощности двигателя. Но, во втором случае расточка проводиться лишь тогда, когда состояние стенок цилиндров позволяет ее выполнить. В этом случае необходима установка поршней с большим диаметром. Также для обеспечения корректности работы силового агрегата потребуется большее количество топливной смеси, поскольку его объем увеличится, соответственно, возрастет мощность.
Расточка блока цилиндров
Перед тем как растачивать блок, было прочитано не мало информации по технологии расточки блоков и вдобавок я плотно общался с опытными в этом деле людьми. Так как сам я по образованию инженер-технолог в машиностроении, то сверх нового из всей добытой информации я не нашел. Самым главным условием для меня в этой операции, явилось то, что расточку цилиндров необходимо выполнить так, что бы оси цилиндров, были перпендикулярны оси вращения коленчатого вала, настолько точно, на сколько это возможно выполнить в моих условиях.
В большинстве статей, упоминается универсальная «скалка», на которой базируется блок цилиндров по коренным шейкам коленчатого вала, и производиться расточка блока. Так же в этой статье было сказано, что иные методы расточки подобным способом (базирования по коренным шейкам) никаким образом не дадут высокой точности. Но я вам скажу одно, не бывает единственной технологии изготовления изделий, для того и учат инженеров-технологов, что бы они разрабатывали технологические процессы обработки, и применяли наивыгоднейший из множества возможных. Но у меня здесь не завод с серийным производством или какая нибудь мастерская по расточке блоков, для которой нужна только лишь прибыль, а индивидуальная работа, которую нужно выполнить с максимальной точностью, любыми возможными путями.
Возможности изготовления данной «скалки» у меня не было, да и для одного раза изготавливать довольно точное приспособление не рационально, поэтому я пошел другим путём.
Выставив на своем станке блок, базируя его по плоскости прилегания ГБЦ, с помощью измерительного индикатора я выявил непараллельность пастели коленчатого вала относительно плоскости установки масляного поддона (именно на него базируют блок при расточке на заводе и на СТО) равную 0,08 мм. Это недопустимый показатель для высокофорсированного мотора! В итоге, с помощью некоторых манипуляций, мне удалось выставить блок на шлифовальном станке, так, что пастель коленчатого вала лежала ровно в плоскости горизонта, и при этом установе выровнять все остальные плоскости блока (плоскость прилегания ГБЦ, плоскость установки поддона картера). После проверки, допуск непараллельности плоскостей составил не более 0,01 мм. Это достаточно точный допуск. После этого, я спокойно установил блок на обрабатывающий центр по плоскости установки масляного поддона, и приступил к расточке цилиндров.
К этому времени был приобретён комплект поршней СТИ модели 219.09М.
Минимальный зазор поршень-цилиндр для данных поршней составляет 0,06 мм. После расточки, я планировал отдать блок на хонинговку, так как сам данную операция выполнить не мог. Договорился с хорошими знакомыми, которые в этом деле не первый десяток лет. И что вы думаете?! Мне испортили блок! После хонинговки форма цилиндра имела «седлообразную» поверхность. Скажем так, верх — зазор 0,06 мм., середина — зазор 0,04 мм., низ — зазор 0,06 мм. Поршень мог бы спокойно заклинить в середине цилиндра.
Тут было два варианта, первое — это новый блок, но как известно старые блоки менее подвержены деформации в последующей эксплуатации, так как металл уже прошел цикл естественного старения, а покупать старый с разборки не особо то хотелось, тем более нужно было бы переделывать документы по смене агрегата. Второе — это новый комплект поршней, самой последней группы, что конечно же повлияет на величину зазора в замке поршневых колец. В итоге был принят второй вариант. Часть затрат мне компенсировали на этой самой бракодельной СТО, которые ещё и смеялись надомной, утверждая, что расточка цилиндров в строгой перпендикулярности оси коленчатого вала это вообще не на что не влияет. Я не спорил, просто молчал и всё, оставаясь при своем мнении.
После того как пришел новый комплект поршней, я расточил блок заново сразу в размер, и провались она пропадом эта хонинговка. В моём городе качественно её никто не сможет выполнить. Зато я получил «идеальную» геометрию цилиндра, без эллипса, «бочкообразности» и «седлообразности»!
Замечу ещё один не маловажный на мой взгляд момент. При правке блока на шлифовальном станке, и последующей расточки, я использовал имитатор КПП. Стальная плита, толщиной около 10 мм. прикрученная четырьмя болтами, с необходимым моментом, к местам крепления КПП на блоке цилиндров. По некоторым утверждениям, она создаёт напряжения в блоке цилиндров, из-за которых после расточки без неё, якобы «вытягивается» четвертый цилиндр, и приобретает форму эллипса, из-за этого пропадает компрессия, отмечается повышенный расход масла и т.д. Проверим, думаю вреда она не принесёт.