Что такое гильзовка двигателя и как она делается

Содержание
  1. Что такое гильза блока цилиндров двигателя?
  2. Алюминиевые блоки с чугунными гильзами
  3. Способ ремонта : покупка шот-блока
  4. Способ ремонта : “родные” расточенные гильзы и поршни большего диаметра
  5. Никасиловые алюминиевые блоки
  6. Способ ремонта: расточка алюминиевых блоков с покрытием
  7. Предварительная мойка блока цилиндров
  8. Гильзовка чугунного блока цилиндров
  9. Гильзовка алюминиевого блока цилиндров
  10. Замена вкладышей промежуточного вала
  11. Ремонт постели коленвала
  12. Технология гильзовки
  13. Метод горячего гильзования
  14. Разновидности
  15. В каких случаях применяется?
  16. Альтернативная технология
  17. Гильзы мокрые, сухие и с воздушным охлаждением
  18. Почему гильзы нужно менять
  19. Методы гильзовки
  20. холодным
  21. горячим
  22. Суть проблемы
  23. Эволюция гильзовки на этапе производства двигателя
  24. Применение гильзовки в процессе ремонта двигателя
  25. Когда и для чего появилась гильзовка
  26. Дальнейшее развитие и неремонтопригодные блоки
  27. Тонкости и нюансы во время гильзовки блока
  28. Выводы

Что такое гильза блока цилиндров двигателя?

Гильза представлена в виде съёмной вставки в блок цилиндров двигателя. Иными словами – это своеобразные стенки блока цилиндра, поскольку поршень движется именно в ней. Рабочий объём цилиндра напрямую зависит от объёма гильзы. Гильзование блока цилиндра – это установка гильзы в цилиндр. Такие ремонтные работы можно смело отнести к категории сложных. В данном случае успех зависит не только от подготовительных работ, но также от наличия специального оборудования.

Независимо от типа втулок блока они должны соответствовать следующим требованиям:

  • материал, из которого они изготовлены, должен быть прочным;
  • стойкость к температурным и механическим нагрузкам;
  • стойкость к коррозионным процессам.

Если гильзы устанавливаются с уплотнителем, то в месте стыковки втулки с блоком цилиндров необходимо обеспечить требуемые параметры. При выборе гильз обращайте внимание на такие факторы, как толщина стенок, а также конусность и эллипсность изделий. Некоторые гильзы не предусматривают наличие допуска под дополнительную расточку после установки в блок – данный нюанс также необходимо брать во внимание.

Алюминиевые блоки с чугунными гильзами

Самый простой вариант – “обычный” мотор с чугунными гильзами, а иногда даже и с блоком из того же чугуна, но не имеющий ремонтных размеров поршневой группы и коленчатого вала.

А кстати, почему? Существует “теория заговора”, согласно которой производители специально ограничивают выпуск деталей для ремонта, лишь бы потребитель косяком шел в салоны за новыми машинами. Но если это и правда, то отчасти. Дело в том, что многие современные чугунные моторы по стойкости к выработке – не чета старым.

Вследствие прогресса в материалах чугунная гильза по износостойкости вплотную приблизилась к весьма недешевым технологиям с применением алюсила и никасила, о которых подробно расскажем ниже.

Естественный износ чугуна, по сути, остался в прошлом. Зачастую естественная выработка цилиндра при пробеге свыше трехсот тысяч километров оказывается минимальной. А если износ меньше глубины хонингования (две-три сотые доли миллиметра), то нет и нужды в расточке.

Разумеется, для производителя это хороший повод отказаться от ремонтных размеров и выпускать только несколько градаций “номинальных” поршней и колец. Но, к сожалению, износ бывает не только естественным. При залегании поршневых колец, попадании абразива в цилиндры, перегревах, детонации или других неприятностях с мотором могут выйти из строя один или все цилиндры.

На них появляются задиры, эллипсность или даже кольцевая выработка, возможны и нарушения геометрии шатунно-поршневой группы. Если бы была возможна расточка, то проблема решалась бы просто переточкой в новый размер, дефекты такого рода обычно при этом удаляются без проблем. Но точить-то нельзя! Попросту нет в продаже поршней нового размера, а если проблемы с коленчатым валом, то и его точить тоже нельзя – нет вкладышей.

Способ ремонта : покупка шот-блока

Значит, моторы все же одноразовые? Отнюдь. Решить проблему такого мотора можно несколькими способами. Первый из них – штатный, рекомендуемый производителем. И зачастую, кстати, не самый плохой. Это покупка так называемого шот-блока, то есть блока цилиндров в сборе с поршнями и коленчатым валом. Поставить на него головки блоков, картер, навесное оборудование – и мотор готов.



Обычно минусом такого решения является цена, но если вспомнить, что оригинальные поршни обычно тоже стоят недешево, да и работа стоит немало, то… Вопрос, как всегда, в цене на конкретные экземпляры. Например, известные моторы Opel Z22SE или Saab B207 как продукция компании GM имеют большой выбор шот-блоков, причем далеко не только от производителя. Цена их в США очень приятная – от полутора тысяч долларов. За две с половиной можно приобрести тюнинговый усиленный блок со строкер-китом на 2.5 – 2.7 литра или рассчитанный под большее давление наддува и солидный крутящий момент. А вот на немолодые Тойоты шот-блок обойдется минимум в три с половиной тысячи. При этом изрядная часть моторов большого объема имеет шот-блоки ценой около пяти тысяч. И тут уже придется задуматься об альтернативе простой замены.

Способ ремонта : “родные” расточенные гильзы и поршни большего диаметра

Блок цилиндров просто растачивается под новые кастомные поршни – не оригинальные, а заказные, под нужный размер. Обычно речь идет о так называемой ковке – поршнях, полученных мехобработкой из болванки, полученной изотермической штамповкой. Такие поршни заметно прочнее обычных литых, но, как всякая индивидуальная работа, она может оказаться не самой удачной.

Даже поршни от солидного производителя требуют большего теплового зазора из-за более высокого коэффициента расширения сплавов для ковки и неучтенной тепловой деформации. И разумеется, более прочный поршень не всегда означает больший срок службы двигателя, так как изнашиваются и кольца, и сам цилиндр. В этом случае многое будет зависеть как от обработки самого цилиндра (в этом случае он сохраняет свои параметры по теплопередаче и геометрии, в отличие от гильзования), так и от нового поршня.

Аналогично действуют и тогда, когда оригинальная поршневая группа очень дорога или редка, а мотор строится для использования каждый день. Это хороший способ в случае, если поршни под ремонтируемый мотор уже освоены хотя бы малой серией или есть испытанные образцы. Ведь работать испытателем тестового мотора не хочется никому.

Впрочем, если вы наберете желающих заказать пятьсот или тысячу поршней, то ваш заказ имеет все шансы быть произведенным по оригинальным технологиям Kolbenschmidt или Mahle, правда, и цена поршней будет как минимум не ниже, чем у оригинальных, зато размер – любой в пределах разумного допуска к штатному и полностью отработанная в серии конструкция.

Никасиловые алюминиевые блоки

В первую очередь это Nikasil, который был первым получившим массовое признание как способ производства надежных цельноалюминиевых двигателей без чугунных гильз. Название от компании Mahle стало нарицательным, хотя, может быть, торговая марка аналогичного покрытия от фирмы Kolbenschmidt – Galnical – оказалась не столь благозвучна и вторична.

В первую очередь оно предназначалось для роторных моторов, но получило широчайшее распространение в девяностых годах, а в Формуле-1 используется до сих пор, как и в мотоциклетных моторах. Например, “монстр” Suzuki Hayabusa имеет именно такое покрытие цилиндров. Более прочного и удачного материала для цилиндров пока не придумали, его слой твердый и достаточно вязкий, он толстый и не трескается, его можно немного расточить, если уж удалось его каким-то образом сносить. Но это бывает крайне редко, покрытие практически вечное.

Вот только никель-карбид-алюминиевое покрытие, столь прочное и износостойкое, боится сернистых соединений. И на машинах в США и Канаде, в которых использовали высокосернистый бензин, покрытие быстро выходило из строя. Такого бензина сейчас и не встретить, но есть и другая причина, по которой от покрытия отказались. Оно вечное, но оно и дорогое – технология требует сложного способа гальванического нанесения и механической обработки высокопрочного материала.

Способ ремонта: расточка алюминиевых блоков с покрытием

Разумеется, все технологии с поверхностным упрочнением слоя алюминия не предусматривают износ зеркала цилиндра, а значит, и моторов с ремонтными размерами поршневой группы почти нет. Разве что совсем старые моторы BMW под Никасил имели пару ремонтных размеров, но быстро выяснилось, что покрытие либо служит и не изнашивается, либо повреждается и тогда надо менять блок цилиндров в сборе. Соответственно, ремонтные размеры для никасиловых моторов быстро пропали.

Более свежие конструкции обычно не дают даже возможности купить “оригинальные” поршни по заводскому каталогу – только шот-блок в сборе. Обосновывается это, как обычно, заботой о потребителях и высокими стандартами качества. Но поскольку детали поршневой группы заказываются производителем машины “на стороне”, то в каталогах производителей поршней оригинальные запчасти найти можно, нужно только выяснить, кто из десятка производителей поставлял их на конвейер.

Иногда можно заказать и ремонтные размеры, например, если у вас есть возможность восстановления покрытия типа алюсила, то этот вариант обеспечит сохранение всех заводских характеристик мотора. Полное восстановление заводских параметров обеспечивает гальваническое или плазменное напыление никасилоподобного или хромового покрытия с последующей расточкой или высокоточное напыление без дальнейшей обработки. Но если уж в серийном производстве не могут обеспечить стабильное качество и ресурс такого покрытия, то при использовании ремонтных технологий ресурс может оказаться еще меньше, всё зависит от исполнителя.

Шансы на качественный ремонт есть, технология широко применяется для мелкосерийного гоночного моторостроения, а там высочайшие требования к покрытию. Вот только цена работ и процедура тестирования будут соответствующие. Из славного советского прошлого множеству заводов достались восстановительные технологии из этой серии. Возможно, где-то применяются ноу-хау, позволяющие производить такое восстановление надежно и недорого, но лично мне такие места не известны.

Дополнительным плюсом использования таких технологий является возможность восстановления только поврежденного цилиндра, что делает такой вариант выгодным при возвращении к жизни именно поврежденного, но не изношенного временем блока.

Предварительная мойка блока цилиндров

Перед сборкой двигатель должен быть тщательно отмыт. Прежде всего, перед процессом мойки, выпрессовываются все заглушки масляных магистралей, для их гарантированной проходимости и снятия многолетнего налета. Сегодня существуют самые современные моющие средства, которые способны отмыть даже труднорастворимые отложения внутри блока. Это достигается благодаря применению паровых установок, где вместе с паром подается моющее средство, которое способно вымыть блок до блеска, даже в самых труднодоступных местах.

Гильзовка чугунного блока цилиндров

Когда износ зеркала цилиндров превышает предельно допустимый и выходит за все существующие ремонтные размеры, ремонт блока выполняется методом гильзования. Для чугунных блоков, в таких случаях используются гильзы из легированных износостойких чугунов. Существуют два вида гильз: «сухие» и «мокрые». «Сухие» гильзы устанавливаются в уже расточенные гнезда цилиндров, с предварительным натягом и непосредственно не имеют контакта с охлаждающей жидкостью. Гильзы могут запрессовываться как «на холодную», так и термическим способом. «Мокрые» гильзы постоянно контактируют с охлаждающей жидкостью. Процедура ремонта в этом случае гораздо проще, так как выполняется вручную. Старые гильзы вытаскиваются и заменяются новыми.

Перед установкой «сухих» гильз производят расточку блока под их размеры. Это одна из важнейших операций, так как от качества ее исполнения будет зависеть дальнейший ресурс двигателя. Во время расточки, помимо необходимого размера, соблюдают геометрию и степень чистоты отверстия под гильзы. В противном случае оставшиеся бочкообразность или конусность передадутся гильзе, с которой для устранения этих недостатков, придется снимать дополнительный слой металла, что скажется на прочности гильзы.

Поэтому нужно избегать ремонта на старых станках с невысоким классом точности. Эти работы у нас выполняются специалистами, имеющими многолетний стаж в этой области.

При установке гильз на «горячую» обеспечивают натяг порядка 50– 80 мкм, предварительно равномерно нагрев блок до 120–150 градусов. Затем, охлажденные в азоте гильзы, вставляют в блок. После выравнивания температуры, гильза будет сидеть в блоке «намертво».

При установке гильз на «холодную», приходится увеличивать толщину гильзы, чтобы не наступило коробления при запрессовке, и так как в этом случае натяг составляет лишь 0,05 мм,

Гильзовка алюминиевого блока цилиндров

Алюминиевые блоки гильзуются по аналогии с чугунными блоками, с установкой специальных гильз из алюминия с содержанием различных присадок. Так если блок отлит из сплава локасила, то для восстановления цилиндров используют гильзы, с высоким содержанием кремния (до 28%), из алюминия. В современных блоках с покрытием цилиндров никелем, вообще не предусмотрена расточка, и такие блоки восстанавливаются алюминиевыми гильзами. В отдельных случаях могут применяться и чугунные гильзы, что удешевляет ремонт.

Замена вкладышей промежуточного вала

При износе вкладышей промежуточного вала, производится их замена с последующей обработкой с использованием одноходовой развертки. Эта одна из ответственных работ, так как вкладыши вала имеют прямой магистральный канал давления и, при износе это сказывается на общем давлении в двигателе.

Ремонт постели коленвала

В случаях предельно допустимого износа или аварийного задира шейки коленвала, а также при сильных перегревах происходит деформирование постели коленвала. В этих случаях крышки (бугеля) коленвала занижаются на незначительную величину, затем их затягивают предписанным моментом и производят расточку и хонингование постели коленчатого вала. Этой операцией достигается восстановление геометрии и соосности постели коленвала.

Технология гильзовки

Гильзование блока цилиндра можно провести на любом моторе. Возможна изначальная заводская гильзовка блока цилиндров, при которой стоит использовать мокрую гильзу, а изношенные втулки заменяются на новые. Такой вид ремонта нельзя назвать сложным, поскольку доступна ручная замена путем подбора готовых гильз. В одновременной замене втулок сразу во всех цилиндрах чаще всего нет никакой необходимости, а чтобы в этом убедиться, необходимо воспользоваться нутромером. Данный инструмент позволит провести диагностику каждой гильзы в блоке и заменить только изношенные.

При выборе технологии ремонта стоит ориентироваться на вид гильз, а выбирать придётся между горячим гильзованием и запрессовкой. Помните, что чугунные гильзы подходят для блоков из того же материала, а гильзовка алюминиевого блока цилиндров осуществляется только путем установки гильзы из сплавов этого металла.

Предварительные работы выглядят следующим образом:

  1. Необходимо провести расточку цилиндра, если речь не идёт о цилиндре из галникала. На данном этапе очень важно выдержать необходимую форму паза.
  2. Хонингование пазов является следующим шагом, по завершению которого можно приступать непосредственно к гильзованию.

Метод горячего гильзования

Горячее гильзование блока цилиндра подходит для работы с сухими гильзами и предполагает реализацию следующих этапов:

  1. Нагревание блока цилиндров до 150 градусов.
  2. Охлаждение гильзы с помощью жидкого азота и её дальнейшая обработка специальным средством, благодаря которому установка холодной втулки в горячий блок не вызовет образование конденсата.
  3. Установка втулки в посадочное гнездо.

В плане качества такой метод считается наиболее подходящим, поскольку посадка получается плотной, а в зоне соприкосновения гильзы с блоком достигается необходимое натяжение. Под тяжестью собственного веса втулка без труда попадает в гнездо, в крайних случаях необходимо легко постучать молотком.

Разновидности

Существует несколько типов гильз:

  • Сухие.
  • Мокрые.

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:

  • Стойкость к механическим нагрузкам и ударам.
  • 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.

В каких случаях применяется?

Гильзовка блока цилиндров используется в тех случаях, когда глубина дефектов стенок не позволяет произвести расточку. То есть, повреждения настолько велики, что их невозможно подогнать под последний ремонтный размер. Некоторые двигатели изначально не предназначены для установки поршней ремонтного размера. В таком случае блок восстанавливается путем гильзовки.

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.

Гильзы мокрые, сухие и с воздушным охлаждением

В случае с мокрыми гильзами наблюдается соприкосновение её поверхности с охлаждающей жидкостью как на змз 402, которая находится в полости двигателя с водяным охлаждением. Отвод тепла при использовании такой гильзы намного лучше, но недостатком является меньшая жёсткость картера двигателя. Ключевое достоинство представлено высоким уровнем ремонтопригодности, поэтому такие гильзы наиболее распространены на двигателях для тракторов и грузовиков. Перед установкой нет необходимости что-либо дорабатывать, а изношенные гильзы сразу заменяются и чаще всего ремонту не подвергают. При осуществлении замены мокрых гильз двигатель даже не снимают с шасси. Сухие гильзы с охлаждающей жидкостью не соприкасаются. Использование износостойких материалов при их изготовлении позволяет создать оптимальные условия для работы группы цилиндров и поршней. В случае с сухими ремонтными гильзами допускается шлифовка наружной поверхности, чтобы добиться оптимальной плотности прилегания. Фиксация возможна при монтаже нижним, верхним буртом или без упора. Жёсткость блока картера с сухими гильзами более высокая, если сравнивать с мокрыми. Гильзы, устанавливаемые в двигателях с воздушным охлаждением, представлены отдельно отлитыми цилиндрами с воздушными рёбрами, расположение которых является перпендикулярным относительно оси цилиндра. Фиксация осуществляется с помощью короткий шпилёк через опорный фланец на верхней части картера. Также используются несущие, то есть анкерные шпильки.

Такие гильзы могут быть би- или монометаллическими. Для их изготовления используется несколько сплавов или один металл. При изготовлении биметаллических элементов наиболее востребованными вариантами являются цилиндры из стали или чугуна с рёбрами из алюминия, которые могут быть навиты или залиты. Для изготовления цилиндров из одного металла часто используется чугун. Лёгкие сплавы и сталь имеют меньшее распространение. Двигатели с воздушным охлаждением устанавливаются преимущественно на тяжёлую строительную технику.

Почему гильзы нужно менять

При достижении определенного пробега, цилиндр, подвергаемый постоянным механическим нагрузкам от работы поршней, изнашивается. Вследствие износа, его стенки стачиваются, покрываются вмятинами, царапинами и коррозией. Чтобы избавиться от этих дефектов, пагубно влияющих на работу поршня, производится расточка цилиндра, которая предполагает снятие определенного слоя металла со стенок.

Когда поршневой блок проходит несколько таких расточек, то объем каждого цилиндра увеличивается настолько, что он больше не может обеспечить эффективную работу поршней, предназначенных для данного типа двигателя. В подобных случаях первоначальный объем цилиндра восстанавливают с помощью специальных вставок под названием «гильза».

Методы гильзовки

Гильзовка может производиться двумя методами.

холодным

Если на двигателе заранее установлены «мокрые» гильзы, то их замену можно осуществить без всякой расточки и даже без помощи специального высокоточного оборудования. В таком случае старая гильза вынимается, посадочное гнездо смазывается герметиком, и на ее место вставляется новая. Такой ремонт блоков даже не считается капитальным.

горячим

Без этого метода никак не обойтись, если производится ремонт блока цилиндров с «сухими» гильзами. Подобный ремонт производится в таком порядке: блоки цилиндров нагреваются в печи или паяльной лампой до 130- 150 градусов. Гильза, напротив, охлаждается до предельно допустимых температур с помощью жидкого азота, из-за чего уменьшается в объеме. Затем гильзу обрабатывают составом от образования конденсата и просто вставляют в горячее посадочное гнездо. Когда расширенный металл блока цилиндров уменьшится в объемах, он плотно зафиксирует гильзы в гнездах.

Суть проблемы

Вопрос регулировки клапанов, а точнее их зазоров, актуален для моторов без гидрокомпенсаторов. Предназначение клапанов заключается в запуске и выпуске горючей смеси и, соответственно, отработавших газов. Отсюда их названия – впускной и выпускной. По мере того, как силовая установка нагревается, все элементы, ее составляющие, расширяются. Именно поэтому между ними предусмотрены зазоры, имеющие строго заданный размер.

Эволюция гильзовки на этапе производства двигателя

Основной причиной, по которой инженеры-конструкторы пришли к решению гильзовать двигатель, была настоятельная потребность снизить его вес. Это стало возможным в тот момент, когда для производства блока цилиндров стали применять не чугун, а алюминий.
Чугун для производства двигателя хорош своей недорогой себестоимостью и высокой прочностью, но его «минусы» слишком существенны:

  • он втрое тяжелей, чем алюминий;
  • чугун подвержен коррозийным процессам;
  • низкая теплопроводность чугуна требует большего количества охлаждающей жидкости для поддержания нормальных условий эксплуатации.

Впервые алюминиевые гильзованные двигатели появились в тридцатых годах прошлого века. Устанавливались такие двигатели в основном на спортивные модели машин. В них в алюминиевый цилиндровый блок вставлялись чугунные гильзы «мокрого» типа.

К пятидесятым годам это конструктивное решение стало широко применяться для многих моделей. Но на тот период оставались нерешёнными такие проблемы, как быстрое прогорание прокладок и пониженная жёсткость блока в сочетании с высокой степенью нагрузки на гильзы, поэтому полностью уйти от применения чугуна конструкторам не удавалось.

В начале семидесятых годов на смену «мокрым» гильзам пришли «сухие». Это произошло благодаря появлению новых технологий запрессовки гильз из чугуна в мягкий алюминий. Но идеального результата всё равно не получилось – различные коэффициенты расширения металлов вследствие нагрева узла до рабочих температур приводили к появлению зазора между цилиндром и гильзой. С другой стороны, вес блока был существенно снижен, и это на фоне повышения жёсткости цилиндра.
Далее технология производства снова изменилась — от запрессовки гильз отказались, заменив её обратной операции: отливки блока вокруг самих гильз. Это открыло эпоху «одноразовых» моторов: согласно технической документации, извлечь вмонтированные таким образом гильзы для замены не представляется возможным, то есть, цилиндровый блок таких моделей официально считается непригодным для проведения ремонтных работ.

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:

  • плановый;
  • преждевременный.

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.

Технологический процесс гильзовки цилиндрового блока в процессе ремонта двигателя зависит от конструктивных особенностей агрегата.

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.

Когда и для чего появилась гильзовка

Многим справедливо интересно, зачем вообще потребовалась гильзовка двигателя и когда впервые начали проводить подобные процедуры.

Изначально гильзование использовалось с целью снижения общей массы силового агрегата. Во многом огромным шагом на пути к снижению массы ДВС стало внедрение алюминия, который постепенно начал вытеснять чугун.

Хотя чугун прочный и дешёвый, он всё равно в 3 раза тяжелее, нежели алюминий. Плюс он страдает такой болезнью как коррозия, имеет меньшие показатели теплопроводности. Чтобы охлаждать такие блоки, требовалось значительно больше жидкости охлаждения.

Впервые внедрить алюминиевые блоки пытались ещё в 1930-годах, устанавливая их на спортивные машины. У облегчённых моторов появились блоки из алюминия, в которые вставляли мокрый тип гильз, изготовленных из чугуна.

Спустя примерно 20 лет алюминий начали внедрять уже в серийное автопроизводство. Чугун на тот момент полностью не ушёл с рынка, поскольку в то время было сложно проводить гильзование. Проблемой оставалась сниженная жёсткость блока, высокие нагрузки на используемые гильзы, быстрый процесс прогара прокладок блока даже когда перегрев был незначительным.

Уже в начале 70-х инженеры перешли на активное применение уже сухих чугунных гильз внутрь алюминиевого блока. Технически было сложно запрессовать нагретую гильзу из чугуна в более мягкий по своей структуре алюминий. Плюс оба металла обладают разными коэффициентами по тепловому расширению. Это приводило к образованию зазоров между гильзами и стенками блока, когда мотор выходил на свои рабочие температурные показатели. По жёсткости алюминий не превосходил чугун, но вот общую массу блока удалось заметно снизить.

Чуть позже по мере развития технологий инженеры перешли к процедуре, при которой гильзы не запрессовывали, а отливали вокруг блока. Внешне гильза из чугуна напоминала небольшую вставку, которую вплавляли в алюминий.

В итоге подняли прочность, но дальнейшая выпрессовка стала уже невозможной. То есть гильзованные по такой технологии моторы становились неремонтопригодными. Так фактически начался период одноразовых ДВС. Постепенно производители полностью отказались от гильз из чугуна, перестав их применять в алюминиевых блоках.

Актуально также узнать про ресурс двигателя, прошедшего процедуры гильзовки. То есть автолюбители интересуются касательно того, какой срок службы может быть у мотора после профессиональной гильзовки.

В действительности продолжительность службы во многом зависит от ряда факторов и правильности проведения всей процедуры, начиная с подготовки и выбора гильз, заканчивая обратной сборкой. Но можно сказать, сколько в среднем ходит гильзованный двигатель. После такого капитального ремонта эксплуатационный срок движка может составлять 100-150 тысяч километров. Это солидный период, учитывая разницу в финансовых затратах на капремонт и покупку нового, пусть даже и подержанного, двигателя.

Чтобы ДВС смог прослужить такой период, после завершения всех работ и начала эксплуатации не стоит забывать об элементарных правилах обслуживания.

Дальнейшее развитие и неремонтопригодные блоки

На достигнутом автопроизводители не остановились. Решение относительно того, что необходимо отказаться от применения чугуна и гильз оказалось правильным. Это обеспечило упрощённый и удешевлённый процесс производства. Исключили необходимость запрессовывать гильзы, отливать блоки вокруг так называемых стаканов и пр.

Вместе с тем цельный алюминиевый блок означал, что нет нужды учитывать температурные параметры разных материалов, то есть алюминия и чугуна. Это позволило добиться лучшего охлаждения.

Но проблема мягкости алюминия осталась неизменной. Поскольку на поршнях используются прочные стальные кольца, при активной эксплуатации они начнут быстро разрушать сам алюминиевый цилиндр. Появилась необходимость придать зеркалам цилиндров дополнительную прочность. Чтобы этого добиться, разработчики начали пробовать разные покрытия на основе сверхпрочных материалов.

В результате мир увидел первые безгильзовые моторы на основе алюминиевого блока. В серийное производство их запустили в 1971 году. Основой был справ из алюминия, куда добавляли 17% кремния. Если описывать коротко, зеркало рабочего цилиндра поддавали резкому и сильному охлаждения, что позволяло кристаллизовать кремний. Потом зону обрабатывали разными кислотами. Они удаляли остатки имеющегося алюминия уже на молекулярном уровне.

В итоге появилась высокопрочная твёрдая стенка внутри цилиндра, по которой вполне свободно и без рисков образовать повреждения ходили поршни со стальными кольцами. Технология показалась весьма перспективной, что привело к её дальнейшему развитию. В результате появились алюминиевые гильзы, насыщенные кремнием.

Несмотря на кажущуюся победу алюминия над чугуном, на практике всё оказалось не так радужно и перспективно. Оставалась проблема слабой устойчивости к механическим воздействиям, из-за которых появлялись задиры. Ведь несмотря на высокопрочный слой, он был тонким, а под ним находился мягкий металл алюминия.

Следующим этапом развития стала специальная технология, которая подразумевала уплотнение стенок за счёт гальванической обработки с помощью никеля и карбида кремния. Эта технология хорошо известна поклонникам автомобилей Audi и BMW. Баварцы пошли немного дальше, выпустив мотор с алюминиевыми улучшенными гильзами, выполнив при этом все остальные компоненты на основе магниевого сплава. Это существенно снизило массу ДВС.

В настоящее время инженеры активно работают над тем, чтобы сделать технологию обработки стенок цилиндров ещё более прочной, долговечной и эффективной. В результате появилось лазерное легирование, плазменное нанесение, применяется титан и пр.

Все усилия разработчиков были направлены на увеличение ресурса ДВС и уменьшение его веса. В теории всё выглядело радужно и перспективно. Но на практике проявился целый ряд недостатков у так называемых неремонтопригодных блоков цилиндров. Алюминиевые БЦ могли быстро выйти из строя и не иметь возможности восстановления при определённых поломках. Параллельно замена всего блока обходилась в солидную сумму, составляющую около 20-30% от стоимости автомобиля, а местами даже дороже.

Алюминиевые блоки не могли обеспечить солидный моторесурс, который в среднем для разных автопроизводителей составлял 300 тысяч километров. Если сравнивать с чугунными блоками, либо же с блоками из алюминия, но гильзованные чугуном, то они без особых проблем преодолевали по 400-500 тысяч километров. Существуют и легендарные миллионники.

Учитывая имеющиеся недостатки, обусловленные малым ресурсом и высокой стоимостью замены БЦ, остро встал вопрос относительно ремонта якобы неремонтопригодных блоков. И тут спасением стали гильзы. Специалисты уже не один год практикуют гильзовку алюминиевых БЦ, несмотря на то, что официально они не подлежат восстановлению.

Эта процедура оказалась не самой дешёвой и простой, но в сравнении с приобретением нового блока или полностью двигателя всё равно снижает затраты автовладельца. Если всё сделать грамотно и в соответствии с технологией, ресурс ДВС после гильзовки окажется ничуть не меньше, чем у контрактного двигателя или же у старого ДВС с новым блоком. Потому затраты на гильзование зачастую полностью себя оправдывают.

В настоящий момент гильзованию поддаётся практически любой мотор. Здесь главное наличие достаточной толщины стенок, которая позволит провести восстановление гильзами. Если с двигателем возникли проблемы, можно подобрать для него подходящие по размеру гильзы, и монтировать их внутрь блока.

Тонкости и нюансы во время гильзовки блока

Начнем с блоков цилиндров, так как существуют чугунные и алюминиевые изделия, блоки могут быть цельными и с гильзой. Также встречаются БЦ из алюминия, которые не рассчитаны на установку поршней ремонтного размера. В цельных блоках из чугуна стенки цилиндров покрыты хоном. Редким явлением считается ДВС, когда в чугунном блоке дополнительно установлены гильзы из стали. Агрегаты с блоком из алюминия обычно имеют гильзу, намного реже встречаются цельнолитые изделия.

Нужно отметить, что современные ДВС многих производителей имеют алюминиевый блок цилиндров с сухими гильзами. В таких блоках поршень и поршневые кольца взаимодействуют с алюминиевыми стенками втулок, на которые также нанесено специальное покрытие для придания прочности и износостойкости. В зависимости от покрытия одни алюминиевые блоки допускают использование ремонтных поршней, а также возможна их гильзовка. Для решения задачи в продаже присутствуют алюминиевые гильзы.

Другой тип блоков из алюминия не предусматривает возможности поставить увеличенные поршни и кольца для ремонта, так как завод изготовитель не выпускает ремонтных деталей. При этом такие блоки также гильзуются. Если с чугунным блоком проблем не возникает, установка втулок в изделия из алюминия имеет ряд сложностей. Прежде всего, использование готовых заводских гильз для моторов, где гильзование допускается заводом, может обойтись очень дорого. Одна втулка имеет среднюю стоимость около 130-150 у.е. Если нужно отремонтировать только один цилиндр, тогда процедура имеет смысл, а вот гильзовать весь блок алюминиевыми гильзами самого завода-изготовителя ДВС получается экономически нецелесообразно.

Единственным выходом в сложившейся ситуации можно считать установку чугунных гильз в алюминиевый блок цилиндров. Данный способ успешно практикуется мастерами по ремонту двигателей на территории СНГ. Главным условием является обеспечение правильного натяга между гильзой и блоком цилиндров, а также проведение комплексных замеров перед установкой втулок. Важно правильно подобрать тепловые зазоры, обеспечить необходимый отвод тепла.

Также следует учитывать некоторые особенности, например, при установке втулок только в один или два цилиндра. Если гильзовать один цилиндр, тогда в соседнем будет нарушена геометрия. Не меньше внимания уделяется и способу установки гильзы, так как метод запрессовки не всегда подходит. В таком случае используется способ свободной посадки холодной втулки в предварительно нагретый блок, используется герметик и т.д. Напоследок отметим, что качественный ремонт алюминиевого блока с использованием втулок из чугуна позволяет двигателю пройти около 150 тыс. км.

Выводы

Подводя итоги, стоит отметить, что эксплуатация двигателя при качественно загильзованном блоке цилиндров и соблюдении всех технологических этапов достигает 150 тысяч км. Дополнительным условием является правильная эксплуатация двигателя и его регулярное обслуживание.

Источники


  • https://auto-gl.ru/2-metoda-gil-zovki-bloka-cilindrov-osobennosti-remontnyh-rabot/
  • https://www.kolesa.ru/article/odnorazovye-no-ne-sovsem-sposoby-kapremonta-sovremennyh-motorov-2015-04-23
  • https://altushka.com/services/repair_of_block_cylinders/
  • https://www.syl.ru/article/342456/chto-takoe-gilzovka-bloka-tsilindrov-dvigatelya—opisanie-osobennosti-i-rekomendatsii
  • https://24techno-guide.ru/dvigateli-s-gilzami.php
  • https://engine-repairing.ru/gilzovka-alyuminievogo-bloka-cilindrov/
  • https://megus-service.ru/service/remont-dvigatelya/gilzovka-bloka-tsilindrov-dvigatelya.html
  • https://fastmb.ru/soveti_auto/3120-zachem-nuzhna-gilzovka-bloka-cilindrov.html
  • https://DriverTip.ru/repair/gilzovka-dvigatelya-i-kak-ona-delaetsya.html
  • http://KrutiMotor.ru/gilzovka-bloka-cilindrov-dvigatelya/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт автомобиля, решение проблем с авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: