Как делаются блоки цилиндров (3 видео)

Содержание

Расточка блока цилиндров. Зачем нужно двигателю и можно ли сделать своими руками + подробное видео
Для чего делается
Алюминий и чугун
Как происходит процесс растачивания
Гильзы как способ ремонта
Алюминиевый блок и гильзы
Процесс литья блоков цилиндров
Обзор: литейные формы и соответствующие литейные процессы
Литьё в песчаные формы
Литьё в кокиль
Свободное литьё в кокиль
Литьё в кокиль под низким давлением
Литьё под давлением
Прессование (Squeeze Casting)
🎥 Видео

Видео:Как делают блоки цилиндровСкачать

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.

Видео:Как отливают блоки цилиндровСкачать

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.

Видео:Как делают блок двигателяСкачать

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!

Читайте также: Как найти вмт первого цилиндра ямз 238

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

Видео:Расточка гильзовка и хонинговка блока цилиндровСкачать

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.

Видео:Китайский ПЛАСТИЛИН блок двигателя: Чугун или Алюминий. Разбираю как инженерСкачать

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.

Большим плюсом является то — что при износе гильзы, она как бы берет весь удар на себя. Вы ее просто вытаскиваете (вытачиваете), ставите ремонтную, или даже такую же по размерам. Меняете поршни и кольца (скорее всего, нужен будет ремонт). И мотор опять работает в штатном режиме.

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?

Видео:Блок Двигателя! Чугун или Алюминий! Никасил и АлюсилСкачать

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:

При отливке на заводе устанавливаются тонкостенные тонкие чугунные гильзы, толщина стенки 2 – 3 мм. Такие варианты получили название «сухие с чугунными гильзами». Расточка такого варианта допустима, причем под них выпускаются ремонтные поршни и кольца. Устанавливаются на такие машины как – VOLVO, Land Rover, HONDA, SUBARU, NISSAN, SUZUKI и некоторые другие.

Читайте также: В бутылке цилиндре колбе банке находится магний гидроксид бария

Цельноалюминиевые моноблоки по технологии SILUMAL (разработана фирмой MAHLE). Здесь идет литой алюминиевый корпус, но стенки изнутри подвергаются сложной химико-термической обработке, после которой на стенках образуется высокая концентрация кремния, этот материал не дает кольцам и поршням быстро изнашивать стенки и ресурс вырастает до 150 – 200 000 км. Слой достаточно толстый и его также можно НЕМНОГО растачивать, для таких моторов выпускается ремонтные комплекты с увеличение размера цилиндра на 0,5 – 1мм. Такие варианты устанавливаются на многие модели Mercedes, BMW, AUDI, PORSCHE и некоторые другие авто.

Моноблочная технология NICASIL. Здесь также на поверхность стенок цилиндра наносится прочное покрытие только из смеси никеля и карбида кремния. Оно намного тоньше, чем предшественник, а поэтому не ремонтируется! Производитель не заложил ремонтных возможностей, также не предоставляет ремкомплектов. Устанавливаются на некоторые модели BMW и другие.

«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

(7 голосов, средний: 4,57 из 5)

Видео:Устройство двигателя - Блок цилиндровСкачать

Процесс литья блоков цилиндров

Обзор: литейные формы и соответствующие литейные процессы

Стальные кокили с песчаными стержнями

Стальные кокили Стальные формы

Литьё под низким давлением

Прессование (Squeeze Casting)

В таблице помещён небольшой обзор применяемых для алюминиевого литья литейных процессов и соответствующих литейных форм. В нижеследующих подразделах описываются определённые литейные процессы, а также поясняются их преимущества и недостатки.

Литьё в песчаные формы

Литьё в песчаные формы является традиционной технологией литья в формы с разрушаемыми (теряемыми) песчаными формами. Формы, применяемые для одной единственной отливки, изготавливаются, в принципе, из кварцевого песка как основного материала формы с применением связующих средств. Изготовление форм производится копированием моделей из дерева, металла или пластмассы и позволяет получать отливки сложной формы путём разъёма и разделения модели и формы. После застывания отливок песчаные формы разрушаются, а песчаные стержни, служащие для достижения недоступных и необрабатываемых полостей, вытряхиваются или вымываются. Обычно применяемое литьё в песчаные формы играет в серийном производстве второстепенную роль. Главная область применения — изготовление прототипов и малых серий. Экономично литьё в песчаные формы в форме автоматизированного метода стержневого пакета (CPS = core package system). Чистый процесс литья в песчаные формы (форма и стержни изготовлены из песка) производится методом свободной заливки форм или методом литья под низким давлением. На Изображении 1 показано литьё в песчаные формы методом свободной заливки форм.

Читайте также: Чему равен периметр основания цилиндра

Литьё в кокиль

При литье в кокиль жидкий алюминий разливается в долговременные металлические формы из чугуна или жароупорных сталей. При данном методе литья конструкция и свобода её конструирования зависят, однако, от того, производится ли отливка методом свободной заливки форм или методом литья под низким давлением. По сравнению с литьём в песчаные формы при литье в кокиль достигается лучшее качество поверхности и большая точность размеров отливок

Свободное литьё в кокиль

При свободном литье в кокиль заполнение формы происходит исключительно под влиянием действующей на металл силы тяжести при атмосферном давлении. Отливка производится вручную или на частично или полностью автоматизированных литейных машинах. При данном методе существует достаточно большая свобода конструирования, поскольку возможно применение песчаных стержней (изобр. 3). Таким образом, реализуемы также разрезы сзади или полости, недостижимые механообработкой. Благодаря быстрому, направленному застыванию расплава при методе свободного литья в кокиль по сравнению с литьём в песчаные формы достигается более тонкая структура, более высокая прочность, а также неограниченные возможности по работе с теплом.

Литьё в кокиль под низким давлением

При литье под низким давлением расплав при относительно низком избыточном давлении (для алюминиевых сплавов — от 0,2 до 0,5 бар) поднимается в кокиль и при этом давлении застывает Речь идёт, — если речь идёт о давлении, — собственно, о давлении заполнения, необходимом для того, чтобы жидкий металл доставить в литейной машине наверх, в форму. Давление заполнения поддерживается до тех пор, пока не произойдёт затвердевание, от самого удалённого места до среза сифонного литника (входное отверстие литейной формы). Тем самым почти идеально происходящее, направленное затвердевание и заполнение формы без турбулентности являются существенным основанием высокой ценности отливок под низким давлением. Как и при свободном литье в кокиль, и при данном методе применимы стержни из песка, дающие в достаточной степени простор для конструирования формы.

4. Литейная печь с расплавом

6. Подъёмное приспособление

Литьё под давлением

При литье под давлением расплав под высоким давлением и с большой скоростью впрыскивается в долговременные формы из улучшенной жаропрочной стали. Металл течёт под давлением в полости формы. В конце заполнения формы давление на жидкий металл возрастает до 700 — 1000 бар. Давление поддерживается в процессе затвердевания металла. Это позволяет получить самую точную передачу формы по сравнению с другими методами литья. Тем самым достижимы узкие поля допусков размеров, резкость контуров и качество поверхности с малыми припусками на обработку. Благодаря высокому съёму продукции с квадратного метра площади речь идёт об очень экономичном методе литья. Этот метод имеет, однако, также определённые недостатки. Так, увеличивающая прочность двойная термообработка, в общем, невозможна, поскольку заключённые в материале пузырьки воздуха или газовые поры, образующиеся из-за толчкообразного наполнения формы, при определённых условиях создадут трудности. Также следует назвать ещё имеющуюся в настоящее время ограниченную свободу конструирования, поскольку при литье под давлением не могут быть применены для литейных полостей никакие обычно применяемые песчаные стержни. Обычно применяемые песчаные стержни были бы разрушены высоким давлением литья и сделали бы отливку непригодной. Однако происходит дальнейшее развитие литейной технологии. В настоящее время разрабатываются такие песчаные стержни, которые могут выдерживать высокое давление литья в процессе литья под давлением.

Прессование (Squeeze Casting)

Речь идёт, в принципе, о литье под давлением с несколько иными преимуществами и недостатками. Конструкция литейной машины, однако, отличается. Создание давления при прессовании происходит в конце процесса заполнения формы, который идёт значительно медленнее, чем при литье под давлением. Расплав, в отличие от литья под давлением, выдавливается в форму не в течение нескольких миллисекунд; процесс литья длится значительно дольше, до нескольких секунд. Это особенно важно при заливке чувствительных заливаемых частей, таких, как, напр. Silizium Preforms (LOKASIL метод) или усиления волокном постели под подшипники. Впрыск расплава, как это делается при литье под давлением, повредил или разрушил бы эти чувствительные части, сделав данную отливку негодной. Благодаря отсутствию турбулентности при заполнении формы прессованные части полностью термообрабатываемы для увеличения прочности.