Как уплотняются гильзы цилиндров различных двигателей (5 видео)

Сопрягаемые поверхности между базовыми деталями двигателя необходимо должным образом уплотнить. Особое внимание следует обратить на уплотнение стыка между блок-картером и головкой блока, поскольку эти элементы конструкции подвержены значительным тепловым и механическим нагрузкам, и прорыв газов между головкой блока и блок-картером приведет не только к энергетическим потерям, но и к повреждению основных деталей двигателя.
Разгерметизация сопрягаемых поверхностей головка блока-блок приводит к утечке охлаждающей жидкости в цилиндры и поддон картера, попаданию моторного масла в цилиндры с последующим пригаром и нагаром, коробление головки блока, снижению степени сжатия и, в конечном итоге, к снижению КПД и потере работоспособности двигателя.

Уплотнение корпуса двигателя, необходимое для исключения прорыва газов из рабочей полости цилиндра, а также для предотвращения утечек охлаждающей жидкости и моторного масла выполняется чаще всего в виде специальной прокладки, которую так и называют – прокладка головки блока цилиндров. Прокладка должна исключать появление всех перечисленных выше неисправностей, уплотняя все системные магистрали двигателя, а также должным образом герметизируя камеру сгорания.

Уплотнению при помощи прокладки головки блока подлежат:

газовые стыки между головкой блока цилиндров, торцом цилиндра и впускным трубопроводом;
стыки между блоком цилиндра и головкой блока цилиндров в местах сопряжения отверстии для охлаждающей жидкости и масла;
стыки между «мокрой» гильзой и блок-картером;
разъемы между блок-картером, головкой блока цилиндров и различными навесными деталями и крышками;
выходящие из двигателя вращающиеся детали: носок и хвостовик коленчатого вала, валы приводов различных узлов.

Как уже упоминалось выше, наиболее ответственным является уплотнение газового стыка, так как при нарушении герметичности ухудшается работа двигателя, возможен прорыв газов из камеры сгорания, поступление масла в систему охлаждения или охлаждающей жидкости в полость цилиндра.
Поскольку газовый стык является зоной высокого температурного и механического напряжения, прокладки для его уплотнения выполняются из жаростойких и герметизирующих материалов. Такие прокладки должны удовлетворять следующим требованиям:

выдерживать значительное давление газов и высокие температуры;
иметь достаточную пластичность для заполнения неровностей на опорных поверхностях головки блока цилиндров и блок-картера;
иметь необходимую упругость и достаточную прочность.

Прокладки головки блока цилиндров могут быть цельнометаллическими, составными или комбинированными.
В двигателях с высокой степенью сжатия применяются цельнометаллические прокладки из листовой стали, алюминия или меди либо составные прокладки, набранные из нескольких тонких листов.

Стальные цельнометаллические прокладки имеют вокруг отверстий штампованные канавки, которые при сборке деформируются и обеспечивают уплотнение вследствие своей упругости. При ремонте двигателя такие прокладки подлежат обязательной замене на новые, поскольку вторичное их использование не способно обеспечить надежное уплотнение стыка.
В двигателях со средней степенью сжатия используются комбинированные прокладки, выполненные из графитизированного асбестового полотна, армированного снаружи листовой сталью. Контур камеры сгорания окантовывается металлическими полосками, которые при затяжке стыка надежно предохраняют камеру сгорания от разгерметизации.

Надежность уплотнения газового стыка зависит от того, насколько сила сжатия прокладки в зазоре больше силы воздействия газов в цилиндре. Поэтому в месте расположения прокладок выполняют следующее:

делают утолщение прокладки по контуру цилиндра;
предусматривают выступ торца цилиндра на 0,05. 0,15 мм над привалочной плоскостью блока цилиндров;
вдавливают прокладку в фасонный торец гильзы стальным кольцом, расположенным в выточке головки блока цилиндров и выступающим над ее поверхностью;
устанавливают металлические кольца, зажимаемые между торцом гильзы и головкой блока цилиндров. Каналы охлаждающей жидкости и масляные каналы уплотняются резиновыми кольцами.

Кроме сопряжения блок-головка блока в двигателе подлежат качественному уплотнению и другие соединения деталей КШМ – соединение с впускным и выпускным трубопроводом,блок-картера и поддона, соединение свечей зажигания и форсунок дизельного двигателя с головкой блока, а также различных валов, в т. ч. и коленчатого вала, имеющих выход из блока цилиндров. Все эти сопряжения, как и стык между головкой блока и блоком, безусловно, влияют на работу двигателя, предотвращая потери тепловой энергии в виде прорыва рабочих газов, утечки масла и охлаждающей жидкости из вспомогательных систем двигателя.

Газовый стык между выпускным трубопроводом и головкой блока цилиндров (блок-картером) уплотняется прокладками из графитизированного асбестового картона, армированного стальным перфорированным листом.

Стык картера и поддона, разъемы с крышками и навесными деталями уплотняются прокладками из паронита, картонными или резиновыми прокладками из специальной резиновой смеси. Искровая свеча зажигания в месте ее стыка с головкой блока цилиндров уплотняется металлическими кольцами круглого сечения, а форсунки — кольцами из отожженной меди.

Для предотвращения течи масла в местах выхода из двигателя носка и хвостовика коленчатого вала применяются уплотнительные манжеты или сальники.
Сальники представляют собой волокна или графитизированный асбестовый шнур, которые закладываются в кольцевую канавку корпуса вокруг вращающегося вала. Отверстие становится меньше, благодаря чему и уплотняется зазор.
Для надежности уплотнения на поверхности вала под сальником выполняют многозаходную неглубокую накатку, по которой масло, попавшее в зазор уплотнения, возвращается в картер.

Читайте также: Замок секурема нуклия securemme 25txs под цилиндр

Кроме того, перед сальником на хвостовике вала выполняется маслоотражательный гребень. При отсутствии накатки кроме гребня может применяться маслосгонная резьба. Передние концы коленчатых валов, а также их хвостовики в случае безфланцевого крепления маховика обычно уплотняются уплотнительными манжетами.
Радиальное давление кромки уплотнительной манжеты и ее постоянный контакт с валом обеспечивается спиральной браслетной пружиной. Носок коленчатого вала обычно имеет маслоотражатель.

Уплотнительные манжеты применяются для уплотнения и других вращающихся валов, выходящих из корпуса двигателя.

Содержание

Как уплотняются гильзы цилиндров различных двигателей
Гильзовка блоков цилиндров
Гильзы и безгильзовые двигатели
Чугунный блок цилиндров без гильз
Чугунный блок цилиндров с чугунными гильзами
Алюминиевый блок цилиндров с чугунными гильзами
Стадии ремонта блока цилндров
Алюминиевый блок цилиндров без гильз
«Мокрые» и «сухие» гильзы
Нюансы технологического процесса
Двигатели VR6
Обязательно ли гильзовать все цилиндры?
📽️ Видео

Видео:сухие гильзы, установка без азотаСкачать

Как уплотняются гильзы цилиндров различных двигателей

2.2. КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

16. Как уплотняется гильза в блоке цилиндров?

1. Тремя резиновыми кольцами — одно под буртом в проточке гильзы и два в расточках блока. 2. Прокладкой под буртом гильзы и кольцом в расточке блока. 3. Четырьмя резиновыми кольцами по два кольца в расточках блока в верхней и нижней зонах относительно гильзы.

17. Чем уплотняются водяные и масляные каналы между головкой цилиндров и блоком?

1. Общей резиновой прокладкой на каждом ряду цилиндров; резиновыми уплотнительными кольцами на втулках масляных каналов. 2. Индивидуальной резиновой прокладкой под каждой головкой цилиндра; резиновыми уплотнительными кольцами на втулках масляных каналов. 3. Общей прокладкой из асбестовой композиции на каждом ряду цилиндров; резиновыми уплотнительными кольцами во втулках масляных каналов.

18. Чем уплотняется зазор между головкой и блоком цилиндров?

1. Стальным опорным кольцом, запрессованным в огневую плиту головки и передающим усилие на бурт гильзы цилиндра. 2. Стальной прокладкой, которая деформируется стальным опорным кольцом, запрессованным в огневую плиту головки. 3. Оба ответа правильные. На автомобилях разных лет выпуска возможны разные варианты уплотнения.

19. Где выбивается индекс варианта гильзы и поршня цилиндра?

1. Гильзы — на нерабочей части бурта, а поршня — на боковой поверхности. 2. Гильзы — на рабочей, уплотняющей части бурта, а поршня — на днище камеры сгорания. 3. Гильзы — на нерабочей части торцевой поверхности бурта, а поршня — на торцевой поверхности днища.

20. Как обозначается индекс варианта гильзы и поршня?

1. Буквами А, Б, В. 2. Цифрами от 1 до 8. 3. Двухзначными цифрами 10, 20, 30, 40.

21. Почему при ремонте двигателя не допускается устанавливать в гильзу поршень, имеющий более высокий индекс варианта?

1. Снижается степень сжатия, повышаются расход топлива и дымность отработавших газов.

2. Возможны удары поршня о клапаны или головку цилиндра. 3. Оба ответа правильные.

22. Почему при ремонте двигателя не рекомендуется устанавливать в гильзу поршень, имеющий более низкий индекс варианта?

1. Снижается степень сжатия, падают мощность и экономичность двигателя, увеличивается токсичность отработавших газов и ухудшается пуск двигателя. 2. Ухудшается перемещение газов из камеры сгорания в надпоршневой зазор. 3. Необходима большая мощность для прокручивания коленчатого вала при пуске, ухудшаются пусковые качества двигателя.

23. Что дает попарная сборка гильз и поршней, имеющих одинаковые индексы вариантов?

1. Обеспечиваются заданные степень сжатия и зазор между днищем поршня и огневой плитой головки.

2. Повышается эффективность смесеобразования и сгорания топлива в надпоршневом зазоре.

24. Какие кольца установлены в поршне?

1. Два компрессионных и одно маслосъемное.

2. Одно компрессионное и два маслосъемных.

3. Два компрессионных и два маслосъемных.

25. Чем отличаются верхнее и нижнее компрессионные кольца?

1. Размерами. 2. Внешняя цилиндрическая поверхность верхнего компрессионного кольца хромирована (блестит), а нижнего покрыта молибденом (матовая). 3. Внешняя цилиндрическая поверхность нижнего компрессионного кольца хромирована (блестит), а верхнего покрыта молибденом (матовая).

26. К чему приводит установка на поршни вместо верхнего хромированного кольца с
молибденовым покрытием?

1. При попадании пыли в цилиндр резко ускоряется износ верхнего компрессионного кольца и гильзы. 2. Нижнее кольцо изнашивается быстрее верхнего. 3. Оба ответа правильные.

27. Как надо устанавливать компрессионные кольца на поршне?

1. Скошенной стороной с клеймом «Низ» в сторону юбки поршня. 2. Скошенной стороной с клеймом «Верх» в сторону юбки поршня. 3. Скошенной стороной с клеймом «Верх» в сторону камеры сгорания.

28. Как устанавливается на поршне маслосъемное кольцо?

1. Скошенной стороной с клеймом «Верх» в сторону камеры сгорания. 2. Стык пружинного расширителя должен находиться диаметрально противоположно замку кольца. 3. Стороной с клеймом «Верх» в сторону поршневого пальца, замок кольца не должен совпадать со стыком пружинного расширителя.

29. Почему целесообразно заменять поршневые кольца не по одному, а комплектом?

1. Уменьшаются затраты на последующие ремонты и простои автомобиля. 2. Повышаются надежность и долговечность двигателя. 3. Оба ответа правильные.

30. Как устанавливается комплект колец на поршне?

1. Замки всех колец должны находиться на одной линии друг над другом. 2. Замки смежных колец должны быть развернуты на 180°. 3. Замки смежных колец должны быть развернуты относительно друг друга на 60°.

Читайте также: Зазоры клапанов каменс 6 цилиндров

Видео:Зачем нужно хонингование блока цилидров?🏎 #ремонтдвигателя #хонингование #блокцилиндровСкачать

Гильзовка блоков цилиндров

Принципиально все двигатели с цилиндрами и поршнями устроены одинаково (мы не говорим сегодня, например, о роторных двигателях), и получают износ цилиндров примерно одинаковым путем — при штатной работе поршневых колец по поверхности цилиндра, или из-за нештатных обстоятельств (задиры, царапины). А вот их ремонт уже сильно зависит от нюансов конструктивного исполнения. Об этом мы сегодня и поговорим.

Классифицировать двигатели можно по многим критериям. Рассмотрим ту классификацию, которая относится к гильзовке.

Видео:Лайвхак как вытащить гильзу из поршневой. #shorts #ремонтавто #автомеханик #tehnicsСкачать

Гильзы и безгильзовые двигатели

Существуют два исполнения: либо рабочая поверхность цилиндра является материалом блока цилиндров, либо рабочей поверхностью является гильза, запрессованная или залитая в цилиндр.

Блок цилиндров без гильзы. Рабочая поверхность цилиндра – материал блока

Блок цилиндров с гильзой. Поршневые кольца работают по поверхности гильзы, не контактируя с материалом блока цилиндров

Это грубая классификация. Далее она разделяется на несколько веток, в зависимости от материалов блока цилиндров и материала гильз. Многообразие конструктивных исполнений не исчерпывается нижеперечисленными вариантами, однако смело можно сказать, что большинство наиболее распространенных вариантов перечислено.

Видео:2 часть Измерение эллипса блока цилиндров двигателя 2.4 Додж караванСкачать

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

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.

Видео:Как проверить зазор между поршнем и гильзой двигателяСкачать

Чугунный блок цилиндров с чугунными гильзами

Цилиндры в блоке цилиндров изначально выполнены под прессовую посадку гильз. Гильзы запрессованы, и поршневые кольца работают по ним.

Здесь видно, что в чугунный блок запрессована гильза

В этой конструкции замена гильз — штатный технологический маршрут.

Видео:Гильзовка блокаСкачать

Алюминиевый блок цилиндров с чугунными гильзами

В этой конструкции гильзы из чугуна заливаются в блок цилиндров на этапе производства.

Заводские гильзы при этом имеют неровную внешнюю поверхность:

Это не огрех производства, а сделано специально для того, чтобы гильза была неподвижна относительно блока. В то же время это не позволяет просто выпрессовать гильзу из блока. Приходится снимать материал гильзы на расточном станке.

Видео:расточка головки блока цилиндров двигателя volvoСкачать

Стадии ремонта блока цилндров

Ниже приведены основные стадии ремонта такого блока. Так выглядит блок, подготовленный к установке гильз. Видно, что три гильзы слева уже вставлены, а четвертая — еще нет:

А так выглядит расточенный цилиндр вблизи. Сверху виден буртик под гильзу с верхним упором:

Алюминиевый лок цилиндр расточен

А так выглядит сама гильза с верхним упором:

Так гильзы выглядят, будучи установленными в блок:

Алюминиевый блок гильза вставлена

Видео:ЗАМЕНА ГИЛЬЗ В БЛОКЕ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ПЕРКИНС А4!!!Скачать

Алюминиевый блок цилиндров без гильз

Если поршневые кольца будут работать прямо по алюминию — алюминий достаточно быстро износится. Чтобы этого избежать, существует ряд способов. Первый способ – нанесение специального покрытия на алюминиевые стенки цилиндра. Примером такой технологии служит Nikasil – сплав никеля и кремния. В истории марки BMW был период выпуска двигателей с таким покрытием. Практика показала, что это покрытие достаточно часто «осыпается», поэтому производители двигателей от него отказались. Тем не менее, определенное количество автомобилей с такими двигателями до сих пор ездит по дорогам.

Для таких блоков цилиндров не предусматриваются ремонтные размеры — при расточке будет снято специальное покрытие, и все свойства стенки цилиндра будут утеряны. Поэтому аналогично безгильзовым чугунным блокам, под номинальный размер поршня подбирается или изготавливается гильза, под размер которой растачивается блок. Строго говоря, производитель не одобряет такого решения – поршневые кольца имеют некие особенности, ориентированные на работу именно по никасилу. Однако сложившаяся практика подтверждает, что после установки в такие блоки гильз из серого чугуна данные двигатели ходят долго и без проблем.

Другой вариант – изготовление блока из сплава алюминия и кремния, например, так называемый «Алюсил». В этом случае стенка цилиндра – опять же, материал блока, как и в случае с чугунным блоком без гильз. Цилиндры также проходят специальную обработку, «вскрывающую» зерна кремния в сплаве, что повышает долговечность покрытия. Увы, это не делает двигатель вечным – такие цилиндры также изнашиваются.

Видно отсутствие гильзы в алюминиевом блоке. Поршневые кольца работают прямо по стенке цилиндра

Алюсиловые блоки цилиндров обычно имеют ремонтные размеры, поэтому, если износ не слишком велик, можно расточить его в ремонтный размер, установить ремонтный поршень, и двигатель будет ездить дальше. Если же износ слишком велик – производитель предусматривает гильзовку блока специальными алюсиловыми гильзами. Беда в том, что такие гильзы очень дороги, поэтому более выгодной является установка обычных гильз из серого чугуна. Как и в случае с никасилом, производитель не предусматривает использования таких гильз, однако сложившаяся практика подтверждает, что после такой гильзовки двигатели достаточно долговечны.

Читайте также: Задние тормозные цилиндры лада калина артикул

После расточки блок с алюсиловым покрытием выглядит так:

Фотография после установки гильзы не приведена, так как не имеет принципиальных отличий от фотографии предыдущего двигателя с установленной гильзой.

Видео:Как Самостоятельно Расточить Цилиндр Под Ремонтный Поршень? Часть 2Скачать

«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:

Стык гильзы с блоком ближе:

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

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

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 цилиндров, видно, что гильзы не контактируют с рубашкой системы охлаждения — жидкость омывает только тело блока

Видео:Расточка гильзовка и хонинговка блока цилиндровСкачать

Нюансы технологического процесса

Когда начинаешь описывать процесс, всегда сначала кажется, что описывать толком и нечего Расточили блок под внешний размер гильзы, запрессовали гильзу, на этом практически все. Казалось бы, ничего сложного. Однако же, нет.

В зависимости от конкретного блока и сочетания материалов — запрессовка может выполняться по разным техпроцессам. Для чугунных блоков самый распространенный метод — запрессовка гильзы прессом, иногда с дополнительным нагревом блока цилиндров. Если гильзуется алюминиевый блок – его нагревают практически всегда.

После установки гильз в цилиндры — гильзы обычно несколько выступают над плоскостью сопряжения блока цилиндров с головкой. После этого плоскость блока цилиндров протачивается или шлифуется для обеспечения ровной поверхности.

В большинстве случаев гильзы после установки в цилиндр требуют проточки (на толщину около 0.1 мм), а также хонинговки. Принципиально нет сложностей изготовить гильзу сразу готовую к употреблению, однако при установке гильза может несколько деформироваться, и проточка позволяет гарантированно устранить потенциальную несоосность и другие нарушения геометрии.

Тем не менее, в отдельных случаях встречаются и гильзы, поставляемые сразу отхонингованными и не требующими дополнительных действий после установки в цилиндр.

Если говорить о «мокрых» гильзах» — они всегда поставляются «готовыми к использованию», и дополнительных действий после установки не требуют.

«Сухие» гильзы обычно прессуются с натягом 0.03-0.04 мм. Принципиально возможно установить гильзу вовсе без натяга – гильза будет зафиксирована упором от перемещения вниз и головкой блока – от перемещения вверх. Однако нет гарантий, что со временем деформации от циклического нагрева-остывания не приведут к тому, что гильза начнет иметь свободный ход в вертикальном направлении. В этом случае двигатель несколько раньше «попросится» на ремонт.

Некоторой «страховкой» от такой ситуации служит порядок технологических операций. Если гильза «сидит» недостаточно плотно, то при хонинговании ее «поднимет» и она начнет выступать относительно плоскости сопряжения с головкой. Если же проход по плоскости выполнять после хонинговки – есть риск, что выступающая часть гильзы просто будет сточена, и факт недостаточно плотной посадки останется незамеченным.

Видео:установка гильз на двигатель Д 240Скачать

Двигатели VR6

Отдельно имеет смысл рассмотреть работу с блоками цилиндров у двигателей VR6. В отличие от других блоков, здесь цилиндры «выходят» под углом к плоскости сопряжения блока цилиндов с головкой, что затрудняет установку на расточной станок.

Блок сначала устанавливается «начерно», примерно. После этого в расточной станок устанавливается вместо резца головка с часовым индикатором, и проходится по окружности цилиндра в верхней и нижней части. Таким образом можно точно проконтролировать, вертикально ли установлен цилиндр.

Головка с часовым индикатором выглядит так:

Видео:Какой зазор должен быть в компрессионных кольцах.Скачать

Обязательно ли гильзовать все цилиндры?

Иногда возникает вопрос, обязательно ли гильзовать все цилиндры? Можно ли обойтись ремонтом только одного цилиндра?

Универсальный ответ тут один — «по ситуации». Если критический износ получил только один цилиндр — конечно, имеет смысл обойтись только его гильзовкой, это вполне приемлемо. Правда, надо учитывать, что при гильзовке соседние цилиндры могут получить некоторую деформацию (эллипс), и в этом случае может потребоваться проточить их после этого, чтобы компенсировать эту деформацию. Но здесь конечное решение принимается индивидуально в каждом конкретном случае.