Гильзование двигателя – Авторская статья «Гильзовка гипер-эвтектических алюсиловых блоков» на сайте инженерной-технологической компании Механика

Содержание

Что такое гильзовка двигателя и как она делается

Подавляющее большинство автомобилистов и простых автолюбителей однозначно сталкивались с понятием гильзовки двигателя. При этом не все до конца понимают, что это значит и как проводится подобная процедура.

Что собой представляет гильзовка двигателя

Гильзовка, как и расточка, затрагивает именно блок цилиндров ДВС. Подобные операции проводятся в рамках капремонта, то есть капитального восстановления силового агрегата.

Если говорить о расточке, то это метод устранения имеющихся дефектов на стенках цилиндров. Делается это путём снятия слоя металла. Расточку делают до получения ремонтных размеров, после чего туда устанавливаются новые ремонтные поршни и кольца. Что же касается гильзовки, то она используется в ситуациях, когда стенки имеют сильные и глубокие повреждения, не позволяющие устранить их методом расточки.

Дополнительно метод гильзовки применяют в ситуациях, когда цилиндры ранее растачивали до их максимальных ремонтных размеров. Есть некоторые моторы, где заводом не предусмотрена расточка, поскольку отсутствует возможность установки поршней ремонтного размера. Потому здесь сразу применяют гильзовку или гильзование.

Понятие гильзы

Для начала автолюбителей следует познакомить с таким элементом как гильза цилиндра. По своей сути это съёмная вставка (втулка), которая устанавливается в блок цилиндров. Так можно сказать, что задачей гильзы является выполнение функций стенки блока, поскольку внутри неё будет перемещаться поршень по завершению ремонта.

Объём используемой гильзы напрямую влияет рабочий объём применяемых цилиндров. Процесс, в котором гильзу устанавливают в цилиндр, называют гильзованием либо же гильзовкой блока.

Процесс установки является достаточно сложным. Здесь нельзя просто взять гильзу, вставить её внутрь блока, и собрать всё обратно. Предварительно необходима подготовка. В ходе работ используют специальное оборудование.

Используемые при проведении капитального ремонта гильзы делят на 2 категории. Это мокрые и сухие элементы. Сухие не контактируют с жидкостью охлаждения. Мокрый тип устроен так, что одной из своих сторон контактирует с ОЖ. В них предусмотрены дополнительные уплотнительные прокладки, которые не дают возможности антифризу проникнуть в цилиндры. Параллельно они блокируют прорывы газов, образующихся в цилиндрах, в систему охлаждения.

Детали из блоков цилиндров

Если говорить о ремонте, то тут преимущество на стороне мокрых гильз. Выбирая гильзы или втулки, к ним следует предъявить ряд основных требований. Они должны быть:

  • устойчивыми к коррозии;
  • стойкими в плане механических нагрузок;
  • устойчивыми в отношении температурных нагрузок;
  • изготовленными из высокопрочных материалов.

Если это гильзы, где предусмотрены дополнительные уплотнители, тогда важно учитывать также и место соприкосновения блока со втулкой. Не стоит забывать о форме и толщине стенок изделия. При необходимости специалисты учитывают отсутствие или же наличие допуска для проведения дополнительной расточки уже самой гильзы после проведения монтажных работ. То есть втулку (гильзу) могут установить в блок, а затем расточить до требуемых параметров, соответствующих размерам поршня.

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.

Гильзовка двигателя 4,5

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.

Процедура гильзовки

Как утверждают специалисты, гильзовка автомобильного блока цилиндров двигателя возможна для любого ДВС. То есть такому ремонту подвергаются различные моторы.

Мастера обычно знают, какие двигатели изначально гильзованные на этапе автопроизводства, то есть гильзуются с завода, а какие позиционируются как неремонтопригодные. Поскольку мы разобрались, что ремонту подлежат все виды ДВС, наличие или отсутствие гильз с завода не играет решающей роли.

Если блок гильзовали на заводе, то чаще всего речь идёт о мокрых гильзах. Ремонт заключается в том, чтобы заменить изношенную втулку на новую. Это наиболее простой вариант гильзовки среди всех существующих. В некоторых случаях работы проводятся вручную. Для этого достаточно подобрать необходимые и подходящие ремонтные гильзы.

Также ошибочно считать, что при гильзовке замене подлежат абсолютно все втулки. Это напрямую зависит от того, какие из них износились. Заменить можно лишь те, которые уже израсходовали свой ресурс. Остальные остаются на своих местах и эксплуатируются до тех пор, пока и на них не образуются задиры и повреждения.

Расточка-гильзовка блока

Если же перед вами негильзованный блок, то есть мотор с завода не предусматривает применение гильз в своей конструкции, и для него следует подобрать сухие гильзы, такая задача становится заметно сложнее.

  • В блоки из чугуна монтируют втулки, изготовленные на основе легированного чугуна;
  • Если блок выполнен из алюминиевого сплава, тогда следует использовать алюминиевые втулки.

Нельзя забывать, что сплавы для БЦ могут иметь различные добавки и дополнительные компоненты. Также на сами стенки наносятся специальные укрепляющие материалы, что обеспечивает улучшенную устойчивость к повреждениям и задирам. Потому будет лучше, если за подбор гильз возьмётся квалифицированный специалист.

Гильзование можно разделить на процесс запрессовки и горячее гильзование.

Запрессовка применяется в ситуациях, когда требуется старые гильзы заменить на новые втулки. Тут необходимо предварительно расточить цилиндры, чтобы создать идеально ровную и правильную геометрию для посадки новых гильз. Не допускается даже малейшее отклонение при расточке. Иначе поршни и их кольца не смогут нормально функционировать. После расточки запрессовывают втулки, устанавливают соответствующие поршни и двигатель собирается.

В случае с горячим гильзованием, когда монтируется сухая втулка, процесс выглядит так:

  • БЦ разогревают примерно до 150 градусов Цельсия;
  • перед установкой выбранную гильзу охлаждают, используя жидкий азот;
  • на втулку наносится раствор, не дающий образовываться конденсату в процессе установки холодной гильзы внутрь горячего блока;
  • гильза вставляется на своё подготовленное место.

Такой метод восстановления БЦ является оптимальным в плане качества, поскольку технология даёт возможность создать плотную посадку и обеспечить натяг на участках, где происходит соприкосновение втулки и блока. Сама втулка легко заходит на своё место, буквально под собственным весом. Чтобы полностью установить её в гнездо, мастеру достаточно немного постучать молотком. Никаких сверхусилий для запрессовки применять не нужно в случае с горячим гильзованием. В отличие от первого рассмотренного метода замены старой втулки на новую.

Но есть некоторые исключения, когда БЦ из алюминия предварительно не растачивают. Тогда монтаж втулки осуществляют путём запрессовки. Отличается процедура тем, что перед установкой гнездо под гильзу смазывают герметиком. А затем уже впрессовывают новый элемент.

Некоторые тонкости гильзования

На практике всё выглядит намного сложнее. Вот почему гильзование следует доверять исключительно высококвалифицированным специалистам с большим опытом, знаниями и соответствующими навыками. Не рекомендуется пытаться гильзовать БЦ своими руками. Без специальных инструментов и оборудования сделать это качественно практически невозможно.

Если следовать правилам, соблюдать все рекомендации и строго учитывать все технологические особенности гильзовки, минимально срок службы ДВС удастся продлить на 100 тысяч километров. Но в некоторых случаях машины с лёгкостью преодолевают отметки в 150-200 тысяч километров, правильно при этом обслуживая и эксплуатируя мотор.

Некоторые тонкости гильзования

Чтобы как-то подвести итоги, сделать некоторые уточнения и дополнения, можно разобрать всё по полочкам, рассказать некоторые нюансы и важные моменты.

  • БЦ бывают алюминиевыми и чугунными, а также делятся на цельные и с завода гильзованные;
  • Существуют блоки, выполненные из алюминия, но не рассчитанные на использование ремонтных поршней;
  • Если это цельный БЦ на основе чугуна, его стенки обязательно покрываются коном;
  • Крайне редко встречаются моторы, в которых внутри чугунного блока дополнительно применяются стальные гильзы;
  • ДВС с алюминиевыми блоками в большинстве своём имеют гильзы. Крайне редко встречаются цельнолитые варианты;
  • Многие современные силовые агрегаты оснащаются алюминиевыми БЦ, дополненными сухим типом гильз. Тут на стенки блока наносят специальные твёрдые покрытия, с которыми в процессе работе ДВС контактирует поршень;
  • В зависимости от того, какое применяется покрытие, в БЦ можно применять ремонтные поршни и проводить гильзовку. Для этого в продаже доступны втулки из алюминия;
  • Есть и такие алюминиевые блоки, где установка увеличенных поршней с кольцами считается невозможной, поскольку производитель не выпускает ремкомплекты. Но и такие блоки можно гильзовать;
  • Проблем с гильзованием чугунных блоков куда меньше, чем с установкой втулок в БЦ из алюминия. Это обусловлено высокой стоимостью заводских втулок, поскольку за одну гильзу могут потребовать около 150 долларов. В такой ситуации финансово оправдан лишь ремонт одного цилиндра;
  • Альтернативой считается применение втулок из чугуна для алюминиевых БЦ. Этот метод ремонта активно применяется в странах СНГ;
  • Когда гильзуется один цилиндр, в соседнем нарушается геометрия;
  • При правильно проведённых работах, чугунная втулка в алюминиевом блоке способна продлить срок службы ДВС на 150 тысяч километров.

В наше время и в нынешних условиях получить качественно гильзованный двигатель не так уж сложно. Существует большое количество мастеров и автосервисов, предлагающих подобные услуги.

Фактически гильзовку можно считать один из наиболее эффективных методов против своего рода заговора автопроизводителей. Они отказались от производства долговечных ДВС, поскольку поняли преимущества изготовления менее устойчивых к износу моторов. Так потребители чаще приобретают новые машины.

Чтобы как-то продлить срок службы своему двигателю, при износе БЦ активно применяется метод гильзования. Это реальный способ увеличить жизнь двигателю, а также ещё несколько лет эксплуатировать свой автомобиль.

Что такое гильзовка блока цилиндров двигателя

Гильзовка и расточка блока цилиндров двигателя являются операциями, которые осуществляются в рамках выполнения капитального ремонта силового агрегата. Расточка цилиндра представляет собой устранение дефектов и восстановление необходимых параметров применительно к стенкам цилиндра путем снятия слоя металла с указанных стенок. Другими словами, цилиндр растачивается до определенного ремонтного размера, после чего туда устанавливается ремонтный поршень с ремонтными поршневыми кольцами. Гильзование блока цилиндров применяется в том случае, если стенки цилиндра имеют такие дефекты, глубина которых не позволяет устранить повреждения методом расточки цилиндра в последний ремонтный размер.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое хонингование цилиндров. Из этой статьи вы узнаете о том, для чего нужен хон, а также как правильно делается хонинговка.

Также блок гильзуют тогда, когда цилиндры уже были ранее расточены до максимального ремонтного размера. Отметим, что некоторые двигатели имеют блоки цилиндров, в которые изначально не предусмотрена установка поршней ремонтного размера. В этом случае блок также восстанавливают методом гильзования. Если с  расточкой все ясно, то вопрос гильзовки для многих автолюбителей остается не до конца понятным. Далее мы рассмотрим, как осуществляется гильзовка блока цилиндров двигателя, возможна ли  гильзовка алюминиевого блока цилиндров, а также что нужно знать в том случае, если планируется гильзовка одного цилиндра.

Читайте в этой статье

Гильза цилиндра: что это такое

Гильза цилиндра фактически является съемной вставкой в блок цилиндров двигателя. Если иначе, гильза выполняет функцию стенок блока цилиндра, так как именно в ней движется поршень. От объема гильзы напрямую зависит и рабочий объем цилиндра. Установка гильзы в цилиндр называется гильзованием (гильзовкой) блока цилиндров. Сам процесс монтажа такой вставки является сложным, так как требует целого ряда подготовительных работ, а также наличия специального оборудования.

На автомобильных двигателях может быть установлено два вида гильз: так называемые «сухие» и «мокрые». Первый тип является вставкой в блок цилиндров, которая не имеет контакта с охлаждающей жидкостью. Второй тип представляет собой гильзу, которая с одной стороны вступает в контакт с ОЖ. Такие гильзы дополнительно имеют прокладки-уплотнители, которые исключают возможность попадания жидкости из системы охлаждения в цилиндр, а также не допускают прорыва газов из цилиндра-гильзы с последующим их попаданием в систему охлаждения.  Также добавим, что «мокрые» гильзы легче всего поддаются ремонту.

В списке основных требований к втулкам блока независимо от их типа находятся:

  • стойкость к коррозии;
  • устойчивость к механическим и температурным нагрузкам;
  • прочность материала изготовления;

Еще для гильз, которые устанавливаются с уплотнителем, необходимо обеспечить нужные характеристики в том месте, где блок цилиндров стыкуется со втулкой. Во время подбора также обращают внимание на форму изделия (эллипсность и конусность), на толщину стенок. Также необходимо учитывать наличие или отсутствие допуска под дополнительную расточку гильзы после установки в блок.

Как гильзуют блок цилиндров

Гильзование цилиндров является видом ремонта, который подходит для любого мотора. Как уже было сказано выше, блок цилиндров может быть гильзованным изначально, то есть с завода. Обычно такая конструкция предполагает «мокрую» гильзу и замену изношенных втулок на новые. Такой ремонт не является сложным по сравнению с другими видами гильзования, замену можно осуществить вручную, подобрав готовые ремонтные гильзы.  Также не обязательно сразу менять втулки во всех цилиндрах, так как вполне можно заменить только один изношенный элемент. Достаточно проанализировать состояние всех гильз в блоке, промерив их нутромером.

В других случаях, когда речь идет о «сухой» гильзе для негильзованного блока, задача усложняется. В чугунные блоки устанавливаются втулки из легированного чугуна, для БЦ из алюминиевых сплавов используют гильзы на основе алюминия. В состав сплавов могут также входить различные дополнительные компоненты или же наноситься на стенки отдельно для того, чтобы создать определенное устойчивое покрытие на стенках цилиндров.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как подобрать поршневые кольца. Из этой статьи вы узнаете об особенностях подбора поршневых колец во время ремонта двигателя.

Для запрессовки втулки сначала осуществляется расточка цилиндров, во время которой специалист добивается создания правильной геометрии посадочных гнезд под гильзы. Даже малейшие отклонения от нормы недопустимы, так как, например, эллипс в гнезде после установки проявится и на поверхности самой гильзы. Другими словами, возникнет эллипсность уже загильзованного цилиндра, что не позволит поршню и кольцам нормально работать.

Сам процесс так называемого горячего гильзования блока цилиндров, который предполагает установку «сухой» гильзы, осуществляется следующим образом:

  • блок цилиндров нагревается до температуры около 150 градусов по Цельсию;
  • гильза перед установкой охлаждается в жидком азоте;
  • затем гильзу обрабатывают специальным средством, которое не позволяет образовываться конденсату во время установки холодной втулки в горячий блок;
  • далее втулку вставляют в посадочное гнездо;

Такой способ гильзовки блока считается оптимальным по качеству, так как удается достичь плотной посадки и необходимого натяга в том месте, где гильза соприкасается с блоком. Втулка устанавливается легко, то есть заходит в гнездо под собственным весом или монтаж осуществляется легким постукиванием молотка.

Добавим, что в определенных ситуациях, например, когда алюминиевый блок не растачивается перед установкой втулок, гильзы монтируют при помощи запрессовки. Главным отличием при таком монтаже является то, что в посадочное гнездо предварительно наносится герметик, после чего втулка запрессовывается в блок. Так выглядит процедура гильзования цилиндров в общих чертах. Если все операции были выполнены правильно и достигнуты необходимые параметры, качественно загильзованный блок цилиндров позволит эксплуатировать двигатель минимум 100-150 тыс. км. при условии правильного обслуживания и эксплуатации ДВС.

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.

Читайте также

что это значит, плюсы и минусы

Начнем с того, что гильзовка двигателя является решением, которое продиктовано необходимостью снизить вес силового агрегата. Еще следует отметить, что данная технология также позволяет добиться общей экономии в рамках производства ДВС. В этой статье мы поговорим о том, что значит гильзованный двигатель, а также как гильзование отражается на ресурсе и надежности мотора.

Читайте в этой статье

Зачем и когда моторы начали гильзовать

Итак, гильзованный мотор появился для того, чтобы добиться снижения веса двигателя. Если просто, снизить вес стало возможным благодаря тому, что при изготовлении блока цилиндров начал использоваться алюминий, а не чугун.

Дело в том, что чугун даже с учетом его прочности и дешевизны в три раза тяжелее алюминия, также отличается склонностью к образованию коррозии, имеет меньшую теплопроводность. В результате чугунные блоки требуют лучшего охлаждения, в систему необходимо заливать большее количество антифриза и т.д.

Первые попытки по внедрению алюминиевых блоков были проведены еще в 1930-е годы на некоторых спортивных авто. Такие «облегченные» двигатели представляли собой алюминиевый блок, в который вставлялись мокрые чугунные гильзы. Понятие «мокрые» означает, что между гильзой и телом блока находится ОЖ из системы охлаждения.

Далее к середине 50-х аналогичная конструкция стала использоваться не только в автоспорте, но и на конвейере. Однако в те годы полностью вытеснить чугун не удалось по причине технологической сложности процедуры гильзования, а также с учетом сниженной жесткости блока, высоких нагрузок на гильзы, быстрому прогару прокладки БЦ даже при незначительных перегревах.

К началу 1970-х стала активно использоваться практика установки в блок из алюминия «сухой»  гильзы. Такая гильза вставлена в блок, при этом каналы для антифриза в данной области отсутствуют. При этом запрессовка  разогретой чугунной гильзы в более мягкий алюминий является сложным процессом.

Еще алюминий и чугун имеют разный коэффициент температурного расширения, в результате чего возможно появление зазора между блоком и самой гильзой после выхода ДВС на рабочие температуры. Однако плюсом стала жесткость такого цилиндра. При этом показатель жесткости был не лучше, чем у чугуна, зато достигалось существенное снижение веса блока.

Дальнейшее развитие технологий привело к тому, что вместо запрессовки гильз блок цилиндров стал отливаться вокруг них. Визуально чугунная гильза стала напоминать вставку, которая вплавлена в алюминий.

Прочность была повышена, однако такие гильзы нельзя выпрессовать из блока для замены, подбора ремонтного размера и т.д. Другими словами, официально гильзованный по данной технологии блок стал непригодным для ремонта, то есть началась эра одноразовых моторов. Затем многие производители и вовсе отказались от чугунных гильз в алюминиевом блоке цилиндров.

Неремонтопригодный блок цилиндров: что нужно знать

Разобравшись с тем, что значит гильзованный двигатель и зачем нужна установка гильз, давайте рассмотрим дальнейшее развитие  технологий производства алюминиевых блоков. Вполне очевидно, что решение отказаться от чугуна и установки гильз позволяет упростить и удешевить процесс, исключить сложную запрессовку гильзы, отливку блока вокруг «стакана» и т.д.

Параллельно цельный блок из алюминия означает, что больше нет необходимости принимать в расчет температурные характеристики двух разных металлов (чугун и алюминий), позволяя добиться лучшего охлаждения цилиндров.

Единственное, алюминий как был, так и остался мягким. Это значит, что стальные поршневые кольца на поршне быстро приведут такой цилиндр в негодность. Получается,  зеркало алюминиевого цилиндра нужно сделать более прочным. Для решения задачи автопроизводители  разработали схемы обработки поверхностей цилиндров различными сверхпрочными покрытиями.

Так появился безгильзовый алюминиевый блок цилиндров. Первые серийные образцы можно было встретить еще в 1971 г. В основе  лежал алюминиевый сплав, в который добавлялся кремний (около 17%). В двух словах, зеркало цилиндра резко и сильно охлаждали, в результате происходила кристаллизация кремния в зоне охлаждения. Далее зону упрочнения также обрабатывали кислотами, чтобы удалить остатки алюминия на молекулярном уровне.

Результатом стала твердая стенка, по которой жесткие поршневые кольца могли свободно работать без риска повреждения зеркала цилиндра (так же, как и в чугунном блоке). Далее этот метод получил развитие. Также появились гильзы из алюминия, которые специально насыщали кремнием.

Технологии  упрочнения зеркала цилиндра кремнием в Европе получили название Silumal и Alusil.  Изготовление алюминиевых упрочненных гильз называется Locasil. Казалось бы, можно было праздновать победу над чугунном даже с учетом неремонтопригодности  таких блоков, однако на практике все оказалось иначе.

Во всех случаях алюминиевые блоки склонны сильно повреждаться от механического воздействия, в результате образуются серьезные задиры. Дело в том, что под прочным кремниевым слоем, который при этом весьма тонкий, все равно остается достаточно мягкий алюминий.

Кстати, еще одним витком эволюции стала технология упрочнения стенок цилиндра путем гальванического нанесения никеля и карбида кремния под названием Nikasil. Владельцы моделей BMW и Audi хорошо знакомы с такими блоками. Компания БМВ затем пошла еще дальше, выпустив двигатель, который имел алюминиевые упрочненные гильзы, а остальные элементы были выполнены из магниевого сплава. Такой сплав позволил сделать двигатель еще более легким.

Сегодня также постоянно ведутся работы над созданием более совершенных технологий по нанесению упрочняющего покрытия. Например, лазерное легирование кремнием, технология плазменного напыления составов с железом, создание на стенках прочного покрытия  из титана и т.д.

Недостатки блока цилиндров из алюминия

С учетом того, что современные технологии шагнули далеко вперед, автопризводители немедленно заявили о том, что двигатели стали не только легче, но и получили увеличенный ресурс. Теоретически так и должно было быть, однако на практике все оказалось несколько иначе.

Прежде всего, хотя кремниевое покрытие или никель тверже и прочнее чугуна, такие блоки все равно очень быстро изнашивались. Например, многие хорошо помнят ситуацию с моторами BMW M52 или M60, которые отличались сильным износом даже не к 100 тысячам пробега, а уже к 60-70 тыс.

Исследования определили, что причиной такого износа оказалась сера, которая содержалась в топливе. Если просто, сера фактически разрушала прочное покрытие на стенках цилиндров. Если к этому добавить, что блок изначально неремонтопригодный, проблема оказалась достаточно серьезной. Естественно, в БМВ от использования  покрытия Nikasil сразу отказались.

Если же говорить об общем ресурсе моторов с алюминиевыми блоками цилиндров различных производителей, на деле ресурс составляет, в среднем, около 300 тыс. км. При этом на данный показатель не особенно влияет сама технология упрочнения цилиндров, а также объем двигателя, его тип и т.д.

Другими словами, форсированный двигатель V8 на дорогом Porsche выйдет из строя уже к 300 тыс. км, при этом простые чугунные блоки  или алюминиевые блоки с гильзой из чугуна  на моторах с рабочим объемом 1.6-1.8 литра вполне способны отходить 400-450 тыс. км.

Если же сравнивать легендарные двигатели-миллинонники из 90-х, которые при должном обслуживании и уходе могли пройти по 750-850 тыс. км. без замены поршневых колец, сегодня современные агрегаты (например, двигатель FSI) выходят из строя к 200 тыс. км, а турбированные высокофорсированные версии даже раньше.

При этом рассчитывать даже на такой скромный ресурс можно только с учетом того, что владелец придерживается рекомендованных межсервисных интервалов, использует качественное моторное масло, которое подходит по всем допускам и рекомендациям, заливает хорошее топливо и эксплуатирует двигатель в режимах умеренных нагрузок.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое хонингование цилиндров двигателя. Из этой статьи вы узнаете о том, для чего на стенки наносится хон, какие преимущества такое решение имеет по сравнению с полировкой зеркала цилиндра, а также как правильно выполнить хонинговку цилиндра.

Если говорить о поломках, алюминиевый блок может немедленно выйти из строя без возможности восстановления  в случае непредвиденной поломки (например, сломались поршневые кольца и т.д.). При этом замена блока цилиндров обойдется достаточно дорого (в зависимости от марки и модели стоимость замены блока на новую деталь может составлять около 25-30 % от стоимости всего подержанного авто и больше). Вполне очевидно, что небольшой ресурс ЦПГ может обернуться серьезными проблемами для владельца после покупки автомобиля с пробегом на вторичном рынке.

Ремонт алюминиевого блока цилиндров

С учетом перечисленных выше минусов и высокой стоимости замены блока, достаточно актуальным стал вопрос практической возможности ремонта. И снова на помощь автолюбителям пришли уже знакомые гильзы. Не так давно специалисты начали практиковать технологию гильзования блоков из алюминия, которые официально не пригодны для восстановления.

Процедура сложная и не самая дешевая, однако на фоне покупки нового блока или контрактного двигателя затраты все равно меньше. Более того, в ряде случаев грамотно выполненная установка чугунной гильзы в алюминиевый блок позволяет значительно увеличить ресурс мотора после такого ремонта.

В качестве итога отметим, что загильзовать сегодня можно фактически любой двигатель. Главное, чтобы толщина стенок позволяла выполнить данную операцию. Получается, после дефектовки двигателя вполне можно подобрать подходящие гильзы и установить их в блок. Остается напомнить, что также необходимо тщательно подходить к выбору автосервиса, доверяя такую ответственную работу исключительно проверенным высококвалифицированным специалистам.

Читайте также

Гильзованный двигатель, его плюсы и минусы

Гильзованный двигатель, его плюсы и минусы

Двигатели ТС со временем изнашиваются и требуют от мастеров определиться с методом проведения капитального ремонта. Один из способов, это гильзование силовых агрегатов. Если стенки в блоке цилиндров не позволяют из-за сильных дефектов производить расточку применяют гильзовку. Этой процедурой восстанавливают ремонтные размеры втулок.

В чем суть гильзования моторов

Проводят гильзование только, когда необходим капитальный ремонт двигателя и нельзя проводить расточку.

В блоке цилиндров есть специальная вставка для поршня – гильза. Ремонт мокрых гильз более простой. Здесь есть каналы, которые предназначены для отвода тепла и охлаждения движка.

Установка сухих гильз сложная процедура. Исправление деформаций проводят на специальном оборудовании. Перед гильзованием необходима полноценная диагностика для определения:

  1. Степени износа деталей.
  2. Методов их обновления.

Подготавливают блок к установке гильз:

  1. Проточкой цилиндров.
  2. Шлифовкой поверхностей.

Сухие гильзы обрабатывают поэтапно:

  1. Нагревают блок до + 150 град.
  2. Охлаждают втулки.
  3. Покрывают герметиком посадочные гнезда.
  4. Запрессовывают гильзы.

Обработку поверхностей выполняют для избавления от конденсата. Охлаждение проводят жидким азотом. Разницей температур и клеящим составом добиваются максимальной стыковки с надежным прилеганием элементов. Когда температура блока станет одинаковой с гильзой:

  1. Элементы становятся неразъемными частями.
  2. Восстанавливается компрессия двигателя.
  3. Рабочий режим нормализуется.

На стенки цилиндра действуют сильные нагрузочные силы, отчего деформируются поверхности, они вместо круглых превращаются в овальные. Кольца поршней перестают плотно прилегать, а газ с горючей смесью начинает проникать в картер. Увеличивается расход масла, двигатель снижает свою мощность. Гильзовка для некоторых моторов является единственным вариантом для возвращения их работоспособности.

Гильзованный двигатель

Положительные моменты гильзования

Гильзы берут на себя функции стенок цилиндра благодаря стойкости:

  • К коррозии.
  • К механической и термической нагрузке.
  • Качественных материалов.

Гильзование позволяет восстановить двигатели, если:

  1. Вышли из строя цилиндры.
  2. Нельзя провести расточку.
  3. Изношены стенки.
  4. Ремонт проводился ранее по максимальным размерам.

Гильзировкой продлевают и улучшают эксплуатацию автомобиля, когда стенки цилиндров вышли из строя по причине:

  1. Нагрузок, созданных поршневыми кольцами и горячими газами.
  2. Отсутствовала смазка элементов.
  3. Сопряженные детали изготовлены из некачественного материала.
  4. Износ произошел по времени и пробегу.

Исправная работа двигателя после гильзовки гарантирована при условии:

  1. Авто пройдет обкатку, чтобы детали осуществили притирку между собой. Для этого необходимо соблюдение скоростного режима до прохождения конкретного пробега.
  2. Нельзя ездить на превышенных оборотах – только на средних.
  3. Скорость резко не увеличивать на первых километрах.
  4. Периодически проводить смену масла в соответствии с рекомендациями автомеханика.

Сухие втулки наделены преимуществом в отношении своих размеров, их диаметр и длина позволяет выполнять запрессовку после последних расточек. Изделия, изготовленные по «мокрой» технологии, внешней стороной касаются с жидкостью, которая охлаждает втулку и отводит тепло.

Новые автомобили имеют гильзованные моторы, которые просто поддаются ремонту, их даже не нужно снимать. Основным преимуществом гильзования является возможность замены только изношенных или поврежденных втулок, не затрагивая остальных.

Новый гильзованный двигатель

Отрицательные показатели

Процедура гильзования сложная и трудоемкая работа, которую возможно провести:

  1. В мастерской со специальным оборудованием.
  2. Технологию подбирают в зависимости от конструкции силового агрегата.
  3. Гильзы должны соответствовать определенным требованиям в отношении материалов, размеров, форм, быть устойчивыми к нагрузкам.
  4. Ремонтопригодность зависит от типа изделий.
  5. Операции выполняют только опытные специалисты.

Чтобы от гильзования был эффект нужно знать правила проведения поэтапных мероприятий и четко соблюдать все требования с технологическими особенностями.

Вывод рекомендательного характера

При гильзовании учитывают ряд важных моментов:

  1. Блок цилиндров (БЦ) бывает алюминиевым или чугунным, цельным и гильзованным на заводе.
  2. Алюминиевые блоки не всегда предназначены для использования ремонтных поршней.
  3. Стенки чугунных цельных БЦ покрывают коном.
  4. В редких двигателях с чугунным блоком происходит установка стальных гильз.
  5. В алюминиевых ЦБ иногда устанавливают цельнолитый вариант.
  6. Если в качестве дополнения в сборке идут сухие гильзы, стенки должны быть обработаны специальным твердым покрытием, с которым будет контактировать поршень.
  7. Учитывают применение вида покрытия для использования ремонтных поршней при проведении гильзовки, в продаже есть алюминиевые втулки.
  8. Когда установку колец с увеличенными поршнями в алюминиевый блок нельзя выполнить, так как у производителя отсутствует ремкомплект, такое изделие подлежит гильзованию.
  9. Обработка чугунных агрегатов выполняется проще по сравнению с ремонтом алюминиевых БЦ. Причиной служит высокая стоимость заводских деталей, поэтому часто ремонтируют только 1 цилиндр.
  10. В алюминиевые БЦ ставят чугунные втулки как альтернативный способ для восстановления двигателя, механики активно используют взаимозаменяемость материалов.
  11. При ремонте учитывают, если гильзуют 1 цилиндр, что будет нарушена геометрия соседних элементов.

В любом случае, если правильно проведены работы, чугунные втулки продлевают работоспособность алюминиевых блоков до 160 тыс. км. Гильзование, как считают мастера автомастерских – это метод борьбы против заговора производителей. Чтобы чаще покупались машины, они ставят не долговечные ДВС. А на станциях технического обслуживания жизнь двигателей продлевают гильзованием.

Похожие записи

2 метода гильзовки блока цилиндров: особенности ремонтных работ

Стандартно расточка блока цилиндров является оптимальным вариантом для ремонта, однако при определённых обстоятельствах её стоит заменить гильзовкой. В каких случаях гильзовка блока цилиндров более целесообразна и что собой представляет данная процедура? Как выполнить гильзовку с учётом типа гильз?

2 метода гильзовки блока цилиндров: особенности ремонтных работ

Часто производитель авто предусматривает расточку блока цилиндров под больший размер поршня в ремонтных целях. Но не всегда такой ремонт возможен. К категории исключений стоит отнести трещины, задиры и глубокие царапины в цилиндре после разрушения поршня, а также его избыточный износ, отсутствие комплекта, необходимого для ремонта или их высокая стоимость. В случае с определёнными двигателями такой ремонт вовсе не предусмотрен. Гильзовка блока цилиндров является альтернативным вариантом ремонта в упомянутых ситуациях.

Содержание статьи

 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.

2 метода гильзовки блока цилиндров: особенности ремонтных работ

Разновидности гильз

Классификация гильз предполагает их распределение на мокрые, сухие и с воздушным охлаждением.

В случае с мокрыми гильзами наблюдается соприкосновение её поверхности с охлаждающей жидкостью, 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. В качестве примера стоит привести производителя немецких двигателей индустриальной направленности – компанию DEUTZ.

2 метода гильзовки блока цилиндров: особенности ремонтных работ

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.

2 метода гильзовки блока цилиндров: особенности ремонтных работ

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.

2 метода гильзовки блока цилиндров: особенности ремонтных работ

Метод запрессовки

Запрессовка актуальна в тех ситуациях, когда перед установкой втулок алюминиевый блок не растачивался. Ключевое отличие заключается в предварительном нанесении герметика в посадочное гнездо, далее втулка подвергается запрессовке в блок.

Мастера категорически против установки сухих гильз таким методом, поскольку допустимое значение натяга не должно превышать 0,05 мм. Процесс запрессовки с высокой долей вероятности может исказить форму гильзы, поэтому её толщина часто достигает 4 мм. Данный метод также может спровоцировать искажение гильзы непосредственно во время работы двигателя, поскольку внутри может присутствовать остаточное напряжение.

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.

3 типа детали и 2 основных метода

Гильзование блока цилиндраГильзование блока цилиндра

Содержание статьи

Часто производитель авто предусматривает расточку блока цилиндров под больший размер поршня в ремонтных целях. Но не всегда такой ремонт возможен. К категории исключений стоит отнести трещины, задиры и глубокие царапины в цилиндре после разрушения поршня, а также его избыточный износ, отсутствие комплекта, необходимого для ремонта или их высокая стоимость. В случае с определёнными двигателями такой ремонт вовсе не предусмотрен. Гильзовка блока цилиндров является альтернативным вариантом ремонта в упомянутых ситуациях.

 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.

Дополнительно рекомендуем прочитать подробную статью нашего специалиста, в которой рассказывается о том, что такое опрессовка ГБЦ.

Также советуем внимательно изучить статью нашего эксперта, посвящённую тому, как снять головку блока цилиндров.

Гильзование блока цилиндровГильзование блока цилиндров

Разновидности гильз

Классификация гильз предполагает их распределение на мокрые, сухие и с воздушным охлаждением.

В случае с мокрыми гильзами наблюдается соприкосновение её поверхности с охлаждающей жидкостью, 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. В качестве примера стоит привести производителя немецких двигателей индустриальной направленности – компанию DEUTZ.

Гильзование блока цилиндровГильзование блока цилиндров

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.

Технология гильзовкиТехнология гильзовки

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.

Метод запрессовки блока цилиндровМетод запрессовки блока цилиндров

Метод запрессовки

Запрессовка актуальна в тех ситуациях, когда перед установкой втулок алюминиевый блок не растачивался. Ключевое отличие заключается в предварительном нанесении герметика в посадочное гнездо, далее втулка подвергается запрессовке в блок.

Мастера категорически против установки сухих гильз таким методом, поскольку допустимое значение натяга не должно превышать 0,05 мм. Процесс запрессовки с высокой долей вероятности может исказить форму гильзы, поэтому её толщина часто достигает 4 мм. Данный метод также может спровоцировать искажение гильзы непосредственно во время работы двигателя, поскольку внутри может присутствовать остаточное напряжение.

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.

Пожалуйста, оцените этот материал!

Метод запрессовки блока цилиндров Загрузка…

Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!

Одноразовые, но не совсем: способы капремонта современных моторов

 Что делали владельцы старых автомобилей, когда мотор начинал гнать масло в цилиндры и коптить небо сизым дымом? Они делали капремонт – растачивали изношенные стенки цилиндров и ставили поршни большего диаметра. И мотор мог "ходить" еще 150-200 тысяч километров, а то и больше.

Тенденции современного автомобилестроения таковы, что классические чугунные блоки под несколько ремонтных размеров поршней уже стали исчезающим видом, куда чаще двигатели являются «одноразовыми». Нет ремонтных размеров цилиндропоршневой группы, нет ремонтных размеров вкладышей коленчатого вала.

Что может произойти с таким мотором и что делать, если он всё же сломался, а заменить на новый агрегат – не вариант из-за слишком высокой цены? Моторы бывают разные, но почти всегда можно найти альтернативный путь и вернуть его к жизни. Другой вопрос, имеет ли это смысл с точки зрения финансовой?

Depositphotos_29207517_original.jpg

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 №1: 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.


gbc_16v_4.jpg

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 №2: гильзование блока цилиндров и «родные» поршни

Гильзы делаются, как говорится, «в номинал», то есть того же размера, что и в оригинале. Если удачно подобрать материал гильзы и точность «натяга», то разве что немного пострадает теплопередача, ведь «родная» гильза именно залита в расплавленный металл, а ремонтная, в зависимости от способа посадки, может как почти не иметь монтажного зазора, так и сохранять зазор от одной до трех сотых.

Дальше всё зависит от точности мехобработки и от качества сборки. Оригинальная поршневая группа номинального размера прекрасно будет работать в таком моторе. Можно гильзовать только поврежденный цилиндр и тем самым уменьшить цену работ. Многое зависит от мастерства исполнителей работ, но если в вашем городе есть точные станки, то это сравнительно недорогой способ восстановления мотора.



Но помните, что при тепловой обработке блока цилиндров возможны деформации и нарушение геометрии. Поэтому рекомендуется гильзовать все цилиндры сразу и производить расточку с учетом новой геометрии от «базы» блока, а не старых осей цилиндров. При необходимости же ремонта только одного цилиндра лучше использовать технологии холодной посадки гильз прессом или установку с зазором.

Способ ремонта №3: «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.

Полностью алюминиевые блоки без гильз

Делать блоки цилиндров из алюминия без чугунных гильз крайне выгодно. Во-первых, это меньшая масса мотора. Во-вторых, теплопроводность алюминия выше, чем у чугуна, а значит, лучше теплоотвод от самых нагруженных частей мотора. Наконец, и поршни, и головка блока цилиндров тоже выполнены из алюминия, а значит, их коэфициент теплового расширения будет близок к коэффициенту расширения блока. Поэтому можно уменьшить тепловые зазоры до минимума, обусловленного разницей температур поршня и блока цилиндров.


Depositphotos_4210751_original.jpg

Технологии цельноалюминиевых блоков цилиндров условно можно разделить на три группы материалов, и во всех случаях это будет не «чистый» алюминий, а блок из «крылатого» металла с прочным покрытием цилиндров.

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.


Depositphotos_30567899_original.jpg

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.

Алюсиловые алюминиевые блоки

Поэтому компания Kolbenschmidt предложила использовать весьма старую (запатентована еще в 1927 году компанией Schweizer & Fehrenbach) технологию Alusil для производства блоков цилиндров. Поскольку Кольбеншмидт на тот момент принадлежал Audi Group, то технология быстро была доведена до практического использования.

Основная идея достаточно проста: гильза или весь блок цилиндров целиком изготовлены из сплава алюминия с высоким содержанием кремния, его в нем не менее 17% – это так называемый заэвтектический сплав. При этом кремний содержится в материале не в растворенном виде, а как кристаллы.


Depositphotos_8893730_original.jpg

И если «осадить» алюминий, то получится сплошной слой из выступающих кристаллов кремния, очень твердый, «скользкий» и износостойкий, по нему уже могут работать самые твердые поршневые кольца. Этот способ проще и куда дешевле, а покрытие — вытравливаемое химическим способом или получаемое специальной обработкой в слое высококремнистого алюминия. По твердости алюсил не уступает никасилу.

Дополнительным плюсом технологии является близость алюминиевых сплавов блока и поршня – те тоже отливают из заэвтектического алюминия, а значит, тепловой зазор будет наименьшим. Вот только упрочненный слой куда тоньше, чем у Никасила, а само покрытие куда более хрупкое, под тончайшей рубашкой из кристаллов кремния всё тот же алюминий. Оно боится и перегрева, и попадания твердых частиц, и даже нагара с колец. А еще боится агрессивных химических соединений серы и других.

При этом способ его производства часто допускает образование каверн и зон с неоднородным качеством покрытия. И пусть сейчас это самая распространенная технология для цельноалюминиевых моторов, но всё же у нее есть свои рамки применения и вытеснить простые чугунные гильзы она не смогла.


Depositphotos_11986125_original.jpg

Но есть и один почти не используемый плюс: теоретически возможна расточка и восстановление слоя покрытия. Тут нужна лишь специальная технология расточки, удаляющая слой алюминия, а затем формирующая слой сплошного кремния на поверхности и слегка «сглаживающая» кристаллы. Но она требует массовости, а значит, и крупных заводов по восстановлению блоков цилиндров. А их пока нет.

В активе Кольбеншмидта есть еще технология Locasil – сплав, в котором содержание кремния составляет все 27%, но отлить блок цилиндров из него уже нельзя, он слишком хрупкий, зато можно сделать гильзу для блока цилиндров, она будет более износостойкой, чем алюсиловая, но технологии для ремонта у них одни и те же.

Экзотика: плазменное напыление

Встречаются и более редкие варианты. Например, VW в блоках цилиндров печально известных моторов 2.5 TDI используют плазменное напыление. Схожую технологию лазерного нанесения кремния вместо алюсила с химическим травлением используют на новых моторах BMW «глобальной серии» B38-58. Теоретически эта технология прогрессивна и позволяет получить достаточно толстый слой упрочнения с хорошими характеристиками, но явно пока не доведена до совершенства.


Depositphotos_5729598_original.jpg

Способ ремонта №1: 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.


Depositphotos_46798947_original.jpg

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. Кто знает, поделитесь!

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.


Depositphotos_21440493_original.jpg

Способ ремонта №2: гильзование алюминиевых блоков

Но по-настоящему массовой технологией является гильзование. Используются как алюминиевые гильзы с никасиловым покрытием или алюсил-подобные технологии, так и старые добрые чугунные. Алюминиевые гильзы позволяют избежать многих сложностей внедрения чугуна в изначально алюминиевый мотор, но в большинстве случаев алюминиевая гильза поставляется уже с готовой к работе поверхностью и не подвергается дальнейшей мехобработке. А это налагает высокие требования к качеству исполнения всех работ. В противном случае возможны как нарушение геометрии самой гильзы, так и нарушение геометрии шатунно-поршневой группы и, соответственно, снижение ресурса мотора и его характеристик.

Чугунные гильзы куда дешевле, выполняются не под конкретный мотор а подбираются по размеру. В результате гильзовка мотора по этой технологии заметно дешевле и применяется куда чаще. В отличие от посадки чугунной гильзы, в чугун применяется только «горячая» посадка или с применением жидкого азота для охлаждения гильзы и уменьшения ее диаметра.

При использовании качественных гильз и точной мехобработки ресурс поршневой группы может оказаться даже выше, чем у оригинального покрытия, но опять же возможны ошибки в работе мастерской, а значит, могут появиться и локальные перегревы цилиндров, и термодеформации.


Depositphotos_18867983_original.jpg

Минусами технологии применения чугунных гильз традиционно являются уже упомянутое ухудшение теплоотвода, необходимость использования сильного нагрева блока для «горячей посадки», азотного охлаждения материала или высокотехнологичной технологии сварки вращением и большая вероятность ошибки, чем при использовании алюминиевых гильз.

Чаще всего это будет единственная доступная технология разумного восстановления мотора. Причин на то много: например, нет специализированных алюминиевых гильз, технологий расточки и обработки алюсила и нанесения никасила, что типично для России. Если блок цилиндров был перегрет и нарушилась его геометрия, то нужна гильза, рабочую поверхность которой можно будет расточить под новую геометрию блока, и тут выбор технологий восстановления сужается до чугуна или растачиваемых алюсиловых гильз.

Поршни под гильзованные моторы подбираются из числа оригинальных по уже описанной технологии или изготавливаются специальные заказные, как и для моторов со штатной рабочей поверхностью цилиндра из чугуна.

Что в итоге?

99% всех двигателей производится по описанным технологиям, а значит, шансы на восстановление есть всегда. Главное – найти хорошего исполнителя с обкатанной технологией восстановления, поставщика качественных запчастей и ответственно отнестись к проверке получившего новую жизнь мотора.


Saab B207.jpg

Очень часто прошедший полное восстановление двигатель служит недолго вовсе не из-за ремонтных технологий, а из-за экономии «на спичках»: на шпонках, болтах, цепях, натяжителях…

И кроме того, всегда есть альтернатива в виде контрактного мотора , шот-блока или нового/восстановленного заводом двигателя, просто соотнесите материальные затраты, временные и шансы на успешную реализацию проекта. А может быть, имеет смысл сразу поставить в машину мотор более надежной серии? Но про так называемый swap мы расскажем как-нибудь потом.

Post scriptum

Вне рамок обсуждения остались технологии штатно заменяемых цилиндров и гильз, но я не могу вспомнить машин, в которых это используется, корме «воздушников» на Porsche 911 да некоторых мотоциклов.


porsche_911_11.jpeg


Читайте также:


Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о