38973

Алюминиевый блок цилиндров: «Заменить нельзя ремонтировать»

Научная статья

Производство и промышленные технологии

Огорчало другое: профессионалы надеемся что в дилерских центрах работают только они не знают или скрывают это что такое алюминиевый блок цилиндров. Первый вопрос: зачем блок цилиндров делать алюминиевым если и чугунные блоки прекрасно работают Ответ прост: удельная масса алюминия 2850 кг м3 в 27 раза меньше удельной массы чугуна. А это важно особенно для многоцилиндровых моторов с большим рабочим объемом.

Русский

2013-09-30

33.94 KB

30 чел.

Алюминиевый блок цилиндров: «Заменить нельзя ремонтировать» (Часть 1)

Статьи по ремонту / Технология ремонта моторных деталей

АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ, кандидат технических наук

«Такой блок отремонтировать нельзя! - сказал мастер, указывая на задиры в цилиндрах двигателя MercedesV8. - По крайней мере, в России технологией ремонта алюминиевых блоков не владеют. Специальное покрытие на зеркалах восстановлению не подлежит. Только менять!» - И назвал цену - цифру с некоторым количеством нулей. В долларах, разумеется...

Мы ничего не придумали. Этот разговор действительно произошел не так давно в сервисном центре одного из официальных дилеров знаменитой фирмы. Конечно, установка нового агрегата в сборе взамен вышедшего из строя удобнее и выгоднее для техцентра. Огорчало другое: профессионалы (надеемся, что в дилерских центрах работают только они) не знают (или скрывают это?), что такое - алюминиевый блок цилиндров. В смысле технологии его производства и ремонта. А ведь в России ремонт алюминиевых блоков освоен давно - пожалуй, лет 10 уже, не менее!

Алюминиевый блок в «интерьере»

Прежде чем выстраивать технологические цепочки ремонтных операций, надо, разумеется, знать все особенности ремонтируемой детали.

В том числе технологические «хитрости» ее производства и характер работы. У алюминиевых блоков есть много такого, о чем иные профессионалы, похоже, и не слыхали.

Первый вопрос: зачем блок цилиндров делать алюминиевым, если и чугунные блоки прекрасно работают? Ответ прост: удельная масса алюминия (2850 кг/м3) в 2,7 раза меньше удельной массы чугуна. Соответственно алюминиевый блок получается намного легче чугунного. А это важно, особенно для многоцилиндровых моторов с большим рабочим объемом. Кроме того, теплопроводность алюминия в 4 раза выше, чем чугуна. В результате этого двигатель с алюминиевым блоком быстрее прогревается, а объем системы охлаждения может быть уменьшен благодаря более эффективному охлаждению и быстрому выравниванию температуры стенок блока.

Однако реализовать на практике эти преимущества алюминия не так-то просто. Известно, что по чугунным цилиндрам прекрасно «ходят» поршневые кольца как с твердыми покрытиями, так и без таковых, и сами «мягкие» алюминиевые поршни. С алюминиевыми цилиндрами ситуация другая: сочетание «мягкого» металла поршня с таким же «мягким» материалом цилиндра мгновенно приводит к «схватыванию» металлов и заклиниванию двигателя.

Разумеется, конструкторы двигателей, принимая во внимание эти свойства металлов, разработали несколько способов решения проблемы. Один из них - блоки цилиндров с «мокрыми» гильзами.

Еще в 30-е годы прошлого века получила распространение такая схема: в алюминиевый блок цилиндров устанавливаются «мокрые» чугунные или стальные гильзы. Что называется, и «волки сыты (то есть блоки стали легкими), и овцы целы» - поршни и кольца «ходят» по традиционной твердой поверхности. Такая схема благополучно дожила до наших дней: многие моторы как отечественных, так и иностранных автомобилей имеют подобные блоки цилиндров (вспомним хотя бы наши «волги» и «москвичи»).

Однако простота решения проблемы оказалась весьма обманчивой - схема с «мокрыми» гильзами не лишена недостатков. Жесткость блока, где гильзы «живут» своей жизнью, снижается, что приводит к необходимости увеличивать толщину его стенок, а гильзы при обжатии головки блока деформируются, вызывая повышенный угар масла. Кроме того, такая конструкция оказалась чувствительной к перегреву - прокладка головки блока обычно теряет герметичность даже при не слишком большом и длительном превышении допустимой температуры двигателя.

Эти тонкости можно было не принимать во внимание до тех пор, пока двигатели оставались тихоходными и малонагруженными, а нормы токсичности выхлопа - весьма демократичными. Но к 80-м годам пошлого века ситуация изменилась, и конструкция, прожившая без малого полвека, перестала удовлетворять новым требованиям в полной мере.

Следующим шагом стало появление блоков цилиндров из алюминия с «сухими» чугунными гильзами. Такая схема отрабатывалась многими производителями, но компания Honda первой внедрила в массовое производство конструкцию алюминиевого блока с залитыми тонкими «сухими» чугунными гильзами, и с конца 70-х годов все моторы этой фирмы стали оснащаться такими блоками. Постепенно эта схема завоевала своих сторонников - к 2000-му году такие блоки применяли Renault, Volvo, GM, Suzuki, Subaru, Rover и другие производители.

Нередко вместо чугуна гильзы выполняют из композиционных материалов на чугунной основе. Износостойкость таких гильз значительно выше, чем у цельнолитых чугунных блоков (применение дорогостоящих композиционных материалов при изготовлении последних неоправданно, по экономическим соображениям, из-за их большой массы).

Схема с «сухими» гильзами реализует все преимущества легких алюминиевых блоков, прекрасно сочетая их с технологичностью чугунных, а именно: с возможностью растачивания и хонингования цилиндров в увеличенный (ремонтный) размер поршней. Вместе с тем и эта схема не свободна от недостатков. Чугун, из которого изготовлена гильза, имеет меньшие, нежели алюминий, коэффициенты теплового расширения и теплопроводности. Необходимы специальные меры для исключения «отрыва» гильзы от алюминиевой стенки (с этой целью нередко гильзу снаружи делают ребристой). При этом рабочий зазор поршня в цилиндре, как и в простом чугунном блоке, при нагреве уменьшается, а при охлаждении увеличивается, даже если материалы поршней и блока одинаковые. В результате при больших пробегах возможно появление «холодного» стука поршней и, как следствие, повышенного угара масла.

Цельноалюминиевые блоки цилиндров появились приблизительно в те же годы. Технологию их производства отработала немецкая фирма Mahle. Суть идеи заключается в том, что сохраняется пара «железо-алюминий» для поршня и цилиндра, но при условии, что цилиндр выполнен алюминиевым, в то время как алюминиевый поршень гальванически покрыт тонким (0,02- 0,03мм) слоем железа.

Теперь все встало на свои места: поршень в цилиндре не заклинит, зато тепловое расширение цилиндра и поршня практически одинаково. Тогда рабочий зазор не будет «гулять», и его можно сделать очень малым (0,01-0,02 мм), не боясь возникновения задиров и «прихватов». Значит, ресурс деталей повысится, по крайней мере, в 1,5 раза.

Однако то, что в теории просто, на деле оборачивается новыми проблемами. На практике, когда поршневые кольца работают по алюминию, ресурс поршневой группы оказывается невелик вследствие слишком «мягкой» рабочей поверхности цилиндра.

Проблему решили, применив специальную технологию литья блока из алюминиевого сплава с содержанием кремния более 18%. Быстрое охлаждение участков заготовки блока в зоне цилиндров приводит к направленной кристаллизации кремния y зеркала цилиндров. Далее, после механической обработки поверхность цилиндров дополнительно обрабатывают химическим травлением. В результате этой операции кислота, взаимодействуя преимущественно с алюминием, «вымывает» его слой толщиной несколько микрон, оставляя на поверхности лишь кристаллы кремния.

Теперь и поршень, и поршневые кольца будут «работать» не по алюминию, а по твердому кремнию - износостойкость и долговечность этих пар трения гарантирована, причем она заметно выше, чем у обычных чугунных цилиндров. Правда, при этом поршневые кольца, все без исключения, должны иметь твердое хромовое покрытие, поскольку именно этот металл обеспечивает наивысшую износостойкость в паре с кремнием.

Блоки цилиндров, изготовленные с помощью описанной технологии, получили достаточно широкое распространение у немецких производителей автомобилей: это двигатели Mercedes V8 и V12, Audi V8, Porsche L4 и V8, BMW V8 и V12. Та структура материала, которая получена на поверхности цилиндров этих цельноалюминиевых блоков, по терминологии фирмы Mahle называется Silumal. Поршни для таких блоков имеют особое покрытие Ferrostan (фирма Kolbenschmidt, также использующая эту технологию, дает ей другое название - Alusil).

Описанные цельноалюминиевые блоки прекрасно ремонтируются, их можно растачивать и хонинговать в ремонтный размер без всяких ограничений. Правда, при ремонте необходима специальная операция - финишная доводка поверхности цилиндров.

К сожалению, при всех преимуществах пара «Silumal-Ferrostan» (цилиндр-поршень) все-таки не идеальна. В отличие от традиционных чугунных блоков цельноалюминиевые очень «не любят» перегрева и плохой смазки. В таких нештатных условиях на поверхности цилиндров нередко возникают глубокие задиры, практически выводящие двигатель из строя. Это естественная плата за меньшую прочность и твердость алюминиевого сплава по сравнению с чугуном.

Очевидно, чем больше кремния окажется на поверхности цилиндров в цельноалюминиевом блоке, тем выше будут их износостойкость и долговечность. Однако применять на практике технологию направленной кристаллизации довольно трудно и дорого. Фирма Kolbenschmidt предложила другое решение: на стадии изготовления блока в него устанавливаются уже готовые алюминиевые гильзы (технология Locasil). Это позволяет использовать для блока более дешевый алюминиевый сплав и на поверхности цилиндров получить очень высокую концентрацию кремния - до 27%. Хотя отмеченные недостатки цельноалюминиевых блоков сохраняются и здесь.

Поскольку «мягкая» поверхность цилиндров алюминиевого блока уступает чугуну, то почему бы не сделать ее более твердой? То есть нанести настоящее твердое покрытие? Такие блоки цилиндров с твердым покрытием начали применять уже давно. Это покрытие представляет собой слой никеля толщиной 0,1-0,2 мм со сверхтвердыми частицами карбида кремния SiC размером 3 мкм. Разработчик этой технологии фирма Mahle называет это покрытие Nicasil (фирма Kolbenschmidt использует другое название - Galnical).

Первоначально технология Nicasil применялась в 60-70-х годах для блоков цилиндров дорогих эксклюзивных или спортивных автомобилей. Кстати, моторы автомобилей «Формулы-1» имеют аналогичное покрытие на гильзах цилиндров. Но в массовом производстве эта технология начала применяться лишь в начале 90-х (в качестве примера можно привести двигатели М60 и М52 фирмы BMW).

В отличие от цельноалюминиевых блоков покрытие Nicasil не требует каких-либо изменений материала поршней, т.к. по этому покрытию прекрасно работают и обычные алюминиевые поршни. А вот с поршневыми кольцами для этих блоков ситуация сложнее. Традиционные хромированные кольца не подходят: два сверхтвердых материала (хром и Nicasil) плохо сочетаются друг с другом. Поэтому для цилиндров с твердым покрытием рекомендуются другие кольца - например, чугунные фосфатированные без твердого покрытия.

Мотористы, впервые встретившие алюминиевые блоки цилиндров в своей практике, нередко путают их и не могут точно определить, с каким именно блоком - с покрытием или без него - они имеют дело. На самом деле установить тип блока просто: достаточно «царапнуть» острым металлическим предметом по верхнему краю цилиндра. Цельноалюминиевый блок царапается очень легко, причем царапина получается глубокой, поскольку поверхность цилиндра из мягкого алюминиевого сплава. На чугунном цилиндре царапины будут незначительными. И лишь на покрытии Nicasil не останется никакого следа - настолько высока его твердость.

Несмотря на то, что износостойкость покрытия Nicasil существенно превышает аналогичный показатель обычных чугунных блоков цилиндров, некоторые недостатки этой технологии все же надо отметить. Основа блока - алюминиевый сплав - остается относительно «мягким», поэтому при серьезных поломках (обрыв шатуна, прогар и разрушение поршня) тонкое покрытие легко пробивается и уже не может быть восстановлено. Да и в случае естественного износа ремонт, как правило, не предусматривается, т.к. покрытие имеет малую толщину, из-за чего при обработке цилиндра можно легко обнажить алюминий. По этой причине ремонтных поршней для большинства таких блоков «в природе» не существует (лишь для некоторых моторов выпускаются ремонтные комплекты поршневой группы с увеличенным на 0,08-0,10 мм размером).

Но если фирма-производитель не предусматривает технологии ремонта, это вовсе не значит, что изношенный блок нельзя отремонтировать. Скажем больше - алюминиевый блок цилиндров, изготовленный по любой из описанных выше технологий, как правило, подлежит ремонту не только в случае износа цилиндров, но даже при более серьезных повреждениях. Как это можно сделать, мы расскажем в наших следующих публикациях.

2222222222222222222222222222222222222222222222222222

АЛЕКСАНДР ХРУЛЕВ,

кандидат технических наук,

директор фирмы «АБ-Инжиниринг»

В предыдущей статье мы рассказали, какие основные типы алюминиевых блоков цилиндров применяются в конструкциях современных двигателей. В процессе эксплуатации рабочие поверхности цилиндров изнашиваются, а иногда возникают и более серьезные дефекты: задиры, трещины, пробоины… Поэтому вопросы ремонта алюминиевых блоков не менее актуальны, чем традиционных чугунных.

Практика показывает, что при ремонте большинства алюминиевых блоков используют несколько другие, нежели для чугунных блоков, ремонтные технологии. Они обусловлены следующими причинами:

— рабочая поверхность цилиндров алюминиевого блока, как правило, имеет иную структуру, чем основной материал блока (алюминиевый сплав);

— коэффициент температурного расширения алюминиевого сплава превышает аналогичный параметр чугуна и стали в 1,7—2 раза;

— прочность, твердость и коррозионная стойкость алюминиевого сплава существенно ниже, чем у чугуна.

Ввиду этих особенностей алюминиевых блоков не только изменяются режимы традиционных ремонтных операций, таких как растачивание и хонингование, но и, кроме того, используются оригинальные операции, не применяемые при ремонте чугунных блоков. К тому же при ремонте алюминиевых блоков необходимы особые внимательность и аккуратность, без которых трудно добиться высокого качества ремонта.

Ремонтировать? Лучше заменить!

Наиболее просто ремонтировать цилиндры алюминиевых блоков со вставными «мокрыми» чугунными гильзами: достаточно лишь заменить изношенные гильзы на новые. Таковы, например, рекомендации подавляющего большинства иностранных автопроизводителей для многих двигателей легковых иномарок, где установлены «мокрые» гильзы — их ремонт (расточка, хонингование) обычно не предусмотрен. С другой стороны, для отечественных моторов выпускаются

ремонтные поршневые группы. Однако точно выдержать геометрию «мокрых» гильз при их расточке и хонинговании трудно.

Проблемы при ремонте «мокрых» гильз связаны с их жесткостью. Например, крепление гильзы в хонинговальном или расточном станках с помощью различных приспособлений нередко приводит к ее деформации. Не спасает положение и обработка гильз, вставленных непосредственно в блок и прижимаемых сверху специальными шайбами, — помимо деформации могут возникнуть трудности при хонинговании. К примеру, конструктивные особенности многих блоков не позволяют брускам хонголовки выходить за нижнюю кромку гильзы. Из-за этого невозможно добиться правильной геометрии цилиндра.

Трудности при ремонте гильз возникают вследствие разной толщины стенок — нижняя часть гильзы тоньше и, соответственно, более «податливая». При растачивании и хонинговании эта часть стенки «дышит», т. е. отжимается инструментом, что приводит к повышенной конусности нижней части гильзы.

Решить проблемы с обработкой гильз можно, но не просто. Первый способ — индивидуальная обработка гильз с минимальным зажимом на последнем этапе хонингования (этого можно добиться, если от проворачивания удерживать гильзу вручную с помощью хомута). Именно так удается исключить деформацию гильзы и, соответственно, обеспечить ее хорошую геометрию: эллипсность не более 0,02 мм, а конусность в пределах 0,01 мм.

Другой способ, напротив, моделирует деформацию гильз в блоке. Правда, для его реализации нужна так называемая «фальшголовка» блока — плита с отверстиями, диаметр которых больше, чем у цилиндров. Она прижимается вместе с прокладкой к блоку болтами взамен штатной ГБЦ. Далее, после предварительного растачивания, гильзы подвергают хонингованию либо в блоке, если позволяет его конструкция, либо индивидуально. Во втором случае желательно использовать хонголовку с подпружиненными брусками, чтобы сохранить форму гильзы в свободном состоянии (отметим, что при повторном монтаже гильз в блоке их положение должно сохраняться).

Понятно, что точно выдержать все эти технологические тонкости на практике не просто и не дешево. Это еще раз подтверждают рекомендации зарубежных ремонтников: гильзы лучше менять, чем ремонтировать. Правда, и при замене

следует соблюдать аккуратность, потому что нередки случаи коррозии блоков на нижних уплотняющих поясках для гильз. Если такой факт установлен, то блоку необходим ремонт, к тому же совсем не простой. Помимо ликвидации коррозионных повреждений (посредством сварки, напыления и пр.), потребуется точно обработать поясок «как чисто» и при этом «не провалить» гильзу от верхней плоскости (выступание гильзы от верхней плоскости блока обычно регламентируется в пределах 0,05—0,10 мм).

Сила традиции

Чем хороша традиционная технология ремонта? Да тем, что все тонкости ее отработаны до совершенства, включая станок, приспособления, инструмент, режимы обработки. В этом и заключена сила традиции — не надо ничего изобретать, достаточно взять и сделать. Быстро и правильно.

Именно так в случае износа ремонтируют алюминиевые блоки цилиндров с залитыми чугунными гильзами. Обычно производители предусматривают возможность, по меньшей мере, одного ремонта, при этом блоки подвергают традиционным операциям расточки и хонингования под поршни ремонтного размера.

Другое дело, когда цилиндр имеет глубокое повреждение, не устраняемое увеличением диаметра цилиндра до ремонтного размера. Иногда гильза, установленная на заводе-изготовителе, со временем теряет герметичность и начинает «течь», в результате чего в цилиндр и картер поступает антифриз. В подобных случаях необходима замена гильзы. Эта операция тоже достаточно хорошо отработана в ремонтной практике (справедливости ради, отметим, что автопроизводители рекомендуют в таких случаях менять блок).

Начинают замену с удаления старой гильзы. Для этого гильзу растачивают до вскрытия основного материала блока и удаления ее остатков (обычно толщина залитой гильзы колеблется в пределах 2,5—4,0 мм). Дальнейшие действия зависят от характера дефекта блока. При серьезных повреждениях в алюминиевой стенке, окружающей гильзу, могут появиться трещины. Их обнаруживают визуально или по результатам опрессовки рубашки охлаждения блока.

Крупные трещины, в том числе расположенные вдоль образующей цилиндра, требуют обязательной заварки, поскольку способны расти под действием натяга гильзы. Следует быть готовым к тому, что после сварки блок может «повести». Этот дефект потребует повторной обработки посадочной поверхности гильзы и дополнительной обработки постелей коленвала и/или верхней плоскости.

При изготовлении новой гильзы в ее в верхней части необходимо выполнить упорный бурт, а в гнезде — соответствующую выточку. Гильза должна иметь натяг в гнезде 0,05—0,07 мм. Чтобы легко, «от руки», установить такую гильзу в блок, достаточно охладить ее в жидком азоте до -186°С, даже не прибегая к нагреву блока. Кстати, перед установкой гильзы необходимо нанести на верхнюю и нижнюю части гнезда жидкий герметик (этим гарантируется герметичность посадки гильзы), а сразу после установки — «заневолить» гильзу, т. е. создать давление в сторону запрессовки до окончательного выравнивания температуры блока (подробно эта технология описана в № 1/2002).

Ремонтировать? Конечно…

В самом деле, для блоков цилиндров, выполненных по технологии Alusil (Silumal), фирмы-производители поршней выпускают не только стандартные, но и ремонтные комплекты поршневых групп (обычно такие комплекты имеют увеличенные размеры +0,5 и +1,0 мм, реже +0,35 и +0,7 мм). Ремонтные поршни, также как и стандартные, в обязательном порядке имеют тонкое покрытие железом. Попытки использовать обычные поршни без покрытия заканчиваются мгновенным схватыванием (задиром) и выходом двигателя из строя. Упомянутые ремонтные комплекты изготавливаются с учетом специально разработанной технологии ремонта алюминиевых цилиндров.

Растачивание цилиндров выполняется традиционно, однако хонингование имеет свои особенности. Главное отличие состоит в использовании специальных абразивных брусков с минимальным «засаливанием», которое, как известно, является причиной появления задиров на отремонтированной алюминиевой поверхности.

Фирма Sunnen, ведущий производитель хонинговального оборудования, рекомендует цилиндры таких блоков последовательно обрабатывать 3-мя типами брусков, содержащих абразивные частицы из карбида кремния SiC. Первый тип — C30-J55, предназначен для снятия дефектного слоя (припуск 0,04—0,08 мм) после растачивания, второй тип C30-J84 — для предварительного хонингования

с припуском около 0,01—0,02 мм и удаления глубоких рисок, оставшихся от предыдущей операции, а третий тип С30-С03—81 применяется для окончательного (финишного) хонингования без изменения размера цилиндра.

Если хонингование проводится после предварительного растачивания, то сначала необходимо в обязательном порядке удалить с блока всю стружку, так как ее попадание под абразивные бруски может повредить поверхность цилиндра и сами бруски, вызвав скалывание абразива с их кромок. Такой же результат может получиться при чрезмерном давлении брусков на стенку цилиндра, плохой фильтрации масла, подаваемого в зону хонингования, а также при несоответствии профиля наружной поверхности брусков и поверхности цилиндра (когда радиус закругления брусков больше радиуса цилиндра). К примеру, при чрезмерно высоком давлении на поверхность цилиндра бруски, вместо того, чтобы резать твердые зерна кремния, способны вырывать их с поверхности. Как правило, эффект сопровождается налипанием алюминия на брусок, скалыванием его кромки и появлением на поверхности цилиндра глубоких рисок, способных испортить всю работу.

После хонингования диаметр цилиндра должен соответствовать заданному (обычно рабочий зазор поршня в цилиндре лежит в пределах 0,01—0,02 мм), но структура поверхности еще далека от требуемой. Поэтому на финишной стадии обработки цилиндров проводят операцию полирования поверхности.

Полирование при ремонте фактически является альтернативой химического травления в производстве и выполняется без подачи смазочного масла к обрабатываемому цилиндру. Суть полирования сводится к снятию незначительного (около 1 мкм) слоя алюминия и обнажению кристаллов кремния. При этом используются мягкие фетровые башмаки C30-F85, устанавливаемые в хонголовку, и специальная «мягкая» кремниевая (силиконовая) паста AN-30, снимающая с поверхности алюминий, не затрагивая частицы кремния.

После полирования поверхность цилиндров приобретает характерный матово-серый цвет, причем на ней не должно быть заметно рисок от резца или хонинговальных брусков. Структура поверхности в этом случае представляет собой выступающие зерна кремния, а алюминиевый сплав в виде связки располагается ниже уровня зерен на 1—1,5 мкм. Другими словами, поверхность становится пористой — между зернами кремния появляются микрообъемы, которые при работе двигателя заполняются маслом, смазывающим детали поршневой группы.

Немецкая фирма Gehring для обработки алюминиевых цилиндров предлагает другую технологию. Отличия, в основном, заключаются в процессе предварительного хонингования. Так, вместо 1-го типа брусков из SiC на этапе предварительного хонингования используются алмазные бруски, и лишь на последующих этапах, в том числе фининшного хонингования, устанавливаются бруски с абразивом из карбида кремния.

Описанные приемы ремонта применяются не только для блоков, изготовленных по технологии Alusil (Silumal), но и для более современных вариантов — Lokasil и Silitec (последний представляет собой кремниевую матрицу в виде гильзы, залитой алюминиевым сплавом и содержащей до 25% кремния). Во всех случаях макро- и микрогеометрия цилиндров ничуть не отличается от заводской.

При серьезных повреждениях цилиндров, когда дефекты не могут быть устранены путем увеличения диаметра цилиндра до ремонтного, производители предусмотрели установку ремонтных гильз. Такие гильзы поставляются в запасные части для некоторых алюминиевых блоков, выполненных по указанным выше технологиям.

Ремонтные гильзы выполняются из материала, аналогичного материалу блока, — это алюминиевый сплав с содержанием кремния более 17%. Технология установки алюминиевой гильзы практически ничем не отличается от описанной выше для чугунных гильз. Разница обусловлена физическими свойствами алюминия, в частности его высокой теплопроводностью. На практике это означает, что перед запрессовкой необходимо создавать максимально возможную разность температур между гильзой и блоком (к примеру, охлаждением гильзы в жидком азоте и нагревом блока), а запрессовку выполнять «от руки» и быстро, чтобы гильза не успела нагреться.

Другая, причем весьма неприятная, особенность алюминиевой гильзы — ее нельзя допрессовать, как чугунную, если она по каким-либо причинам не встала «до упора» на свое место. Единственно возможный выход в подобной ситуации — удалить гильзу расточкой. Что, вообще говоря, обидно — цена гильзы, как правило, превышает 100—120 долл., да и ждать новую гильзу «на заказ» придется не один день.

После того, как все гильзы будут установлены, их необходимо обработать обычным для алюминиевых блоков данного типа образом. И обратите внимание на выступающие над привалочной плоскостью торцы гильз — при их обработке не рекомендуется подрезать привалочную плоскость блока, чтобы величина выступания поршней в ВМТ над плоскостью не превысила предельных значений (обычно 0,5—0,7 мм) и не образовалось ступени между плоскостью и верхней частью передней крышки блока.

Когда ремонт — дело тонкое

Именно так обстоит дело с алюминиевыми блоками, имеющими покрытие цилиндров типа Nicasil (Galnical). Как известно, в процессе длительной эксплуатации даже это покрытие, несмотря на сверхвысокую твердость, тоже изнашивается. Возникает вопрос: можно ли ремонтировать такой блок цилиндров? Прежде чем ответить на него, рассмотрим некоторые особенности блоков с упомянутым покрытием.

Обычно на практике необходимость ремонта возникает редко, чаще всего тогда, когда покрытие уже безвозвратно повреждено. С другой стороны, для подавляющего большинства двигателей ремонтные поршни не выпускаются. Лишь для некоторых моторов BMW удается найти поршневые группы с увеличенным на 0,07—0,08 мм размером. И все же допустим, что поршни найдены, да и покрытие цилиндров пока «живое» — без сколов и задиров. Попробуем что-нибудь сделать.

Растачивать цилиндры такого блока — затея бессмысленная. Ни один резец «не возьмет» карбид кремния, содержащийся в материале покрытия, да и расточка с припуском менее 0,1 мм не требуется.

Значит, хонингование? Да, но не без «хитростей». Во-первых, бруски выбирают только самые твердые — алмазные или с абразивными частицами из нитрида бора. Далее — режимы хонингования: нужно устанавливать самое минимальное усилие давления брусков на поверхность цилиндра, чтобы не «продавить» и не разрушить тонкое покрытие.

К сожалению, даже соблюдение самых строгих мер предосторожности еще не гарантирует успех всего мероприятия в целом. К примеру, длительно работавший блок может иметь повышенную эллипсность цилиндров (до 0,03—0,05 мм). При минимальном усилии хонингования устранить эллипс полностью трудно, в то же время опасность разрушения (скалывания) покрытия вблизи малой оси эллипса цилиндра весьма велика. В конечном счете, положительного результата удается достигнуть не на всех цилиндрах блока.

Если же покрытие повреждено (необязательно при хонинговании), то никаких рекомендаций по ремонту производители не дают. Эта ситуация породила среди механиков «легенды» о необходимости повторного покрытия цилиндра «ника-силом». Однако многолетняя практика показывает, что нет смысла повторять сложную заводскую технологию. Известно немало случаев, когда отремонтировать блок в рамках «разрешенных» производителем технологий невозможно. Это случается при серьезных и глубоких повреждениях рабочей поверхности цилиндров.

Из России — с технологией

Допустим, что в процессе эксплуатации блок с покрытием Nicasil получил повреждения цилиндров. Что делать с таким блоком?

Во-первых, можно «пустить в расход». И купить новый. И даже мотор новый в сборе поставить, как рекомендуют производители в таких случаях. Только то, что хорошо для нового автомобиля, никак не подойдет для десятилетнего.

Где-нибудь в Европе можно использовать и такое альтернативное решение — поставить двигатель «б/у». Дешево и сердито. Только у нас не Европа — документы соответствующие нужны на такой мотор. А кто их выдаст?

Вот и получается — хочешь не хочешь, а надо ремонтировать, т. е. «гильзовать» обычными чугунными гильзами.

Можно так поступать? Конечно, нет, если соблюдать инструкции производителей. Однако инструкции можно «забыть», и тогда ответ станет положительным. При одном непременном условии — если овладеть технологией установки чугунных гильз и отработать ее до совершенства.

Выше мы рассказывали, как менять залитые чугунные гильзы на алюминиевых блоках. Установка ремонтных чугунных гильз в блоки других типов ничем не отличается от описанной. При этом в блоках типа Silumal (Alusil), вместо пар трения «кремний-железо» для поршня и «кремний-хром» для поршневых колец, получаются пары «чугун-железо» и «чугун-хром», отлично работающие и обладающие высокой долговечностью. Кроме того, чугунные гильзы отлично противостоят перегреву и недостаточной смазке, чего никак не скажешь о «родной» алюминиевой поверхности.

В блоках с покрытием типа Nicasil (Galnical) для поршней вообще нет никакой разницы по какой поверхности скользить — чугунной или «родной» из «никасила», хотя на более старых моторах долговечность поршневых колец после ремонта несколько снижается из-за отсутствия у них хромового покрытия.

Как нам стало известно, на сегодняшний день такая технология применяется только в отечественной практике. И весьма успешно — ресурс деталей цилиндропоршневой группы у отремонтированных моторов превышает 150тыс. км.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12716. Создание модели детали типа вал в SolidWork 2006 и чертежа вала в Компас 3D v8 477.5 KB
  Практическая работа №7. Тема:Создание модели детали типа вал в SolidWork 2006 и чертежа вала в Компас 3D v8.Цель: Научиться сохранять созданные в SolidWorks модели в промежуточном формате импортировать их в Компас и создавать чертежи деталей. Необходимое оборудование и материа...
12717. Создание чертежа детали типа Корпус2 в программе компас 3D 221 KB
  Практическая работа №8. Тема:Создание чертежа детали типа Корпус2 в программе компас 3D.Цель: Создание чертежа детали типа корпус с применением модели корпусной детали созданной в практической работе № 3. Необходимое оборудование и материалы: ПК персональный
12718. Организация производственного процесса во времени 171.5 KB
  Лабораторная работа №1 по дисциплине Организация производства и менеджмент: Организация производственного процесса во времени Вариант №6 1.ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ВО ВРЕМЕНИ. Тема: Производственный цикл изготовления изделий и его виды. ...
12719. ПОТОЧНЫЕ МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА 194 KB
  Лабораторная работа №2 по дисциплине Организация производства и менеджмент: ПОТОЧНЫЕ МЕТОДЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА Вариант №6 Расчет и построение стандартпланов работы однопредметных поточных линий. Задача 2.1. Определить длину сборочного конвейера ...
12720. Расчет основных календарно-плановых нормативов при оперативном планировании в серийном производстве 113.5 KB
  Лабораторная работа №3 по дисциплине Тема: Расчет основных календарноплановых нормативов при оперативном планировании в серийном производстве. Функциональная задача оперативного планирования в серийном производстве заключается в установлении основных календ...
12721. Экономическое обоснование выбора вариантов технологических процессов 132.5 KB
  Лабораторная работа №4 по дисциплине Организация производства и менеджмент: Экономическое обоснование выбора вариантов технологических процессов Вариант №6 ЗАДАЧА Произвести выбор наиболее экономического варианта операции механической обработки. Имеет
12722. Организация производства в машиностроении. Экономика и организация производства 183.5 KB
  Лабораторная работа №1 Организация производства в машиностроении и Экономика и организация производства Вариант №2 Задача 1.1 Построить графики технологического цикла сборки партии интегральных схем в количестве 4 штук при последовательном параллел...
12723. Циклы в VB .NET 12.43 KB
  Циклы 1.В VB .NET как практически во всех языках программирования существуют циклы конструкции позволяющие выполнять операции заданное количество раз или продолжать пока выполняется или наоборот не выполняется некоторое логическое условие. По сравнению с прежними
12724. Циклы с заданным числом повторений 54.5 KB
  Лабораторная работа № 16 Тема: Циклы с заданным числом повторений Общие сведения Циклом с заданным числом повторений называется процедура в которой вычислительные операции выполняются многократно заданное число раз. Циклы этого типа называются циклами типа €œДО€...