Гильзы блока цилиндров: значение, применение, гильзовка, особенности эксплуатации и ремонта
Гильзы цилиндров являются одними из самых важных элементов двигателя внутреннего сгорания. Они служат направляющими для движения поршней и воспринимают колоссальные нагрузки при работе мотора. К сожалению, со временем гильзы изнашиваются и требуют замены. Давайте разберемся, как устроены эти детали, почему они так важны и как правильно проводить их замену.
Назначение и роль гильз цилиндров в работе ДВС
Гильза цилиндра представляет собой металлическую втулку, внутри которой движется поршень. Вместе с головкой блока цилиндров гильза образует рабочую полость, где происходит процесс сгорания топлива.
Основные функции гильз цилиндров:
- Направлять движение поршня и передавать газовые усилия на коленчатый вал
- Воспринимать давление газов и трение о поршень
- Обеспечивать герметичность рабочей полости цилиндра
- Отводить тепло от стенок в систему охлаждения
Поршень с кольцами плотно прилегает к зеркально гладкой поверхности гильзы. Это позволяет эффективно преобразовывать энергию сгорания топлива в механическую энергию вращения коленчатого вала.
Гильзованные двигатели имеют ряд преимуществ:
- Проще и дешевле производить блок цилиндров
- Легче ремонтировать, заменив только изношенные гильзы
- Выше степень сжатия и КПД благодаря малому зазору
К гильзам предъявляют высокие требования по износостойкости, жесткости, теплопроводности и герметичности. От их качества напрямую зависит ресурс и мощность двигателя.
Конструкция и материалы гильз
По конструкции гильзы делят на два типа:
- "Сухие" - не контактируют с охлаждающей жидкостью
- "Мокрые" - частично омываются охлаждающей жидкостью, имеют резиновые уплотнения
"Сухие" гильзы преимущественно используются в двигателях воздушного охлаждения, а "мокрые" - в двигателях с жидкостным охлаждением.
Материалы гильз:
- Чугун (с добавками Cr, Mo, V для повышения прочности)
- Алюминиевый сплав (для облегчения конструкции)
Наиболее распространен чугун благодаря оптимальному сочетанию прочности, износостойкости и цены.
Расточка гильз блока цилиндров
Перед установкой новых гильз необходимо расточить цилиндры, чтобы придать им оптимальную геометрию. Это важнейший этап подготовки блока к гильзовке.
Расточка бывает нескольких видов:
- Под номинальный ремонтный размер
- Под размер ремонтной гильзы
- С увеличением диаметра цилиндра
Правильно выполненная расточка - залог качественной посадки гильз и долговечной работы двигателя.
Помимо расточки, важным процессом подготовки блока цилиндров к гильзовке является разборка старых деталей. Нельзя устанавливать новые гильзы, не удалив следующие элементы:
- Старые изношенные гильзы
- Поршни и поршневые кольца
- Прокладки головки блока
Ремонт гильзы блока цилиндров
Ремонт гильз цилиндров заключается в их тщательной проверке и принятии решения о возможности дальнейшего использования.
Гильзу цилиндра можно оставить, если:
- Износ не превышает допустимый
- Нет задиров, трещин и других повреждений
При выявлении дефектов выше допустимого уровня требуется полная замена гильзы.
Как вытащить гильзы из блока цилиндров
Для вытащить гильзы из блока цилиндров используют специальные съемники или выколотки. Работать аккуратно, чтобы не повредить посадочные места.
Последовательность действий:
- Закрепить блок в тисках или стенде
- Установить съемник гильзы в гнездо
- Завернуть болт съемника до выпрессовки гильзы
- Аккуратно вынуть гильзу из гнезда
Если гильза заклинилась, можно использовать резиновый молоток для вибрационного воздействия.
Подбор гильз цилиндров
После удаления старых гильз можно приступать к подбору и установке новых. Выбор гильз определяется материалом блока цилиндров и наличием ремонтного комплекта поршней.
Гильзы для алюминиевых блоков
Для алюминиевых блоков цилиндров чаще всего используют гильзы из алюминиевого сплава. Они легкие, обеспечивают хороший теплоотвод и подходят по коэффициенту термического расширения.
Гильзы для чугунных блоков
В чугунные блоки устанавливают чугунные гильзы. Они прочные, износостойкие и недорогие. Часто применяют технологию нанесения износостойких покрытий непосредственно на рабочую поверхность гильзы.
Ремонтные гильзы
Если планируется установка поршней и колец ремонтного размера, то нужно подобрать соответствующие ремонтные гильзы. Они чуть меньше по размерам и допускают расточку после посадки.
Сухие гильзы запрессовываются в нагретый блок, а мокрые можно ставить в холодном состоянии вручную или с небольшим подпрессовыванием.
Контроль качества гильзовки
После установки всех гильз нужно тщательно проверить качество гильзовки, чтобы избежать проблем в будущем.
После установки гильз важно правильно проконтролировать качество проведенных работ. Это позволит избежать неприятных последствий в виде течи охлаждающей жидкости или моторного масла.
Проверка выступа гильз
Необходимо измерить высоту выступа верхней кромки гильзы над поверхностью блока. Данный зазор должен составлять 0,05-0,06 мм.
Контроль герметичности
С помощью специнструментов проверить герметичность уплотнений в области "мокрого" стыка гильзы и охлаждаения двигателя.
Проверка качества расточки
Оценить качество расточенной поверхности гильзы, убедиться в отсутствии задиров, овальности и других дефектов.
Тестовый запуск
После полной сборки двигателя обязательно провести тестовый запуск на 2-5 минут на холостых оборотах.
Контроль герметичности систем
Проверить герметичность систем охлаждения и смазки двигателя, убедиться в отсутствии течей.
После успешного тестового запуска можно приступать к окончательной сборке двигателя и установке в автомобиль.
Установка дополнительных систем
Подсоединить все шланги, электропроводку и датчики систем питания, зажигания, охлаждения, смазки, выхлопа.
Аккуратно установить двигатель в моторный отсек, закрепить кронштейнами к раме автомобиля.
Подключение агрегатов
Подсоединить раздаточную коробку, трансмиссию, элементы подвески к выходным валам двигателя.
Заправка рабочих жидкостей
Залить масло в поддон картера, охлаждающую жидкость в расширительный бачок системы охлаждения.
Провести пуск двигателя, тщательную обкатку и регулировку систем питания и зажигания.
Контроль после обкатки
Проверить герметичность стыков, уровни рабочих жидкостей, отсутствие посторонних шумов после обкатки.
После успешной обкатки можно начинать полноценную эксплуатацию гильзованного двигателя. Однако есть некоторые особенности и рекомендации.
Выбор масла
Для смазки гильзованных ДВС рекомендуются масла класса "High Performance" с хорошими антифрикционными и защитными свойствами.
Режим трогания
После длительной стоянки лучше прогреть двигатель на холостых перед началом движения, чтобы масло успело полностью смазать поверхность гильз.
Нагрузки и скоростной режим
В течение первых 5-10 тысяч километров после гильзовки рекомендуется избегать резких разгонов и перегрузок, чтобы приработалась пара гильза-поршень.
Контроль технического состояния
Необходимо регулярно проверять: давление масла, температуру охлаждающей жидкости и уровень ее расхода.
В зависимости от стиля вождения и условий эксплуатации, рекомендуется менять отдельные гильзы каждые 100-150 тысяч км пробега.
При последующем капремонте двигателя допускается установка ремонтных или перешлифованных гильз.