Способы устранения дефектов гильз цилиндров

Основные эксплуатационные дефекты гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания автомобилей

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 02.03.2015 2015-03-02

Статья просмотрена: 23837 раз

Библиографическое описание:

Захаров, Ю. А. Основные эксплуатационные дефекты гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания автомобилей / Ю. А. Захаров, Р. Р. Булатов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 5 (85). — С. 148-150. — URL: https://moluch.ru/archive/85/15984/ (дата обращения: 19.11.2021).

Техническое состояние гильз цилиндров во много определяет тягово-экономические показатели двигателя и его ресурс. Различают несколько основных эксплуатационных дефектов гильз ДВС, классификация и причины возникновения, которых, а также способы устранения рассмотрены в данной статье.

Ключевые слова: гильза цилиндра, двигатель внутреннего сгорания, эксплуатационный дефект, расход топлива, компрессия, износ, трещины.

Гильза цилиндра двигателя внутреннего сгорания представляет собой цилиндрическую вставку, формирующую рабочий объем двигателя и определяющая положение поршня при его движении. От технического состояния гильз цилиндра ДВС зависят такие параметры как мощность, расход топлива, компрессия, расход масла и так далее [1–3].

Основные дефекты гильз цилиндров ДВС, образующиеся при эксплуатации: трещины, износ наружной поверхности, излом бурта, износ посадочных поясков, износ внутренней (рабочей) поверхности.

Трещины на поверхности гильз цилиндров могут возникать от перегрева ввиду превышения предельно допустимой нагрузки на двигатель, неполноценной работы системы охлаждения, под воздействием ударных нагрузок, из-за «размораживания» охлаждающей жидкости двигателя или при нарушении технологии ремонта (перетяжка болтов, перекосы при запрессовке и так далее) [4–6].

В результате чрезмерного нагрева, а иногда и от резкого охлаждения в гильзах появляться микротрещины, которые под действием температуры и ударных нагрузок могут привести к физическому разрушению гильзы, что в конечном итоге вызовет потерю работоспособности цилиндропоршневой группы и двигателя в целом.

При дефектации трещины в гильзах можно обнаружить с помощью рентгенографического исследования, с помощью ориентирования металлических опилок вдоль трещины под воздействием магнитных полей или путем применения смазок и жидкостей, имеющих высокую проникающую способность. При обнаружении трещин гильзы не подлежат ремонту или восстановлению и выбраковываются [4, 7].

2. Износ наружной поверхности.

Как правило, большая часть наружной поверхности находиться в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью, в связи с этим, основными причинами повреждения этой поверхности гильз является квитанционное изнашивание и коррозионные процессы. Величина повреждений наружной поверхности может быть значительно снижена путем применения специализированных охлаждающих жидкостей (антифризов), имеющих в своем составе антикоррозионные, противопенные и другие присадки [2, 5–8].

Наличие дефектов наружной поверхности гильз может приводить к протечкам охлаждающей жидкости в картер двигателя и взаимодействия с моторным маслом, в результате чего образуется масляная эмульсия, не способная полноценно выполнять свою работу. Либо возможно загрязнение охлаждающей жидкости моторным маслом.

Устранение таких дефектов возможно путем нанесения полимерных композиций на изношенные поверхности [1–3, 7–8].

Основными причинами излома бурта гильзы являются: наличие посторонних частиц при запрессовке; неровности и перекосы в области седла буртика в блоке цилиндров; неподходящая по высоте и размерам прокладка головки блока цилиндров; нарушения технологии обработки при ремонте и восстановлении.

Иногда головка блока цилиндров имеет канавку по всему периметру, в которую входит противопожарный борт, причем головка и гильза цилиндра не должны соприкасаться. Если вследствие перекоса или повреждения головка блока требует выравнивания, канавка должна быть пропорционально увеличена. В противном случае есть опасность того, что усилие будет направлены не на прокладку, как должно быть, а на противопожарный борт гильзы цилиндра.

Если данный дефект гильзы не будет вовремя обнаружен, то после пуска двигателя сломанная гильза сдвинется в направлении коленчатого вала, и как только место излома окажется на высоте первого поршневого кольца, поршневое кольцо выскочит выше места излома. При обратном ходе поршня он вдавит гильзу цилиндра. Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.

Устранить такой дефект можно с помощью пластической деформации, наплавки или приварки стальной ленты с последующей механической обработкой.

4. Износ посадочных поясков гильзы.

Износ посадочных поясков частично связан с кавитационным изнашиванием. Признаком дефекта гильз являются глубокие раковины на поверхности поясков, что является следствием явления кавитации или коррозии.

В процессе работы возникает вибрация гильзы, что также вызывает износ посадочных поясков гильзы.

В реальных условиях эксплуатации двигателей возможно появление овальности посадочных поясков гильзы, вызванное кавитационным разрушением или отложением накипи в зазорах посадочных поясков гильзы в блоке.

Устранить подобный дефект можно также с помощью пластической деформации, наплавки или приварки стальной ленты с последующей механической обработкой.

5. Износ внутренней поверхности цилиндров.

Во время работы двигателя зеркало цилиндров подвергается абразивному и механическому изнашиванию вследствие проникновения в двигатель пыли. Много пыли попадает в цилиндры с воздухом через впускной трубопровод, если имеются неплотности в месте его крепления, или с топливом и маслом при их небрежном хранении.

Механическое изнашивание зеркала гильзы цилиндра больше в верхней части, чем в нижней, так как в верхней части давление значительно выше. Когда в конце такта сжатия в цилиндре сгорает рабочая смесь, то резко повышается давление образовавшихся горячих газов, и первое компрессионное кольцо сильно прижимается к зеркалу цилиндра.

В ВМТ скорость поршня снижается до нуля, масляная пленка выгорает, и первое поршневое кольцо вступает непосредственно в контакт с зеркалом цилиндра. При движении поршня вниз (в первый момент) происходит интенсивное изнашивание зеркала цилиндра и поршневого кольца.

Кроме износа по длине также наблюдается износ в направлении, перпендикулярном оси коленчатого вала, т. е. овализация гильз. Овализация гильз цилиндров вызывается как неравномерностью изнашивания, так и остаточными деформациями, возникающими от сил давления газов и бокового усилия поршня. Наибольшая овальность гильзы происходит в верхнем поясе в зоне расположения верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке.

Устранить износ внутренней поверхности гильзы можно с помощью растачивания, хонингования, шлифования, наплавки, осаждением гальванопокрытий, металлизацией [8].

Таким образом, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания при работе испытывают большие нагрузки, они подвержены пяти основным эксплуатационным дефектам, каждый из которых имеет свои причины для появления и может быть устранён тем или иным способом, применяемым в авторемонтном производстве.

1. Захаров, Ю. А. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 19. — С. 202–204.

2. Захаров, Ю. А. Основные дефекты корпусных деталей автомобилей и способы их устранения, применяемые в авторемонтном производстве [Электронный ресурс] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремзин, Г. А. Мусатов // Инженерный вестник Дона: электронный научный журнал. № 4, 2014. URL: www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_48_Zaharov.pdf_b512b82f57.pdf

3. Захаров, Ю. А. Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось» [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 20. — С. 141–143.

4. Захаров, Ю. А. Основные способы упрочнения рабочей поверхности гильз цилиндров двигателей автомобилей [Текст] / Ю. А. Захаров, Л. А. Рыбакова // Молодой ученый. — 2015. — № 2. — С. 157–160.

5. Голубев, И. Г. Мониторинг технологических процессов восстановления деталей [Текст] / И. Г. Голубев, В. В. Быков, А. Н. Батищев, В. В. Серебровский, И. А. Спицын, Ю. А. Захаров // Технический сервис в лесном комплексе / Сб. материалов. науч.-практ. конф. — Москва: МГУЛ, 2000.– С.31.

6. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 56–58.

Источник

Как ремонтировать автомобиль

Способы восстановления гильз цилиндров

Для восстановления наружной поверхности гильз цилиндров необходимо провести очистку наружной поверхности гильзы от накипи и возникшей коррозии. Для очистки поверхности гильзы потребуется стальная щетка и токарный станок .

Для очистки гильз цилиндров существует специальная установка ОМ-21601.

Очищающий материал для установки ОМ-21601: металлический песок, косточковая крошка, флюс.

Производительность установки ОМ-21601: 40 гильз цилиндров в час.

Рабочее давление сжатого воздуха установки для очистки гильз: 0,5- 0,56 МПа.

Устранение кавитационных разрушений гильз цилиндров эпоксидным ссоставом.

Кавитационные разрушения гильз цилиндров устраняют покрытиями созданными на основе эпоксидных смол и состоит устраняются в такой последовательности:

• Зачистка поверхности гильзы цилиндров (до металлического блеска);
• Обезжиривание поверхности гильзы цилиндров (техническим ацетоном);
• Приготовление эпоксидного состава (после добавления отвердителя состав необходимо использовать за 20 мин.);
• Нанесения эпоксидного состава на поверхность;
• Отвердевание нанесенного слоя (при температуре 20 градусов Цельсия 3 суток).

Перед нанесением эпоксидного состава на гильзу цилиндров необходимо гильзу до температуры выше 40 градусов Цельсия. Эпоксидный состав наноситься на поверхность гильзы цилиндров специальным шпателем.

На эпоксидный состав не должно попадать вода, масло и грязь. Не допускается подтекание эпоксидного состава на посадочные пояски гильзы цилиндров во время ремонта гильз цилиндров.

Способ устранения кавитационных разрушений гильз цилиндров привариванием стальной ленты.

Существует простой метод контактной приварки стальной ленты для устранения кавитационных разрушений гильзы цилиндров.

Для приваривания стальной ленты к поверхности гильзы используют установку 011-1-07. Стальная лента вырезается из стального листа толщиной 0,3 мм. Поврежденный участок гильзы должен быть перекрыт стальной лентой на 5-10 мм. Стальная лента приваривается одной сварной точкой к поверхности гильзы, так чтобы сварная точка была не дальше чем 1-2мм от края ленты. Нижнюю часть стальной ленты приваривают симметрично верхней одной точкой сваривания. Затем приваривают края ленты.

Для сварки рекомендуется применять широкие электроды в целях не разрушения гильзы.

Диаметр электродов 150 мм, ширина верхней рабочей части — 5 мм, нижней— 12 мм.

Когда стальная лента уже приварена, начинают шлифовать пояски гильзы до номинального размера. Для шлифования поясков гильзы цилиндров используют шлифовальный станок. Аккуратно устанавливаем гильзу цилиндров на шлифовальный станок, чтобы не возникало никаких деформаций гильзы. Обратите внимание, чтобы приваренный слой не выступал за поверхность посадочного пояска.

Принимаемся за восстановление внутренней поверхности гильз цилиндров. После проведения очистки, контроля и устранения кавитационных разрушений на наружной поверхности гильзы цилиндров, восстановления посадочных поясков необходимо обработать внутреннюю поверхность гильзы цилиндров под ремонтный размер, то есть увеличить внутренний диаметр гильзы цилиндра на 0,5-0,7 мм. в зависимости от типа двигателя.

Растачивание гильз цилиндров двигателя

Растачивание гильз цилиндров проводится на алмазно-расточном станке. Станок 278, 278Н для растачивания гильз цилиндров оснащен специальным приспособлением для крепления гильзы.

Растачивание гильз цилиндров проводится, обычно за один проход.

Режим растачивания гильзы цилиндровна алмазно-расточном станке:

• Частота вращения шпинделя 112 об/мин.
• Подача инструмента0,2 мм/об.
• Глубина резания0,3 мм.

Рекомендуемый режим растачивания гильз цилиндров обеспечивает минимальную конусность, овальность и шероховатость.

• Овальность и конусность не более 0,04-0,05 мм.
• Шероховатость поверхности гильзы цилиндра не более 2,5-1,25 мкм.

Для растачивания гильзы цилиндров применяются специальные режущие инструменты – резцы из твердого сплава.

При растачивании гильз цилиндров необходимо следить за износом резца, так как при его повышенном износе параметры овальности, конусности и шероховатости будут возрастать. Наиболее оптимальное количество расточенных цилиндров одним резцом 5-7 штук.

Шлифование гильз цилиндров

Очень часто вместо растачивания внутренней поверхности гильз цилиндров проводят шлифование на шлифовальном станке.

Шлифуют гильзы цилиндров при помощи плоских абразивных кругов с зернистостью 40 средне мягкой твердости изготовленных из белого электрокорунда. Шлифование гильз проводится за два прохода:

• Черновое шлифование;
• Чистовое шлифование;

Охлаждающая жидкость:

• Вода с добавками кальцинированной соды 2%.
• Мыло.

Скорость перемещения стола: 0,3. 8 м/мин.

Частота вращения шлифовального круга: 5600 об/мин.

Частота вращения детали: 160 об/мин.

Скорость шлифовального круга: 25. 35 м/с.

Скорость детали: 55. 65 м/с.

Поперечная подача круга: 0,01 . 0,03 мм.

Поперечная подача при чистовом проходе: до 0,005. . 0,015 мм.

Cкорость перемещения стола: до 0,3.. 4,5 м/мин.

Шлифование гильз цилиндров отличается высокой скоростью съема металла и обеспечивает заданную высокую точность и требуемую шероховатость обработанной поверхности гильз цилиндров. Эти параметры позволяют добиться хорошего качества хонингования и снижают расходы на абразивы.

Хонингование гильз цилиндров двигателя. После операций растачивания или шлифования внутренняя поверхность гильзы поддается хонингованию. Хонингование проводится на вертикально-хонинговальном станке 3A83.

Хонингование гильз цилиндров

Хонингование гильз цилиндров двигателя это вид абразивной обработки гильз цилиндров двигателя с применением хонинговальных головок (хонгов). С помощью хонингования можно получить отверстие с отклонением от цилиндричности до 5 мкм и шероховатостью поверхности равной Ra=0.63÷0.04.

Если восстановить гильзу цилиндра невозможно необходимо провести замену гильз КАМАЗ .

Источник