Расточка блока цилиндров

Содержание:
Расточка блока цилиндров – это процесс физической проточки стенок цилиндров двигателя (на специальных станках) для восстановления правильной геометрической формы. Делается при капитальных ремонтах мотора, либо для тюнинга в основном для увеличения объема (мощности).





Мне часто задают вопросы касательно силового агрегата, а именно его расточки. Новичкам не совсем понятно — зачем вообще происходит этот процесс, что он дает и сколько раз можно делать. Лично я, когда то сам лично перебирал мотор, нам приходилось точить блок цилиндров на моем ВАЗ 2114. В современных же реалиях при совершенно другом уровне смазывающих и охлаждающих жидкостей, такие ремонты ОЧЕНЬ редки, сейчас это делается больше для тюнинга, однако все по порядку.

Во время работы двигателя, несмотря на кажущуюся легкость работы, он и все его детали, такие как цилиндры, поршни, коленвал, распредвал и клапана, испытывают невероятные нагрузки. Особенно тяжелые нагрузки двигатель получает во время работы в сложных условиях (высокая температура воздуха, большой груз, движение под горку). 

Поршни двигателя трутся о стенки цилиндров, из-за чего происходит постоянный износ деталей. Следует отметить тот факт, что износ не всегда равномерный, в итоге цилиндр постепенно теряет первоначальную форму. Визуально этого не видно, однако технические изменения, а также изменения производительности — сложно не заметить. Чтобы подтвердить или опровергнуть предположение о деформации цилиндров или поршней необходимы специальные измерительные приборы.

Многие ошибочно полагают, что поршень движется по идеально ровной траектории, однако на самом деле это не так. От степени отклонения от этой траектории зависит степень износа цилиндров и поршней. Нарушение траектории движения поршней происходит по нескольким причинам, одной из главных является проблема так называемой соосности, а также неперпендикулярности положения сопряженных деталей. Кроме того, преждевременный износ поршней и цилиндров происходит из-за через чур больших допусков в размерах, за счет чего поршень имеет возможность двигаться не только по оси цилиндра, но и с отклонением по горизонтали. Все это в итоге приводит к неравномерному износу цилиндра, он теряет форму, а его профиль из идеально круглого превращается в эллипсовидный.

Кроме износа, который меняет форму цилиндров, на них воздействует высокая температура и продукты сгорания, способные разрушать стенки цилиндра или отлагаться нагаром на его поверхности и на поверхности поршней. Не стоит думать, что замена поршня решит проблему, и, что с новым все будет в порядке. Нет, к сожалению, этого не произойдет. Дело в том, что новый поршень имеет идеальную геометрию, в то время как геометрия цилиндра уже нарушена, поэтому замена поршня не решит проблему. Как вы уже, наверное, догадались, для того чтобы исправить ситуацию необходимо убрать "эллипс" в цилиндрах, делается это при помощи процедуры, которая называется – расточка блока цилиндров.

Что такое расточка блока цилиндров и для чего она нужна

Цилиндры растачивают в случае их износа, как вы уже знаете далеко не все цилиндры изнашиваются равномерно. Чтобы установить степень износа цилиндра специалисты используют специальную систему оценки, которая сводится к двум размерным параметрам цилиндра. 

1. Изменение первоначальных размеров на 0,05 мм в верхней мертвой точке, верхнего поршневого кольца, а не самого поршня.

2. Изменение размера на 0,03 мм в точке контакта юбки поршня и стенки цилиндра. 

То есть, в случае изменения параметров до таких величин — делаем вывод о необходимости немедленного ремонта. Хуже этой ситуации может быть разве что возникновение дефекта в виде ступеньки в верхней части цилиндра, именно по вине этой ступеньки разбиваются поршневые кольца, и посадочные места под поршневые кольца. Все это сопровождается весьма ощутимыми ударами, а сам мотор начинает работать с сильной вибрацией. Возникшая эллипсность не позволяет поршневым кольцам как следует прилегать к стенкам цилиндра. Такое явление чревато другой неприятностью, из-за неплотного прилегания выхлопные газы "попрут" из цилиндра в картер, нарушится компрессия в двигателе и возникнет эффект, который называют в народе "двигатель жрет масло". В итоге кольца от постоянных ударов просто развалятся на мелкие части, которые окончательно поцарапают стенки цилиндра, в итоге уже никакая расточка и никакой капремонт не спасет этот двигатель.





Расточка блока цилиндров позволяет восстановить геометрию цилиндров, а также нормальное положение сопряженных деталей по отношению друг к другу. Добиться лишь правильной геометрии цилиндра недостаточно, для того чтобы восстановить правильную соосность и оптимальное расположение всех деталей относительно поверхности, цилиндры как и раньше будут разбиваться в процессе работы двигателя. Избыточное трение и напряжение, возникающее при отсутствии соосности, будет разрушать другие зависимые узлы, которые относятся к поршневой группе. Возникнут дополнительные нагрузки на все движущиеся элементы, которые участвуют в процессе работы двигателя, возможны изгибы, трещины, деформация. 

Еще одна причина расточки – это банально увеличения объема. Опять же если позволяет блок (а точнее его стенки) происходит расточка, устанавливаются поршни больше диаметра, они имеют большую способность засасывать воздушно-топливную смесь. Если утрировать поршень диаметром в 79,8 мм, засосет гораздо меньше, чем с диаметром в 82 мм. Топливо сгорает больше, а соответственно давление воспламененной смеси на поршень выше, вот вам и увеличение мощности. ДЕЛАЮТ в основном тюнеры для прокачки своих «железных» коней.

Алюминиевый или чугунный блок цилиндров

Прежде чем вам рассказывать про сам процесс, стоит упомянуть — есть различные материалы для изготовления блоков. Это чугун (он появился первым) и алюминий.

Чугун – практически идеальный вариант, дешевый, надежный, долговечный. Ходят долго, причем зачастую поддаются проточке. Снимаем нужный размер, ставим новые ремонтные поршни, и мотор опять в строю. Однако они имеют и существенные минусы – это вес (он в три раза тяжелее, чем алюминий), теплоотвод (нужно больше ходов и каналов, чтобы эффективно его охлаждать), и коррозия (от длительного простоя стенки могут ржаветь).

Алюминий – он легкий, лучший теплоотвод, не подвержен коррозии. Большой плюс это его вес, сейчас многие производители гонятся за понижением веса своих авто, алюминиевый вариант дает им большую экономию, а значит и меньший расход топлива автомобиля. НО этот металл мягкий и недолговечный по сравнению с чугуном. Для лучшей износоустойчивости внутренние стенки покрываются специальным налетом с большим содержанием кремния. ТОГДА и только тогда моторы могут работать достаточно длительное время.

ПОЭТОМУ алюминиевые моторы – зачастую не протачиваются, многие мастера их называют одноразовыми! Потому что нельзя снимать прочный верхний слой в цилиндрах

Как производится расточка блока цилиндров 

Расточка двигателя или восстановление необходимого зазора между поршнями и стенками цилиндра сложная операция, однако не настолько как может показаться на первый взгляд. Зазор образуется сам собой, после того как выполняется проточка на вертикально-расточном станке, качество работы и правильность расточки напрямую зависят от оборудования и мастерства того, кто выполняет эту работу. С технологической точки зрения это не сложная операция. 

Другое дело — восстановление правильной формы цилиндра, это более сложная операция. Это объясняется тем, что выработка внутренней части цилиндра может произойти где угодно. Перед расточкой выполняется ряд измерений с использованием микрометрических стрелочных приборов. С их помощью мастер делает заключение о необходимых работах, сложности и целесообразности протачивания цилиндра(ов).

ЗАПОМНИТЕ НУЖНО ИСКАТЬ высококвалифицированного мастера с хорошим оборудованием, а не которое разваливается на части и не может держать нужный ТОЧНЫЙ размер.

Посредством расточки двигателя убирается не только "эллипс", но и конусность цилиндров. Нормой считается значение не превышающее 0,01 мм. по всей длине цилиндра. Выполнение такого рода операций требует высокой точности, что предусматривает использование исключительно специальных высокоточных расточных станков, у которых точность составляет чуть меньше 0,01 мм.

Далее мастер набивает — либо зеркало внутри цилиндра, либо делает хонингование (это финишная обработка стенок, чтобы убрать все риски и задиры, для того чтобы стенки и кольца быстрее притерлись друг к другу), делается сначала крупным абразивом, затем мелким. И у того и у другого метода есть свои поклонники, какой из них выбрать дело каждого, споры не утихают до сих пор.

И заключительный этап это сборка. Уже под ремонтные размеры покупаются запчасти, а именно поршни, кольца все это в последующем устанавливается, подсоединяется к коленчатому валу и собирается двигатель целиком.

Гильзовка как способ ремонта

И в чугунных и алюминиевых блоках, есть такое понятие как «ГИЛЬЗОВКА», то есть устанавливаются специальные гильзы – это цилиндрические (как правило — чугунные) полые части похожие на большой кусок трубы.

Они запрессоваются в блок мотора под температурой и прочно сидят на своем месте. Основное назначение сделать мотор прочнее (в случае с алюминиевым вариантом), придать конструкции ремонтопригодность, увеличить ресурс. Гильзы могут быть из высокопрочного легированного серого чугуна, а также из обычного (стоит отметить варианты с тонкими стальными гильзами такое тоже есть, пример — машины фирмы ISUZU), есть и алюминиевые варианты, но они не так часто распространены.



Большим плюсом является то — что при износе гильзы, она как бы берет весь удар на себя. Вы ее просто вытаскиваете (вытачиваете), ставите ремонтную, или даже такую же по размерам. Меняете поршни и кольца (скорее всего, нужен будет ремонт). И мотор опять работает в штатном режиме.

Однако есть двигатели, которые не «гильзуются» с заводов как алюминиевые, так и чугунные. Если чугунный блок мы можем расточить, а также «прогильзовать» вариантом серого чугуна — поставить поршни больше (или такие е же) и кататься дальше — потому как нет разницы теплового расширения металла. То вот алюминий из-за своей сложной технологии изготовления такому зачастую не подвластен. Возникает справедливый вопрос – а можно ли поставить в него гильзы?

Алюминиевый блок и гильзы 

Ребята это ОЧЕНЬ обширная тема, возможно, я напишу про нее чуть позже. А пока дам вам понять несколько основных постулатов.

Алюминиевые варианты, действительно зачастую не рекомендуется растачивать (хотя не все) и дело тут вот в чем. Для начала разберем технологию изготовления современных блоков:

• При отливке на заводе устанавливаются тонкостенные тонкие чугунные гильзы, толщина стенки 2 – 3 мм. Такие варианты получили название «сухие с чугунными гильзами». Расточка такого варианта допустима, причем под них выпускаются ремонтные поршни и кольца. Устанавливаются на такие машины как – VOLVO, Land Rover, HONDA, SUBARU, NISSAN, SUZUKI и некоторые другие.



• Цельноалюминиевые моноблоки по технологии SILUMAL (разработана фирмой MAHLE). Здесь идет литой алюминиевый корпус, но стенки изнутри подвергаются сложной химико-термической обработке, после которой на стенках образуется высокая концентрация кремния, этот материал не дает кольцам и поршням быстро изнашивать стенки и ресурс вырастает до 150 – 200 000 км. Слой достаточно толстый и его также можно НЕМНОГО растачивать, для таких моторов выпускается ремонтные комплекты с увеличение размера цилиндра на 0,5 – 1мм. Такие варианты устанавливаются на многие модели Mercedes, BMW, AUDI, PORSCHE и некоторые другие авто. 

• Моноблочная технология NICASIL. Здесь также на поверхность стенок цилиндра наносится прочное покрытие только из смеси никеля и карбида кремния. Оно намного тоньше, чем предшественник, а поэтому не ремонтируется! Производитель не заложил ремонтных возможностей, также не предоставляет ремкомплектов. Устанавливаются на некоторые модели BMW и другие.



«Сухие гильзы» и SILUMAL достаточно ремонтнопригодны, то есть если у вас упала компрессия в виду износа от большого пробега, то вы легко можете снять 0,5 – 1 мм поставить ремонтную поршневую группу и кататься дальше. ТАКЖЕ для некоторых вариантов SILUMAL производители выпускают ОРИГИНАЛЬНЫЕ алюминиевые гильзы, нужны они, когда расточка будет больше 1мм. Правда стоимость их просто зашкаливает до 200 ЕВРО за одну, зато исключительное соотношение металлов и возможность полного восстановления (также в некоторых случаях можно купить одну штуку в один цилиндр). ИСКЛЮЧЕНИЕМ может быть только то, что стенка блока очень сильно повреждена, на глубину большую, чем возможна ремонтная расточка. Однако такие блоки бывает уже ничем не спасти, бывают фатальные повреждения, например повернуло поршень.

NICASIL – восстановить фактически не возможно! То есть как заверяет производитель это фактически одноразовый мотор. Как писал — выше у него нет одобренных заводом-изготовителем запчастей. Но в какой стране мы живем, есть куча компаний которая делает именно для Nicasil гильзы, причем чугунные с малой стенкой (2 – 3 мм), есть и мастера которые могут все это дело совместить! Правда при этом нужно помнить о тепловых расширениях и различных металлах. Скорее всего, дядя Вася в гараже сделать качественно, это не сможет. Однако цены на новые блоки, если взять топовые BMW могут доходить до 5000 – 7000 ЕВРО, заставляют искать таких мастеров.



Расточка гильзовка и хонинговка блока цилиндров - видео



РАСТОЧКА БЛОКА ЦИЛИНДРОВ и процесс подготовки - видео