Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как гильзуют двигатель


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.

Содержание статьи

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

Технология двигателя с гильзой - как работают двигатели с гильзой

Прибывший, как это было в разгар Индустриальной эпохи, двигатель с клапаном с втулкой выглядит как хитроумное устройство, которое было бы как дома в романе-стимпанке. Современные инженеры восхищаются его умом. И тк-тук при его высокой сложности.

Итак, вы были предупреждены. На самом деле, это очень красивая вещь, когда вы понимаете, как все эти части работают вместе. Теперь засучите рукава, потому что мы собираемся спуститься и испачкаться внутренней работой двигателя с гильзой.

У этого двигателя так много работы, что он почти не поддается описанию. Но мы попробуем. Двигатели с рукавными клапанами, как и их аналоги с толкателем клапанов, могут иметь различные конфигурации. Одно из таких устройств - радиальные клапаны с рукавными клапанами, используемые на самолетах, немного похоже на то, что вы могли бы получить, если бы у Робота-рокера «Эм-Нок» был ребенок с часовым стражем из «Матрицы».

Чтобы понять, что такое двигатель с гильзой, это может помочь сначала понять, чем он не является.Это, в первую очередь, не популярная система, с которой большинство из нас знакомо, двигатель с тарельчатым клапаном. Тарельчатые клапаны являются стандартом де-факто для современных двигателей внутреннего сгорания. С их помощью грибовидные клапаны под натяжением пружин ритмично открываются и закрываются для контроля входа и выхода топлива, воздуха и отработавших газов в цилиндре.

Рукавный клапан, с другой стороны, использует скользящую, иногда вращающуюся муфту, чтобы контролировать, сколько воздуха и топлива детонирует при каждом такте сжатия.Основная предпосылка воспламенения топлива и воздуха для привода набора поршней и поворота коленчатого вала такая же, как и для других двигателей внутреннего сгорания.

Вот еще одна отличительная особенность втулочных клапанов. На конструкциях, где втулка вращается, прорезанные в ней отверстия совмещаются с впускными или выпускными отверстиями в цилиндре в зависимости от того, какая часть хода выполняется. Поршень движется вверх и вниз внутри каждой втулки, даже когда втулка скользит вперед и назад.Движение гильзы приводится в движение шестернями, соединенными с коленчатым валом.

Почесываете голову до сих пор о том, что именно происходит? Вот шаги:

  • Ход сжатия: поршень приближается к верхней мертвой точке, все отверстия цилиндра закрыты, а свеча зажигания зажигает и зажигает смесь топлива и воздуха
  • Ход сгорания: зажигание заставляет поршень вернуться обратно в цилиндр; когда поршень достигает нижней мертвой точки, гильза (или гильза) сдвигается, чтобы выровнять свои вырезанные отверстия с выпускными отверстиями цилиндра
  • Ход выпуска: выхлопных газов выпускается при возврате поршня вверх; выпускные отверстия закрываются
  • Ход впуска: втулка вращается в другую сторону, открывая впускные отверстия для воздуха; поршень опускается, втягивая свежий воздух; втулка сдвигается, закрывая впускное отверстие для следующего хода обжига, и затем весь процесс повторяется

Теперь умножьте это на несколько цилиндров и добавьте коленчатый вал, чтобы они вращались, и вы получите двигатель с гильзой!

Если это звучит сложно, то это потому, что это так.Одним из главных ударов по этим двигателям было то, что они были настолько сложными. Это имеет немного больше смысла, когда вы видите весь процесс в действии. Посмотрите видео на этой странице, чтобы лучше его представить.

,

Как работают клапанные двигатели | HowStuffWorks

Во время Второй мировой войны инженеры в нацистском режиме разработали некоторые из лучших и самых передовых авиационных вооружений эпохи. Один немецкий истребитель Focke-Wulf Fw 190 какое-то время превосходил все, что союзники могли поднять в воздух.

К счастью для союзников, инженерия на их стороне в конечном итоге перевернула маятник превосходства в воздухе в свою пользу. Прочный, нетрадиционный двигатель, о котором многие люди сегодня даже не слышали, помог нейтрализовать Fw 190 и остальную часть люфтваффе.В своем роде двигатель помог продвинуть союзников к победе [источник: Рикард].

Двигатель с рукавным клапаном, который использовался как на автомобилях, так и на самолетах, приводил в движение быстрые британские истребители, такие как Hawker Typhoon и Hawker Tempest. С их грубой силой они помогли союзникам управлять небом, оказали воздушную поддержку наземным силам и в конечном итоге выиграли войну.

Но что такое двигатель с гильзой и что за смешное название? И почему мы не видим и не слышим о них много сегодня?

Двигатель получил свое название от тонкостенной металлической втулки, которая скользит вверх и вниз внутри каждого цилиндра в процессе сгорания.Как правило, отверстия во втулке и в цилиндре, в котором она находится, выстраиваются с предсказуемыми интервалами для удаления выхлопных газов и всасывания свежего воздуха.

Несмотря на свою почетную репутацию в вооруженных силах, комплексная установка втулочных клапанов уступила тому, что мы используем сегодня в двигателях внутреннего сгорания, толкатели клапанов. В самолетах, конечно, поршневые силовые установки всех типов в значительной степени уступали реактивным двигателям.

Но держись - пока не воспринимай гильзу как бесполезную историческую реликвию.

По крайней мере, одна компания стремится вернуть в действие почтенный рукавный двигатель, но с несколькими современными изменениями.

На следующих нескольких страницах мы рассмотрим только то, что заставляет двигатель клапана с втулкой вращаться. Мы также рассмотрим, почему он потерял благосклонность, а также причины, по которым он призван сейчас, спустя более столетия после своего изобретения, служить в другой «борьбе».

Этот контент не совместим с этим устройством.

,Рукавные клапаны

по суше - Использование в автомобильных двигателях - Как работают двигатели с рукавными клапанами

Чарльз Йельский рыцарь, уроженец Индианы, приобрел трехколесный автомобиль Knox около 1901 года, чтобы он мог сообщать и публиковать свой журнал фермы на Среднем Западе США. Но он обнаружил, что стук, создаваемый клапанами автомобиля, вызывает сильную боль в ушах. Поэтому он сделал то, что сделал бы любой уважающий себя предприниматель, имеющий опыт работы в сфере промышленного оборудования: он сам решил создать лучший двигатель.

При поддержке богатого спонсора он разработал и тщательно протестировал прототипы. К 1906 году он добился достаточного прогресса, чтобы продемонстрировать свой 4-цилиндровый 40-сильный автомобиль «Тихий рыцарь» на Чикагском автосалоне.

Двигатель Knight имел не одну, а две гильзы на цилиндр, причем внутренняя гильза скользила внутри. Поршень, в свою очередь, скользнул внутрь внутренней гильзы. Рыцарь, верный своему прозвищу, был впечатляюще тихим.Несмотря на то, что двигатель Knight оказался лучше, чем громкие и хрупкие клапаны своего времени, поначалу американские автопроизводители отказались от него.

Найт и его финансовый благодетель Л.Б. Килборн чувствовал себя намного лучше за границей. После некоторых доработок в дизайне двигатель Knight появился на автомобилях Daimler в Англии (не путать с Daimler-Benz).

Silent Knight стал хитом, и вскоре другие производители захотели использовать клапаны с втулкой - включая автопроизводителей в Соединенных Штатах.Автомобили и легкие грузовики Willys, Daimler и Mercedes-Benz, среди прочих, использовали двигатель с гильзой Knight [источник: Wells].

Тем не менее, к 1920-м годам конструкция клапанов с втулкой вышла за рамки конфигурации Knight «рукав-в-рукаве». Конструкции с одним рукавом, включая Burt-McCollum, были более легкими, менее сложными и менее дорогими в изготовлении, и поэтому предпочтительнее для производителей. С дальнейшей модификацией от производителей двигателей, таких как Bristol и Rolls-Royce, они бы даже взлетели в небо.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.