Неравномерный износ цилиндра

Описание повреждения

Отверстия цилиндра имеют признаки неравномерного износа в виде отдельных блестящих полированных мест. Поршень не имеет признаков износа или мест истирания. Двигатель теряет масло в точках стыка, особенно, на радиальных уплотнительных кольцах для вала. На рис. четко видна коррозия на наружном периметре гильзы, которая после установки в цилиндр вызвала некруглость цилиндра.

Оценка повреждения

Неравномерный зеркальный внешний вид поверхности скольжения на рабочих поверхностях цилиндра всегда является признаком перекоса цилиндра. Слишком мокрые или сухие гильзы цилиндров могут иметь перекос уже непосредственно после сборки. Поршневые кольца не могут безупречно герметизировать перекос цилиндра ни относительно масла, ни относительно газов сжигания.

Масло проходит мимо поршневых колец, попадает в камеру сгорания и сжигается. В результате газов сжигания, протекающих в большом объеме мимо поршня, также повышается давление в блок-картере. Это избыточное давление приводит к потере масла в различных местах стыка двигателя, особенно на радиальных уплотнительных кольцах для вала. Кроме того, масло продавливается во впускной и выпускной коллекторы через направляющую клапана, всасывается двигателем и сжигается или выбрасывается.

Возможные причины повреждения

1. Неравномерная или неправильная затяжка болтов головки блока цилиндров
2. В базовых отверстиях картера в сухих втулках в эксплуатации часто появляются существенные неровности из-за контактной коррозии (коррозия в посадке, рис.). В таком случае базовое отверстие цилиндра должно быть тщательно очищено. Если эта очистка сама не обещает успеха, необходимо доработать базовые отверстия цилиндра и затем установить гильзы цилиндра с избыточным наружным размером.

Рекомендация:

В блоках цилиндров без гильз с цилиндрами, просверленными непосредственно в блоке цилиндров, рекомендуется перед обработкой цилиндров навинтить на торцевую поверхность блока цилиндров нажимную пластину. Эта нажимная пластина имеет те же отверстия, что и блок цилиндров за исключением водяных каналов, ее толщина составляет несколько сантиметров.

Благодаря навинчиванию и заданной затяжке с моментом затяжки болтов головки блока цилиндров создаются условия напряжений при обработке цилиндра, как будто установлена головка блока цилиндров. Перекосы в отверстиях цилиндров, которые могут возникнуть при затяжке болтов головки, создаются таким образом в определенном виде и учитываются при обработке. Это обеспечивает (при условии правильной обработки) максимальную круглость и цилиндричность отверстия цилиндра при последующей эксплуатации двигателя.

• неплоские торцевые поверхности блока цилиндров и головки блока цилиндров.
• нечистая или перекошенная резьба болтов головки блока цилиндров
• неподходящие или неправильные уплотнения головки блока цилиндров.
• дефектная опора буртика в картере, неправильный выступ буртика и перекос и/или износ нижней направляющей буртика могут быть причиной существенного перекоса цилиндра.
• слишком слабая или слишком прочная посадка буртика в картере (в сухих гильзах цилиндра).
• отдельно стоящие цилиндры с ребрами должны точно плоскопараллельно прилегать к картеру и к головке блока цилиндров. Если несколько цилиндров имеют общую головку блока цилиндров, необходимо обратить внимание на то, чтобы цилиндры с ребрами имели равную высоту. Наличие и расположение воздухоотражателей имеет большое значение в такой конструкции.

Материалы: http://www.avtobukvar.ru/viewpages/povrezhdeniya_porshney/neravnomernyy_iznos_tsilindra.html

В блоках цилиндров ремонту подвергаются в основном цилиндры, которые в результате износа приобретают по длине форму неправильного конуса, а по окружности—форму овала.

Наибольшей величины износ достигает, как правило, в верхней части цилиндров, против верхнего компрессионного кольца, при положении поршня в верхней мертвой точке, наименьшей—б нижней части, против нижнего маслосъемного кольца, при положении поршня в нижней мертвой точке.

Неравномерный износ цилиндров по их длине обусловливается изменением давления газов за поршневыми кольцами на их пути от верхней мертвой точки до нижней и обратно при рабочем ходе и сжатии. В верхней части цилиндров влияние этого фактора усиливается коррозией и худшими условиями смазки (смыванием масляной пленки горючей смесью и прорывающимися через неплотности поршневых колец газами, высокой температурой, изменением направления движения поршня, способствующего разрыву масляной пленки, и т. д.).

По данным эксплуатации двигателей износы цилиндров в 0,3 мм являются предельно допустимыми. При больших износах двигатели дымят, расходуют много масла и теряют мощность. Кроме того, работа двигателя с износами цилиндров более. 0,3 мм сопряжена с прогрессивным нарастанием износов не только цилиндров, но и шеек коленчатого вала. Поэтому ремонтировать цилиндры целесообразно при износах их в 0,3—0,35 мм.

Кроме цилиндров, в блоках изнашиваются и ремонтируются седла и направляющие клапанов, направляющие толкателей и опоры распределительного вала.

Ремонтируются также блоки: с повреждением резьбы в отверстиях под шпильки (в том числе и под шпильки головки блока), а также под болты (кроме резьбы в отверстиях под болты коренных подшипников); с трещинами количеством не более четырех и общей длиной не более 300 мм на водяной рубашке, картере и передней плоскости; с пробоинами на водяной рубашке и картере общей площадью до 300 см 2 ; с обломами или трещинами на фланцах крепления картера сцепления, а также на фланцах крепления масляного картера <шириной не более 5 мм и длиной не более 20 мм); с течью воды через заглушки водяной рубашки.

Блоки с пробоинами на стенках цилиндров; с трещинами на верхней плоскости блока и на ребрах, поддерживающих коренные подшипники; с пробоинами на водяной рубашке и картере общей площадью более 300 см2; со срывом резьбы более двух ниток в отверстиях под болты крепления крышек коренных подшипников— по длежат выбраковке.

Так как обрабатываемость аустенитных гильз такая же, как и основного материала блока, то ремонт цилиндров двигателей ГАЗ-51, ЗИМ-12, М-20 и ГАЗ-69 производится так же, как и цилиндров других двигателей, не имеющих гильз.

Максимально допустимое увеличение диаметра цилиндров при их ремонте, лимитируемое толщиной стенки вставной гильзы и обеспечиваемое готовыми поршнями ремонтных размеров (см. табл. 15), составляет 1,5 мм.

Эта величина при нормальных условиях эксплуатации и ремонта обеспечивает возможность трехкратной перешлифовки . цилиндров. Основные ремонтные размеры цилиндров (при ремонтном интервале в 0,5 мм) указаны в табл. 22.

В связи с этим следует предостеречь от практикуемого иногда, совершенно недопустимого метода ремонта цилиндров, при котором заводскую гильзу извлекают из цилиндров при первой же перешлифовке их и заменяют ее гильзой на всю длину цилиндра, отлитой из обычного серого чугуна, имеющего подчас совершенно случайный химический состав и микроструктуру. Это приводит к тому, что двигатели в результате такого „ремонта" после 8—10 тыс. км пробега вновь нуждаются в перешлифовке цилиндров.

Так как гильзы несъемные, то ремонт цилиндров после увеличения их диаметра на 1,5 мм возможен только путем рас-

точки под запрессовку специальной ремонтной гильзы (рис. 62) с последующей обработкой ее под стандартный размер поршня. Понятно, что в этом случае возможен повторный цикл ремонта цилиндров с использованием имеющегося ассортимента ремонтных поршней.

Изготовлять гильзы рекомендуется из легированного чугун № 1 или, в крайнем случае, из серого чугуна № 1. Химические анализы и механические свойства указанных чугунок приведены в табл. 21.

Чтобы получить износостойкую перлитную структуру, заготовки гильз из серого чугуна № 1 следует отливать в землю, не подвергая их последующей термической обработке. Из легированного чугуна № 1 заготовки гильз рекомендуется отливать центробежным способом в кокиль из серого чугуна. Можно отлипать их также и в сухую землю или стержни, ни при этом качество металла будет хуже.

Число оборотов шпинделя центробежного станка- 1450 в минуту. Температура нагрева кокиля 200—300°С.

Указанная температура поддерживается за счет интенсивности подвода воды в систему охлаждения станка (на наружную поверхность кокиля). При этом перегрев кокиля выше 300С или охлаждение его ниже 200C не допускаются.

Температура заливаемого металла должна быть в пределах 1350—1450°С. Плавка металла производится в электропечи, с кислым подом. Можно плавить металл также в графитовом тигле с естественной тягой. Примерный состав шихты в процентах приведен в табл. 23.

Шихтовые материалы должны быть свободны от включений песка, шлака и других примесей. Отходы производства, кроме того, не должны содержать металла других марок, а также цветных металлов.

Чтобы предотвратить образование отбела и повышенной поверхностной твердости гильз, на внутреннюю поверхность кокиля наносится тонкий теплоизоляционный слой (0,15—0,3 мм) пылевидного ферросилиция марки Си 75 по ГОСТ 1415-49. От качества ферросилиция (максимального содержания кремния и минимального содержания примесей) и тщательности era подготовки (тонкости помола и просева, а также сушки) зависит в основном качество отливок как по внешнему виду, так и по твердости и включениям (засору).

Размолотый и предварительно просушенный порошкообразный ферросилиций просеивается через сито № 100 (число ячеек

на 1 см2—1600; размер стороны ячейки—0,144 мм, диаметр проволоки 0,102 мм).

Хранить ферросилиций следует в чистой и закрытой таре, не допуская загрязнения его пылью и другими включениями. За 1—2 часа до применения ферросилиций должен быть просушен в электросушильном шкафе при температуре 120—150°С.

Вводить ферросилиций в кокиль следует только по достижении станком рабочего числа оборотов; всыпать его в медленно вращающийся или находящийся в покое кокиль нельзя, так как при этом он недостаточно равномерно распределяется по его поверхности. В случае остановки станка по каким-либо причинам до момента заливки, введенный в кокиль ферросилиций должен быть удален из него продувкой сжатым воздухом.

Металл нужно заливать только при нормальном числе оборотов станка и поддерживать это число оборотов до тех пор, пока металл не затвердеет. Преждевременная остановка станка приводит к браку отливки по стенанию металла.

Извлекать отливку из кокиля следует при вишнево-красном ее свечении (700—800°С); охлаждать ее в кокиле до темного цвета нельзя, так как при этом резко повышается твердость отливки.

Заливку проводят следующим образом.

Убедившись в правильном функционировании станка и всех его механизмов, включают воду в систему охлаждения и разогревают кокиль до требуемой температуры путем заливки первой гильзы.

Затем продувают сжатым воздухом внутреннюю часть кокиля, очищая ее от окалины и оставшейся присыпки, и засыпают свежую присыпку из мерного лотка, после чего производят заливку в кокиль металла из дозировочного ручного ковша, тщательно очистив предварительно поверхность металла в ковше от шлака,-

Для выравнивания поверхностной твердости (литейной корки) и снятия торцевого отбела (в острых углах), а также для обеспечения постоянства обрабатываемости и нормальной стойкости режущего инструмента, заготовки гильз из легированного чугуна № 1 подвергаются нормализации (нагрев до температуры 950С в течение 4-х часов с последующим охлаждением на воздухе). Твердость отливки после термической обработки должна быть в пределах 156-197 единиц по Бринелю .

Снижение твердости гильз из легированного чугуна № 1 против указанного выше предела сильно снижает их износостойкость. Так, по данным Горьковского автомобильного завода, снижение твердости гильз до 110 единиц по Бринелю при одновременном уменьшении содержания хрома в них до 1,4% настолько снижает их износостойкость, что она оказывается почти равноценной износостойкости гильз из серого чугуна.

Следует иметь в виду, что стенки цилиндров блоков двигателей ГАЗ-51 и ЗИМ-12 имеют неодинаковую толщину по высоте: в верхней части, на длине примерно 70 мм — больше, чем в остальной части. Вследствие этого, а также из-за возможной неконцентричностн наружных (литых) и внутренних (обработанных) поверхностей цилиндров постановка гильз на этих двигателях в некоторых случаях может оказаться невозможной, так как при расточке цилиндров под гильзу толщина их стенок в нижней части может оказаться недостаточной.

Поэтому перед расточкой цилиндров блоков ГАЗ-51 и ЗИМ-12 под запрессовку новых гильз необходимо убедиться в достаточной толщине стенок цилиндров по всей их высоте в нескольких точках по окружности. Проверка производится специальным приспособлением—толщемером , изображенным на рис. 63. При измерении ножка толщемера заводится через ближайшее к месту замера отверстие в верхней плоскости блока (для протока воды или для шпильки головки цилиндров) в водяную рубашку блока, а ножка 2—в цилиндр. Усилием пружины 4 ножка толщемера сжимается до соприкосновения со стенками цилиндров.

Величина разведения ножек, а следовательно и толщина стенки цилиндра в миллиметрах, определяется по шкале толщемера . Каждое деление шкалы соответствует одному миллиметру толщины стенки цилиндра. Расстояние между делениями шкалы зависит от соотношения плеч ножек толщемера . Толщина стенки цилиндров, расточенных на последний ремонтный размер (83,5 мм) в нижней их части, должна быть при этих замерах не менее 3 мм.

Гильзы подбираются к цилиндрам с натягом в пределах 0,050—0,080 мм. Перед запрессрвкой в рубашку блока следует залить горячей воды (с температурой около 100Х), а гильзу по возможности охладить. Запрессовка должна вестись под прессом и, для равномерности распределения внутренних напряжений,—ч ерез один цилиндр (например: 1, 3, 5, 2, 4, 6-й или 1, 3, 2, 4

й). Это сведет к минимуму возможные коробления блока. В такой же последовательности рекомендуется производить и расточку цилиндров.

При запрессовке гильз необходимо следить за правильным направлением их относительно цилиндров, а для гильз двигателя ГАЗ-51 и ЗИМ-12, кроме того, и за правильным положением их в цилиндре: паз в нижней части стенки гильзы должен совпадать с выемкой в стенке цилиндра, выходящей в картер блока со стороны распределительного вала и предназначенной для прохода шатунов.

После расточки цилиндров до запрессовки гиль; водяная рубашка блока должна быть подвергнута гидравлическому испытанию при давлении 3 — 4 кг/см8. При обнаружении течи

в стенках цилиндров дефектные места должны быть обязательно заварены, так как с течением времени плотность посадки гильзы в цилиндре, а следовательно и герметичность соединения могут нарушиться, и течь, устраненная в начале, появится вновь. Ослабление посадки гильзы (обнаруживаемое в легком покачивании ее) в процессе длительной работы может наблюдаться не только у ремонтных гильз, но и у нормальных, запрессованных но заводе. Это обстоятельство не ухудшает работоспособности гильзы. Плотность посадки автоматически восстанавливается во время работы двигателя за счет большего нагревания и расширения гильзы, по сравнению с основной массой стенок цилиндра. Требуется лишь более-осторожный выбор режимов резания, чтобы не вызвать проворачивания гильзы при расточке или шлифовке цилиндра. Поэтому такое ослабление посадки гильз не является браковочным признаком.

Все цилиндры в одном блоке должны обрабатываться под один и тот же ремонтный размер с допуском +0,025 мм от номинала (например: 82,5+0,025), за исключением случаев, когда требуется вывести неглубокие царапины на зеркале цилиндров (в пределах увеличения диаметра цилиндра до 0,12 мм),— здесь допускается исправление только дефектных цилиндров. Выдерживание указанного допуска на диаметр цилиндра значительно ОС легчит задачи подбора к нему поршня (см. разделы „Смена поршней и их ремонт", „Подсборка шатунно-поршневой группы").

В тех случаях, когда в распоряжении имеется лишь ограниченное число поршней и, следовательно, рассчитывать на подбор их к цилиндрам нельзя, нужно для каждого цилиндра подсчитать номинальный его диаметр, исходя из фактического размера диаметра юбки поршня, предназначенного для работы в данном цилиндре, и под этот размер обрабатывать цилиндры с указанным выше допуском на неточность изготовления. Номинальный диаметр цилиндра при этом складывается из фактического размера диаметра юбки поршня, замеренного в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, на расстоянии 8—10 мм от ее низа, и минимального зазора между поршнем и цилиндром, величина которого составляет 0,025 мк для поршней с эллиптической юбкой и 0,060 мм для поршне с круглой юбкой.

В отдельных цилиндрах, в целях увеличения числа возможных перешлифовок их на ремонтные размеры, может допускаться небольшая „чернота" (в зоне наибольшего износа) в виде замкнутого или разомкнутого кольцевого пояска шириной не более 15 мм и глубиной не более 0,03 мм.

Отклонения от геометрически правильной формы цилиндров (конус, эллипс, „бочка" и „корсет") должны располагаться в поле допуска на диаметр цилиндра и не превышать его.

При этом необходимо, чтобы большее, основание конуса располагалось в нижней части цилиндра. Правильность формы цилиндров, их взаимное расположение, а также расположение относительно оси коленчатого вала имеют важное значение, поэтому оправка расточного резца должка быть достаточно жесткой и тщательно центрироваться по кеизношенкому пояску цилиндра, расположенному над границей перемещения верхнего компрессионного поршневого кольца пли по нижней мало-изношенной части цилиндров, Установочные поверхности (верхняя или нижняя плоскости блока) должны быть тщательно очищены от ржавчины и остатков прокладок. Отклонения от перпендикулярности оси цилиндров к оси коленчатого вала не должны превышать 0,03 мм на длине 100 мы.

В табл. 24 приведены расстояния между ося м- цилиндров.

Для удовлетворительной работы поршней и колец поверхность стенок цилиндров должна быть гладкой. Хотя чистовая расточка и может дать хороший результат, но вследствие того, что расточной резец всегда оставляет след в виде винтовой линии, как бы мала ей была подача,— необходимо окончательную отделку поверхности цилиндров производить хонингованием или, в крайнем случае, шлифовкой.

Чистовую расточку цилиндров рекомендуется производить на вертикальных алмазнорасточных станках Одесского завода имени Ленина (модели 269, 2698 и 2697) или Майкопского станкостроительного завода имени Фрунзе (модель 2В697) резцами с пластинками из твердого сплава ВК-2 или ВК-3 бег. о хлаждающей жидкости при скорости резания около 120 м/мин, глубине резания 0,15—0,25 мм и подаче 0,05—0,1 мм/об.

Приведенные режимы резания обеспечивают свободное резание без надрывов и разрушения поверхностных слоев металла с высотой неровностей на поверхности цилиндра в пределах 1,5 — 6,0 микрон; малые сечения стружки сводят к минимуму отжимы режущего инструмента, что обеспечивает высокую точность обработки.

На рис. 64 показан резец для тонкой расточки цилиндров.

Тело резца изготовляется из стали 40Х и подвергается закалке да твердости не менее 40 единиц по Роквеллу , шкала С.

Режущие кромки резца (главная к вспомогательная) после точки должны подвергаться доводке па специальном доводочном станке или на вращающемся чугунном диске диаметром около 200 м:; и твердостью 130—160 единиц по Бринеллю.

Перед доводкой на поверхность доводочного диска, предварительно смоченного керосином, наносится тонкий слой пасты, состоящей из 65—75% карбида бора (зернистостью не ниже 320) и 25— 35% парафина. Скорость вращения доводочного диска 0,8— 2 м/сек. Доводка режущих кромок резца в несколько раз повышает его стойкость и обеспечивает более высокое качество обработанной поверхности.

Необходимо помнить, что качество и точность чистовой расточки цилиндров в значительной мере определяют качество и точность окончательной отделки (доводки) цилиндров. Доводкой можно лишь устранить небольшие риски и царапины на зеркале цилиндров, а также весьма незначительную овальность и конусность. Перекос же осей цилиндров при этом устранить невозможно, так как доводочная головка следует по поверхности цилиндра.

Окончательная обработка (доводка) цилиндров производится на специальных хонинговальных станках станкостроительного Мелитопольского завода (модели 3833 и ЗА833), а при отсутствии их — на сверлильных станках, имеющих ручную подачу, или с помощью электродрели мощностью 0,5 л.с , устанавливаемой на специальной колонке-подставке.

В процессе доводки с поверхностей цилиндров снимается мельчайшая стружка при помощи абразивных брусков, закрепляемых в специальных доводочных головках, которым, кроме вращательного движения резания, сообщается также возвратно-

поступательное движение подачи. Окружная скорость вращения головки должна быть около 60 м/мин, а скорость возвратно-поступательного движения—в пределах 10—15 м/мин.

Чтобы ускорить процесс резания, необходимо увеличивать скорость возвратно-поступательного движения или уменьшать окружную скорость вращения головки.

Для доводки рекомендуется применять хонинговальные бруски БХ 11х100х9 (ГОСТ 2463-44) из зеленого карборунда на керамической связке с зернистостью 180 и твердостью СТ1—для предварительной доводки и с зернистостью 400 и твердостью СМ 1 или М3—для окончательной доводки. Необходимо, чтобы радиус закругления рабочей поверхности брусков был на 2,5—3 мм меньше радиуса обрабатываемого цилиндра, а посадка их в головке должна обеспечивать отсутствие качки и незначительный припуск на приработку брусков в сборе с головкой. Приработка выполняется на специально предназначенных для этой дели гильзах или выбракованных блоках и осуществляется в течение не более чем десяти ходов головки.

Для уменьшения износа брусков необходимо уменьшать скорость возвратно-поступательного движения или увеличивать окружную скорость вращения головки. Если интенсивность резания при этом понизится, необходимо несколько увеличить скорость возвратно-поступательного движения.

Припуск на предварительную доводку должен быть 0,02-0,08 мм и на окончательную—0,01-0,02 мм на диаметр.

Увеличение припуска на доводку более 0,1 мм на диаметр приводит к ухудшению геометрической формы цилиндра, подученной в результате предварительной чистовой расточки.

Повышенные конусность и эллиптичность цилиндров при доводке указывают на необходимость снижения числа оборотов головки для уменьшения инерционных сил, возникающих при ее вращении и „разбивающих" цилиндр.

Образование „бочки" указывает на наличие перекрытия брусков (рис. 656) в результате чрезмерной длины их или короткого хода головки, а образование „корсета"— на слишком большой выход брусков за край цилиндра (рис, 65в).

Таким образом, для устранения „бочки" требуется увеличить ход головки или уменьшить длину брусков, а для устранения „корсета" уменьшить ход головки или длину брусков.

При нормальном соотношении между длиной брусков, величиной хода головки и высотой цилиндров выход брусков за край цилиндров должен быть в пределах 13—15 мм, а зазор, гарантирующий отсутствие перекрытия брусков, не менее в— 5 мм (рис. 65а).

Доводка цилиндров должна производиться при непрерывной и обильной подаче (в виде сильной струи) охлаждающей жидкости внутрь обрабатываемого цилиндра для предотвращения

нагревания обрабатываемых поверхностей, сохранения чистой рабочей поверхности абразивных брусков и удаления мелких частиц металла и абразива, отделяющихся в процессе доводки. В качестве охлаждающей жидкости применяется керосин или смесь керосина с 10—20% машинного масла.

Чтобы поверхность зеркала цилиндров получить стойкой против задирания и быстрого износа поршневых колец, нельзя с силой нажимать на наждачные бруски; надо следить за тем, чтобы они легко и свободно резали металл.

По окончании обработки зеркало цилиндров необходимо промыть крепким раствором мыла в воде; применение бензина или керосина для этой цели неэффективно, так как они не могут удалить с обработанных поверхностей мелких частиц металла и абразивной пыли.

Поверхность цилиндров после доводки должна быть зеркальной, без царапин и забоин. Допускаются волнообразные следы обработки. Высота неровностей на поверхности зеркала цилиндров не должна быть более 0,63 микрона.

Ремонт седел и направляющих клапанов, а также направляющих толкателей и опор распределительного вала изложен в соответствующих разделах настоящей главы.

При повреждении резьбы в отверстиях блока, когда нормальная шпилька не ввинчивается или ввинчивается в него, но качается, необходимо: в нервом случае— пр ойти резьбу метчиком, во втором— нарезать резьбу шпильки несколько

полнее. При срыве более двух ниток резьбу нарезают на следующий размер, шпильку же выполняют ступенчатой . Отверстие с резьбой при ввертывании в него ступенчатой шпильки или шпильки, нарезанной несколько полнее, слегка раззенковывается , для предотвращения выпучивания металла вокруг шпильки.

Отверстия с поврежденной резьбой можно исправлять также постановкой стальных ввертышей (на плотной резьбе) или заваркой газовой горелкой („холодным" способом) с последующей зачисткой места сварки, разметкой и нарезкой резьбы номинального размера. В качестве присадочного материала при заварке отверстий рекомендуется применять выбракованные поршневые кольца, гарантирующие наплавленный металл от повышенной твердости,

С помощью ввертышей резьбовое отверстие восстанавливается так: поврежденное отверстие рассверливается, и в не м- -нарезается резьба; затем в нее ввинчивается на сурике ввертыш , головка которого после установки на место срезается, а сам он закрепляется в ремонтируемом гнезде керновкой , пайкой медью, постановкой дополнительного штифта на границе ввертыша и гнезда и т.д.). После этого делают разметку, сверлят новое отверстие и нарезают в нем резьбу,

Ввертьши могут изготовляться как с цилиндрической, так и с конической резьбой.

Ввертыш для исправления отверстий шпилек крепления-головки блока показан на рис. 66.

Ремонт блоков, имеющих допустимые к исправлению трещины, пробоины или обломы (см. выше), может производиться одним из следующих способов:

1) постановкой на пробоины пли трещины заплат общей площадью не более 300 см 2

2) штнфтовкой трещин (только мелких, длиной до 30 мм) г

3) заваркой трещин (обще й- длиной до 300 мм и числом не более четырех) с помощью газовой сварки чугунным электродом с предварительным подогревом блока или электросварки медным электродом, обернутым белой или черной жестью, без предварительного подогрева блока— „холодным" способом;,

4) наваркой обломов чугунным электродом с предварительным подогревом блока (газовой сваркой);

5) заваркой заглушек по периметру.

При газовой сварке особое внимание следует обращать на уменьшение внутренних напряжений, которые возникают при этом вследствие неравномерного распределения металла в отливке, блока н одностороннего ее нагрева в процессе сварки.

Внутренние напряжения могут привести к образованию новых трещин в каком-либо другом месте, иногда даже в более ответственном.

Для уменьшения внутренних напряжений необходимо:

а) медленно подогреть блок перед заваркой в печи до температуры 600—650С (скорость нагревания не более 250С в час);

6) блок, нагретый до надлежащей температуры, закрыть кругом асбестом (за исключением места, подлежащего заварке); во время сварки следить за тем, чтобы в помещении не было сквозняка;

в) после заварки обязательно поместить блок в печь для медленного (в течение не менее 8—10 часов) охлаждения вместе с ней от температуры 600—650С для предотвращения образования в блоке новых трещин.

Исправлять блоки сваркой может только высококвалифицированный сварщик. После ремонта блока сваркой с подогревом необходимо проверить его верхнюю плоскость на коробление. Проверка производится на проверочной плите. При обнаружении деформации плоскость, в зависимости от величины коробления, фрезеруют или шабрят до устранения коробления.

Материалы: http://www.redmotor.ru/dvigatelgaz51/40.html

В статье рассматриваются вопросы, связанные с неравномерностью изнашивания блоков цилиндров двигателей ВАЗ-2111 в процессе эксплуатации. Приведены результаты микрометрирования блоков цилиндров при поступлении двигателей в первый капитальный ремонт , а также определены зависимости износа цилиндров блока от наработки автомобиля.This article deals with the chief causes of VAZ-2111 cylinder blocks engines overhaul. Statistical data on emergency wear of cylinder block necks and are presented as well as necessary conditions for engine emergency repairs decrease during operation activity.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ИЗНАШИВАНИЯ БЛОКОВ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВАЗ-2111

ГОУ ВПО Самарский государственный технический университет, филиал в г. Сызрань

В статье рассматриваются вопросы, связанные с неравномерностью изнашивания блоков цилиндров двигателей ВАЗ-2111 в процессе эксплуатации. Приведены результаты микрометрирования блоков цилиндров при поступлении двигателей в первый капитальный ремонт, а также определены зависимости износа цилиндров блока от наработки автомобиля.

Ключевые слова: двигатель, износ цилиндров блока, ресурс, неравномерность изнашивания, капитальный ремонт.

This article deals with the chief causes of VAZ-2111 cylinder blocks engines overhaul. Statistical data on emergency wear of cylinder block necks and are presented as well as necessary conditions for engine emergency repairs

decrease during operation activity.

Keywords: engine, cylinder block wear, uneven wear,

В процессе эксплуатации изнашивание всех трущихся деталей двигателя является естественным и неизбежным процессом. При этом износ блока цилиндров и для «эксплуатационников», и для «ремонтников» представляет особый интерес. Во-первых, износ блока цилиндров влияет на основные технические характеристики двигателя, во-вторых, его ремонт (замена) связан со значительными материальными и трудовыми затратами и, в-третьих, износ блока цилиндров лимитирует ресурс двигателя до КР.

Для определения технического состояния пары трения «цилиндр - поршень - поршневое кольцо» используются различные способы: измерение компрессии, расхода масла на угар, разряжения во впускном коллекторе, диагностика посторонних шумов в двигателе и т. п. Однако окончательное решение о необходимости ремонта блока цилиндров, т. е. расточки и хонингования на следующий ремонтный размер, принимается только после полной разборки двигателя и его дефектовки.

Рассмотрим величины и характер износа цилиндров блока двигателей ВАЗ-2111 (8-кла-панный, объем - 1,5 л), устанавливаемых ОАО «АВТОВАЗ» в период с 1998 по 2007 гг. преимущественно на автомобилях семейств Lada-Samara и Lada-110. Статистические данные по износу и изменению геометрической формы цилиндров получали путем измерения износов в плоскости перпендикулярной (направление А) и параллельной оси коленчатого вала (направление Б) в четырех поясах [1]. Первый пояс измерения располагался в 7 мм от верхней привалочной плоскости блока цилиндров, второй - в 15, третий - в 45, четвертый - в 80 мм.

При измерении использовали индикаторы нутромеры НИ 50-100 ГОСТ 868-82.

Измерения, выполненные на 44 блоках цилиндров (каталожный номер 2111-1002011) двигателей ВАЗ-2111, поступивших в первый капитальный ремонт при пробегах 80-260 тыс. км показали, что эпюра распределения износов по различным поясам и сечениям стенок цилиндров представляют собой типичную картину износов многих двигателей. За номинальный диаметр неизношенного цилиндра блока принята величина равная 82,01 мм. Наибольших размеров износ цилиндров достигает в зоне остановки первого компрессионного кольца (пояс I) при положении поршня в в.м.т., наименьших -в нижней части блока (напротив маслосъемного кольца) при положении поршня в н.м.т.

Основными причинами изнашивания цилиндров по образующей являются истирающее действие поршневых колец и коррозионное воздействие продуктов сгорания на стенки цилиндров. При сгорании (взрыве) рабочей смеси газы прорываются под кольца, особенно верхние компрессионные, в результате чего увеличивается удельное давление поршневых колец на стенки цилиндра, в связи с чем, смазывание трущихся деталей ухудшается. Кроме того, на смазку влияет и высокая температура горения рабочей смеси (2000-2200 °С [2]), из-за которой уменьшается вязкость масла и прочность масляной пленки.

При этом поверхность цилиндра подвергается и коррозионно-механическому изнашиванию. В результате сочетания механического изнашивания и агрессивного воздействия среды, под действием которой на поверхности трения образуются непрочные пленки окислов железа, кото-

рые снимаются кольцами при механическом цилиндра, имеют значительно большую твер-

трении, а обнажающие поверхности опять окис- дость, чем основной металл, и поэтому в даль-

ляются. Частицы окислов, снятые с поверхности нейшем могут действовать, как абразивы.

и О и я р 0,2 0,15 0,1

0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

Э, мм Цилиндр II Э, мм

0,35 0,3 0,25 Й 0,2

0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

Э, мм Цилиндр IV Э, мм

0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

Рис. 1. Распределение износов цилиндров блока двигателей ВАЗ-2111 £,-, мм

На остальной части цилиндра (третий и четвертый пояса), по-видимому, преобладает гидродинамическая смазка, при которой трущиеся поверхности разделены слоем смазки. При этом непосредственный контакт металлических поверхностей имеет единичный характер и не оказывает определяющего влияния на

износ. Как показывают выполненные измерения, износ цилиндров в третьем и четвертом поясах у двигателей ВАЗ-2111 находится в пределах 0,05-0,07 мм.

Выполненные измерения показали, что наибольшие износы цилиндров блока 2111-1002011 приходятся на плоскости, перпендикулярные

оси коленчатого вала (направление А). Как видно из рис.1, максимальное значение износа цилиндров в этом направлении составляет 0,18 мм. Износы цилиндров в этой плоскости в среднем на 0,010-0,015 мм больше, чем в плоскости, параллельной оси коленчатого вала (направление Б). При этом следует отметить, что от 66 до 80 % цилиндров блока в направлении А и от 71 до 83 % в направлении Б имеют износ в пределах 0,08-0,14 мм и 0,06-0,12 мм соответственно, что свидетельствует о равной степени износа цилиндров независимо от пробега двигателя до КР.

Параметры распределения износа цилиндров блока (5СР - среднее значение износа, мм; о - среднеквадратическое отклонение, мм; и - коэффициент вариации) представлены в таблице.

Неравномерность изнашивания цилиндров в поперечном сечении вызвана действием боковой силы, возникающей при перекладке поршня в в.м.т. Образованию овальности цилиндров способствуют также деформации блока цилиндров, возникающие вследствие неправильной затяжки болтов крепления головки цилиндров и коробки передач.

Параметры распределения износа цилиндров блока 2111-1002011

Номера цилиндров Параметры распределения

I 0,106 0,029 0,287

II 0,103 0,023 0,227

III 0,101 0,029 0,286

IV 0,110 0,027 0,250

I 0,093 0,027 0,287

II 0,092 0,023 0,292

III 0,091 0,024 0,272

IV 0,090 0,027 0,292

Кроме того, неравномерно распределяются износы и по цилиндрам: наибольшие износы наблюдаются в четвертом цилиндре (рис. 1), что, по-видимому, связано с менее интенсивным охлаждением данного цилиндра (охлаждающая жидкость поступает к четвертому цилиндру в более нагретом состоянии). При пробегах 150-250 тыс. км наибольшая разница в износах крайних и соседних цилиндров по

одним и тем же сечениям может составлять 0,02-0,03 мм.

Зависимость диаметрального износа цилиндров блока двигателей ВАЗ-2111 в зоне максимальных износов (в в.м.т.) от наработки до первого капитального ремонта приведена на рис. 2.

В процессе эксплуатации двигателя износ цилиндров блока и радиальный износ поршневых колец приводит к снижению упругости колец и их давления на стенки цилиндра, а следовательно, и скорости изнашивания деталей этого сопряжения. Учитывая данную закономерность, изменение износа цилиндров блока от наработки принято описывать затухающей экспоненциальной зависимостью, которую можно аппроксимировать полиномом второй степени [3, 4]:

где ! - наработка автомобиля с начала эксплуатации.

80 100 120 140 160 180 200 220 240

Наработка Ь, тыс.км

Рис. 2. Зависимость износа 5,-, цилиндров блока двигателя ВАЗ-2111 в в.м.т. от наработки .

а - в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала; б - в плоскости, параллельной оси коленчатого вала

Таким образом, зависимости износа цилиндров блока 5,, мкм, от наработки автомобиля с начала эксплуатации . тыс. км, запишутся так: направление А:

5 = 0,0110 + 0,00092!, - 0,0000015!, (2)

5, = 0,0144 + 0,00070!, - 0,0000013!,2. (3)

Судя по корреляционному отношению (направление А - Я2 = 0,868; направление Б - Я2 = = 0,926), теснота связей между аналитическими зависимостями и экспериментальными статистическими данными высокая.

Практика эксплуатации двигателей ВАЗ-2111 подтверждает, что заявленный производителем 90 %-ный ресурс до первого КР, равный 120 тыс. км [5], значительно больше. Однако наработка двигателя до капитального ремонта сверх нормативных значений возможна только при условии соблюдения правил, указанных в «Руководстве по эксплуатации» автомобиля, своевременного выполнения ТО двигателя и его систем в полном объеме, устранения обнаруженных неисправностей и использования рекомендованных изготовителем эксплуатационных материалов.

1. Автомобили ВАЗ. Двигатели и их системы. Технологии технического обслуживания и ремонта / В. Л. Смирнов, Ю. С. Прохоров, В. Л. Костенков, В. С. Боюр, П. Н. Христов, В. Е. Климов. - Н. Новгород: АТИС, 2002. - 83 с.

2. Автомобили ВАЗ: изнашивание и ремонт / А. А. Звягин, М. А. Масино, А. М. Мотин, Б. В. Прохоров; под общ. ред. А. А. Звягина. - Л.: Политехника, 1991. - 255 с.

3. Авдонькин, Ф. Н. Теоретические основы технической эксплуатации автомобиля / Ф. Н. Авдонькин. - М.: Транспорт, 1985. - 215 с.

4. Денисов, А. С. Основы формирования эксплуатационно-ремонтного цикла автомобилей / А. С. Денисов. -Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 1999. - 352 с.

5. ТУ 4514-015-00232934-2002. Автомобили легковые 2113, 2114, 2115, их исполнения и модификации. Технические условия. УДП ОАО «АВТОВАЗ», Тольятти, 2002. - 38 с.

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-52970

Материалы: http://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-zakonomernostey-iznashivaniya-blokov-tsilindrov-dvigateley-vaz-2111