Что такое конусность цилиндра двигателя

Дефектовка блока цилиндров

Блок цилиндров — самая важная часть автомобильного двигателя. Именно он служит «базой», основой всего мотора. Если блок выйдет из строя, автовладельца ждут немалые проблемы — не столько технические, сколько юридические, поскольку блок цилиндров — номерная деталь, и этот номер указан в регистрационных документах на автомобиль. Грамотная дефектовка блока цилиндров позволит определить не только причины выхода мотора из строя, но и его пригодность для дальнейшей эксплуатации.

Дефект 1. Глубокие задиры на поверхности цилиндра

Ослаблена посадка поршневого пальца в верхней головке шатуна или нарушена его фиксация в бобышках поршня.
Перегрев двигателя, в результате которого разрушаются поршни.
Попадание в цилиндры двигателя посторонних предметов.

Замените шатуны или поршни. Проверьте систему охлаждения и при необходимости отремонтируйте ее. При наличии подобных повреждений блок цилиндров ремонтируется гильзовкой.

Дефект 2. Царапины на поверхности цилиндра

Поломка поршневых колец.
Поломка перемычек на поршнях между канавками под поршневые кольца.
Перегрев двигателя.
Длительная эксплуатация мотора с повреждённым воздушным фильтром или вовсе без него.

Проверьте правильность установки системы зажигания и при необходимости отрегулируйте её. Применяйте бензин с предписанным октановым числом.
Проверьте систему охлаждения и при необходимости отремонтируйте её. При наличии подобных повреждений блок цилиндров, как правило, ремонтируется расточкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.

Дефект 3. Выработка поверхности цилиндра

Неисправность системы питания.
Неисправность системы зажигания.

Проверьте систему питания, отремонтируйте и отрегулируйте её. Проверьте и отрегулируйте систему зажигания. При сильном износе поверхности цилиндров блок ремонтируется расточкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.
Примечание. Косвенным признаком сильного износа является отсутствие на поверхности цилиндров сетки хона. Проверку выработки, эллипсности и конусности каждого цилиндра следует выполнять так: с помощью индикаторного нутромера, настроенного на требуемый размер, промеряем каждый цилиндр в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в верхней, средней и нижней частях цилиндра. Особенно сильный износ наблюдается, как правило, в зоне верхней мёртвой точки, то есть там, где «останавливается» верхнее компрессионное кольцо. Если выработка в цилиндрах превышает 0,1 мм, а эллипсность составляет более 0,05 мм, блок ремонтируется расточкой и последующей хонинговкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.

Дефект 4. Трещины в цилиндрах

Перегрев двигателя.
Разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания посторонних предметов в цилиндр.

Как правило, при наличии трещин в цилиндрах блок не ремонтируется, а списывается. В исключительных случаях повреждённый цилиндр можно загильзовать. Проверьте и отремонтируйте систему охлаждения. Проверьте целостность впускного и выпускного трактов. Замените повреждённые детали.
Примечание. Определить наличие трещин в блоке цилиндров и их размеры можно с помощью опрессовки.

Дефект 5. Трещины на верхней плоскости блока, в районе отверстий под болты головки

Блок перед сборкой был плохо промыт и не продут, в результате чего осталась жидкость или грязь в резьбовых от верстиях для болтов, крепящих головку блока.
Неправильная затяжка болтов головки блока.
Перегрев двигателя.

Требуется замена блока цилиндров.
В исключительных случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

Дефект 6. Трещины, пробоины и обломы приливов на других поверхностях блока цилиндров

Обрыв шатуна.
Разрушение поршня.
Последствия аварии, в которой произошла деформация моторного отсека.
Общий перегрев двигателя.
Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Требуется замена блока цилиндров. В некоторых случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

Дефект 7. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях

Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Рассверлите отверстия и нарежьте резьбу большего диаметра. Возможна установка футорок.

Дефект 8. Износ постелей коренных вкладышей и дополнительных валиков

В обязательном порядке проверьте состояние посадочных мест под коренные вкладыши и втулки распредвала и вспомогательных валов. Особенно важна эта процедура для двигателей тяжёлых грузовиков и строительной техники.

Крышки коренных опор и их посадочные места тщательно очищаются от загрязнений, после чего крышки устанавливаются на свои места, а крепёжные болты затягиваются предписанным моментом с помощью динамометрического ключа. Индикаторный нутромер настраивается на требуемый размер (номинальный диаметр постели коленчатого вала). Промеряем каждую опору в нескольких плоскостях. Отличия полученных размеров от номинального не должны быть более 0,02 мм. В противном случае необходимо произвести операцию по ремонту постели коленчатого вала.

Подобным же образом проверяются и посадочные отверстия под различные втулки. Их можно отремонтировать путём установки новых втулок с увеличенным наружным диаметром.

Если по всем вышеизложенным параметрам блок пригоден к дальнейшей эксплуатации, необходимо выполнить ремонтные работы. После ремонта блок цилиндров должен быть тщательно промыт и продут сжатым воздухом для удаления загрязнений.

опубликовано в журнале «Правильный Автосервис», №5(39)/2008

Глубокие задиры на поверхности цилиндра

Царапины на поверхности цилиндра

Выработка поверхности цилиндра

Трещины на верхней плоскости блока

Трещины на других поверхностях блока цилиндров

Износ постелей коренных вкладышей

Уважаемый посетитель! Мы физически не можем отвечать на каждый комментарий..
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.

Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Овальность — цилиндр

Овальность цилиндров , работающих с поршневыми кольцами, должна быть не более 0 03 мм; разность диаметров цилиндра на длине 1000 мм не более 0 02 — 0 03 мм; отклонение оси цилиндра от прямолинейности не более 0 02 мм на длине 500 мм. [2]

Читать еще: Что такое два литра двигателя

Если овальность цилиндра превышает 0 05 мм, а конусность 0 06 мм, а также при наличии рисок и царапин на рабочей поверхности, цилиндры подвергают ремонту. [3]

Величину овальности цилиндра определяют при помощи специального индикатора в трех поясах, расположенных: первый — на расстоянии 5 — 10 мм от верхней плоскости блока, второй — в средней части цилиндра и третий — на расстоянии 15 — 20 мм от нижней кромки цилиндра. Чтобы измерить величину овальности, устанавливают головку индикатора в первом поясе цилиндра в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала, и, покачивая ручку индикатора вокруг основания центрирующего мостика, записывают его максимальное показание. После замера в первом поясе индикатор продвигают во второй и затем в третий пояс и производят замеры. [4]

Износ, конусность и овальность цилиндров и цилиндровых втулок определяют индикаторным или микрометрическим нутромером. В каждой полости выполняют два измерения во взаимно перпендикулярных направлениях: в вертикальных компрессорах в направлении оси коленчатого вала и перпендикулярно ей, в горизонтальных — в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Эксплуатация цилиндра возможна только при условии, что зазор между поршнем и цилиндром не превышает двух-трех начальных зазоров. При превышении износа производят ремонт: растачивают цилиндр до ремонтного размера или заменяют цилиндровую втулку. [6]

При текущем ремонте двигателей овальность цилиндров ( гильз) чаще всего характеризуется величиной, превышающей 0 08 мм, и общим износом по диаметру более 0 12 мм. [8]

Билик установил, что при овальности цилиндров автомобильных двигателей допустимой, но близкой к верхней границе отклонений, на 50 % сокращается срок службы двигателя. [9]

В плоскости движения шатуна износ побольше и поэтому появляется овальность цилиндра . Быстрее изнашивается и верхняя часть цилиндра в области поршневых колец. Поэтому цилиндр изнашивается на конус. Наибольший износ замеряют индикаторным нутромером в верхней части цилиндра. Если износ превышает 0 2 мм, то цилиндр надо расточить под ремонтный размер. Все цилиндры двигателя должны быть одного размера. Перед разборкой гильзы размечают, чтобы в дальнейшем их установить в прежние места в том же положении. [11]

На стальные цилиндрические обечайки установлены допуски также по прямолинейности оси и овальности цилиндра . Отклонение от прямолинейности не должно превышать 0 2 % от длины, но не выше 30 мм при любой длине обечайки. [12]

Для стальных цилиндрических обечаек установлены также допуски на прямолинейность оси и овальность цилиндра . Отклонение от прямолинейности не должно превышать 0 2 % от длины, но не более 30 мм при любой длине обечайки. [13]

В случае горнзонт г ык расположенных констрх к-щп, в которых обычная первоначальная овальность цилиндра вследствие действия собственного веса и веса загружающей массы имеет тенденцию возрасти, берут большие значения. Если речь идет о цилиндрах с паровой рубашкой, охватывающей их не но всей окружности, допускаемое рабочее давление также снижается. [14]

Следует отметить, что нарушение устойчивости не является следствием каких-либо неправильностей конструкции ( например, овальность цилиндров ) или неоднородности материала и подобных причин, а исключительно следствием невозможности длительного существования системы данной геометрической формы при данных значениях геометрических и механических параметров. Так, поставленный на вершину прямой конус будет неустойчив, если бы даже его геометрическая форма была совершенна, материал абсолютно однороден и ось расположена вертикально. Равным образом тонкостенный цилиндр или сфера станут неустойчивыми ( лучше сказать — неустойчивыми станут формы шара и цилиндра), хотя бы их форма была совершенна и материал абсолютно однороден, когда давление на них достигнет определенного значения и они неизбежно деформируются и примут новую форму. [15]

Когда необходима расточка блока цилиндров

Во время работы двигателя самые большие нагрузки от трения испытывают цилиндры и поршни двигателей. Это связано с тем, что этим деталям приходится работать в тяжелых условиях повышенных температур и повышенного давления.

Элементы поршней трутся о стенки цилиндров, вызывая тем самым постоянный износ. Причем этот износ может происходить неравномерно, и постепенно цилиндр начинает терять свою первоначальную форму. Но это вовсе не означает, что это изменение формы становится видно глазу.

Возможно Вас заинтересуют следующие услуги

Наши контактные данные: 8(343)200-88-83, 8(950)657-77-11, e-mail: 2008883@bk.ru

Для чего нужна расточка блока цилиндров?

Изменение формы можно определить, только используя специальные измерительные инструменты. Нужно понимать, что это только в теории поршень двигается в цилиндре по идеальной траектории. На самом деле это далеко не так. И чем больше отклонение от идеальной траектории, тем быстрее происходит изнашивание и цилиндров и поршней.

Неправильность траектории движения поршня связана со многими факторами, прежде всего, конструкционного характера. Например, это может быть несоосность и неперпендикулярность положения сопрягаемых деталей. Помимо этого на преждевременный износ влияют слишком большие допуски в размерах, которые дают возможность поршню двигаться не только параллельно оси цилиндра, но и с определенным отклонением по горизонтали.

Читать еще: Циклы работы газотурбинного двигателя

И все это приводит к тому, что цилиндр постепенно теряет свою форму, причем это может происходить неравномерно. И со временем профиль цилиндра становится не идеально круглым, а эллипсовидным.

Помимо этого на стенки цилиндра действует высокая температура, и воздействуют продукты сгорания, которые постепенно разрушают стенки цилиндра и одновременно поверхность поршня. И, казалось бы, можно просто заменить поршень, и все станет нормально. Но этого не произойдет. Если геометрия нового поршня идеальная, то геометрия цилиндра уже нарушена, и никакая замена поршня без расточки блока цилиндров в этой ситуации не спасет.

Цилиндры должны подвергаться растачиванию, если они изношены. Но следует понимать, что не все цилиндры изнашиваются, несмотря на длительную эксплуатацию. Некоторые двигатели нормально доживают свой век без всякой расточки и ремонта.

Для того чтобы определить степень износа цилиндра используют систему оценки двух размерных параметров цилиндров:

Первый параметр – это изменение первоначальных размеров на 0,05 мм в верхней мертвой точке. Но не самого поршня, а верхнего кольца поршня.
Второй параметр – изменение размера на 0,03 мм в месте соприкосновения юбки поршня со стенкой цилиндра.

Т.е при изменении параметров на такие величины уже требуется ремонт. Но ситуация может быть еще хуже, когда в верхней части цилиндра возникает дефект в виде ступеньки. Именно эта ступенька ускоряет разбивание не только поршневых колец, но и посадочных мест на поршне под кольца. Возникают удары, причем, весьма ощутимые.

Двигатель начинает работать с сильными вибрациями. Помимо этого из-за возникшей эллипсности нарушается прилегание поршневых колец к стенкам цилиндра. А это чревато прорыву газов из цилиндра в картер, нарушается компрессия в двигателе, начинается существенный перерасход масла и топлива.

В конце концов, может сложиться так, что кольца просто разваливаются от постоянных ударных нагрузок. При этом стенки цилиндра повреждаются так, что никакая расточка не может устранить полученный дефект.

Расточка блока цилиндров нужна для того, чтобы восстановить геометрические параметры этой части двигателя. Но восстановление блока цилиндров касается не только самих геометрических параметров цилиндра, но и еще восстановления нормального положения сопрягаемых деталей относительно друг друга.

Т.е. если добиться только нормальной геометрии самого цилиндра, этого не будет хватать, чтобы восстановить нормальную соосность и нормальное расположение всех базовых поверхностей. А если базовые поверхности не будут располагаться соосно и параллельно, то цилиндры и дальше будут разбиваться по мере работы двигателя. И не только цилиндры.

Напряжение и избыточное трение, которое возникает при неправильной соосности, будет влиять и на другие узлы поршневой группы. Т.е. все подвижные детали, участвующие в процессе работы двигателя, входящие в поршневую группу, будут испытывать дополнительные нагрузки на изгиб, сжатие и т.д.

Как выполняется расточка блока цилиндров?

Операция по восстановлению нужного зазора между стенками цилиндра и поршнями не такая уж и сложная. Достаточно проточить на расточном станке цилиндр до нужного размера, и зазор получается сам собой. Потом останется лишь установить новый поршень.

Обычно для этих операций используют вертикально-расточной станок для расточки блока цилиндров. И правильность расточки зависит от состояния оборудования и квалификации станочника. Однако, это не сложная технологическая операция.

А вот для того, чтобы убрать эффект эллипса, придется повозиться. Восстановление формы цилиндра – вот самая сложная часть процесса. Причина в том, что выработка внутренних поверхностей цилиндра может быть самой разной в различных местах цилиндра. Поэтому перед тем как приступать к расточке, проводят несколько измерений при помощи микрометрических стрелочных приборов. И только после этого выносится решение, как именно нужно протачивать цилиндр, чтобы добиться нужной геометрии поверхности.

Помимо устранения эллипсности расточка блока цилиндров преследует цель убрать и конусность цилиндра. И этот параметр должен быть не более 0,01 мм. На всей длине цилиндра. Подобные операции с такой минимальной погрешность можно делать только на расточных станках, у которых точность проточки еще ниже, чем 0,01 мм.

Помимо этого при растачивании цилиндра должны выдерживаться высокие требования к получаемой чистоте обрабатываемых поверхностей. Чем чище будет обработана поверхность при расточке, тем меньше времени понадобится на притирку новых деталей.

Если чистота обработки будет недостаточной, возникнут проблемы с преждевременным износом колец поршня, с перерасходом масла, перерасходом топлива. Плюс ко всему увеличивается трение, особенно в процессе обкатки, это всегда связано с лишним количеством металлической пыли в масле.

Расточка и хонингование цилиндров: одно и тоже или этапы ремонта?

Эффективную и безопасную работу двигателя обеспечивает безупречная работа цилиндров и поршней, а точнее, их правильное положение и кондиция (геометрия). Со временем геометрия поршней нарушается (причем изнашиваются они неравномерно и каждый по-разному), круглое сечение стремится стать овальным, на внутренней поверхности появляются дефекты, образуется ступенька на стенке цилиндра.

Цилиндры и поршни

Ремонт цилиндро-поршневой группы — дорогостоящее и долгоиграющее удовольствие. Замена поршней проблему не решает, нужно ремонтировать цилиндры. СТО предлагают два варианта: расточка + хонингование цилиндров (долго, дорого, обязательны “прямые” руки мастера) и прямое хонингование (дешевле и быстрее).

Давайте разбираться, так ли необходима расточка цилиндров или это СТО просто деньги зарабатывают на тревожных клиентах.

Читать еще: Асинхронный двигатель чертеж схема

Как понять, что цилиндры изношены

Для начала неплохо быть уверенным на 100%, что геометрия цилиндров изменилась. Но даже заглянув в ГБЦ, вы ничего не увидите.

А вот если увидели сизый дым из выхлопной трубы, мотор стал шумным, стали чаще подливать масло, а мощность двигателя падает, стоит заехать к хорошему мотористу. Изменения в геометрии цилиндров измеряются десятыми и сотыми миллиметров, поэтому вы их и не увидите. А у мастера есть для этого специальное измерительное оборудование.

Что ремонтируют в цилиндрах

Естественно, между поршнем и стенками цилиндра есть зазор (иначе, как бы двигались поршни). Но этот зазор должен быть в пределах определенных величин.

Что измеряет мастер, когда оценивает степень износа цилиндра:

зазор между на участке остановки верхнего поршневого кольца в верхней мертвой точке — не более 0,05 мм;
зазор в точке контакта юбки поршня и стенок цилиндра — не более 0,03мм.

Верхняя мертвая точка

Казалось бы, такие незначительные отклонения, но как сильно они влияют на качество работы ДВС.

Однако восстановить геометрию цилиндров недостаточно. Важно также, чтобы все значимые поверхности располагались правильно относительно друг друга. Мастер обязательно должен определить базовую поверхность, относительно которой растачивается цилиндр. Это может быть верхняя или нижняя плоскость блока, постели подшипников коленвала и т.д. А мастера часто забывают об этом или просто не умеют выставлять эти параметры.

Если не восстановить соосность, цилиндры так и будут разбиваться во время работы двигателя, из-за постоянного трения изнашиваются и разрушаются связанные узлы поршневой группы.

Но и это еще не все.

Отремонтированная поверхность должна соответствовать определенным, и весьма противоречивым, требованиям. Она должна быть одновременно гладкой, чтобы трение и износ деталей были минимальными, и шероховатой — чтобы удерживалось масло. Такую поверхность можно получить в результате хонингования, после которого стенки цилиндров покрыты микроскопическими рисками.

Итак, что должен сделать мастер, восстанавливая цилиндр:

добиться правильной геометрии цилиндра, чтобы эллипсность и конусность не превышали 0,01мм;
добиться правильной соосности всех значимых поверхностей;
получить поверхность определенного качества.

Расточка цилиндра: как добиться правильной геометрии

Двигатель полностью разбирают и снимают блок цилиндров, который закрепляют на станке по относительно базовой поверхности. Затем мастер снимает несколько замеров с помощью микрометрического оборудования, чтобы понимать, сколько металла и в каком месте снимать, и растачивает цилиндр.

С технологической точки зрения, расточка цилиндра не слишком сложная операция: когда мастер протачивает цилиндр на вертикально-расточном станке, нужный зазор образуется сам по себе.

Расточка цилиндра на станке

Но, как говорится, есть нюансы — нужно убрать не только эллипс, но и конус. Т.е. восстановить форму цилиндра по длине. Это важно, т.к выработка в цилиндре может быть в любом месте.

Кстати! Далеко не все двигатели с солидным пробегом нужно растачивать. Поэтому, если мастер, не глядя на агрегат, выносит вердикт, поищите другого специалиста.

Хонингование цилиндров: универсальная услуга или финишная обработка?

Хонингование — это абразивная обработка резанием внутренних цилиндрических или конических поверхностей. Для хонингования используют специальные головки хоны, на которых закреплены подвижные абразивные бруски.

Хоны вращаются и одновременно двигаются поступательно, идеально обрабатывая поверхность.

Хонингование позволяет убрать задиры, царапины и другие дефекты поверхности цилиндра и сделать ее идеальной для работы цилиндро-поршневой пары.

Насчет хонингования есть два мнения: первое, что это финишная обработка, и второе — процедура 2 в 1, совмещающая расточку и финальную обработку. Для этого есть специальные современные станки, которые выдают цилиндр с эллипсностью и конусностью не более 0,01 мм и отличным микропрофилем поверхности всего за полчаса! Что еще нужно для счастья?

Но давайте разбираться.

При хонинговании абразивные бруски выравнивают поверхность, опираясь на самые не изношенные части цилиндра. Постепенно хон убирает все дефекты и приводит цилиндр в необходимый размер. Тут все прекрасно.

Выработка в цилиндрах

Но мы помним, что должна быть базовая поверхность (нижняя или верхняя плоскость блока, постели подшипников коленвала), относительно которой ремонтируется цилиндр. При прямой хонинговке (без предварительной расточки) базовой поверхностью выступает сама поверхность цилиндра — изношенная! Соответственно, чем неравномернее износ, тем сильнее “уедет” ось цилиндра. Чем это чревато, вы знаете.

Поэтому хонингование — это все-таки финишная обработка внутренней поверхности предварительно расточенного цилиндра.

Да, растачивать и затем хонинговать цилиндры — долго, дорого и сложно найти хорошего мастера. Но только соблюдая технологию, можно гарантировать качество ремонта.

Диагностика и ремонт двигателей