Давайте мы не станем в этой статье долго и скучно рассказывать том, что такое двигатель внутреннего сгорания и как с ним бороться? Если кому нужно, он может почитать об этом в миллионе материалов!
Не будем мы также тут попусту рассуждать о том как и почему образуется естественный износ цилиндров или их аварийные повреждения. Они уже образовались, надо их устранять, а не рассуждать о причинах!
Рассказывать о различных конструкциях блоков цилиндров здесь тоже не за чем, кто хочет, может посмотреть нашу статью «Какие бывают гильзы», там об этом в общих чертах рассказано.
Вот. Стало быть, обо всем этом мы тут говорить не будем. А о чем будем? А будем мы тут говорить о гильзовке чугунных блоков цилиндров, причем не любой, а только типа «press-fit» т.е. говоря по-русски с прессовой посадкой. Зато об этом мы постараемся рассказать настолько подробно, насколько позволяет формат.
Итак, чугунные блоки цилиндров, с точки зрения технологии гильзовки, можно поделить на три группы:
Блоки цилиндров, которые выпускаются без гильз. Т.е. отверстия цилиндров выполнены непосредственно в «теле» блока (Именно эта конструкция главным образом и применяется). В таких блоках цилиндры растачивают, после чего с натягом запрессовывают гильзы. Затем, гильзы растачивают до необходимого размера и хонингуют.
Блоки с заводскими гильзами. В этом случае старые гильзы удаляют (выпрессовывают или вырезают), а на их место устанавливают новые, которые затем, как и в первом случае, растачивают и хонингуют.
Блоки с тонкостенными стальными гильзами. Такие гильзы устанавливаются с небольшим зазором (от руки) и не требуют дополнительной обработки после монтажа. Здесь говорить о них мы также не станем.
Гильзовка может производиться двумя способами с верхним или нижним упором. Для гильзовки с верхним упором необходимо использовать гильзы с буртом (см фото 1).
Стало быть, имеем подлежащий восстановлению с помощью гильзовки блок и комплект соответствующих гильз (см фото 2).
Кроме того, также совершенно необходим комплект поршней, предназначенный для последующей сборки именно этого конкретного двигателя (см фото 3).
Почему недостаточно одного поршня? А потому, что очень часто, диаметры поршней в комплекте отличаются. Не так, что б сильно, обычно на 0,01-0,02 мм, но при тепловых зазорах, которые в современных бензиновых двигателях часто составляют всего 0,02 мм эта разница может оказаться фатальной. Поэтому необходимо тщательно измерить все поршни (см фото 4) и, соответственно, или делать каждый цилиндр под свой поршень или, если повезло, и все поршни совершенно одинаковые, можно делать все цилиндры в одинаковый точный размер, что называется «по плиткам».
Процесс гильзовки начинается с подготовки посадочных мест гильз. Блок цилиндров моют, плоскости разъемов тщательно очищают от остатков прокладок и следов герметика, после чего устанавливают на расточной станок. И тут сразу возникают некоторые нюансы. Конечно, проще всего установить блок нижней плоскостью разъема на «параллельки» или непосредственно на стол расточного станка (см фото 5).
Так в большинстве случаев и делается, но! V-образный блок таким образом установить не получиться. С ним все несколько сложнее. Чтобы такой блок растачивать или гильзовать (безразлично) нужно установить его на постель коленчатого вала, на скалку (см фото 6). А скалку на призмы. Вот тогда появится возможность повернуть блок так, чтобы одна из его плоскостей разъема (в данном случае, та, куда ставится ГБЦ) оказалась параллельна столу расточного станка. А оси цилиндров, само-собой, перпендикулярны этой самой плоскости разъема. Выставив блок таким образом и зафиксировав, можно приступать к расточке отверстий под гильзы.
Только, вот, еще момент! Мы сказали, что оси цилиндров перпендикулярны плоскости разъема и это как бы само-собой? Это не совсем так. Вернее, чаще всего, это так, но есть, такие волшебные двигатели, как VR6, W12 и т.п. (их VW/Audi целое семейство наплодили), где это правило не работает (см фото 7 и 8).
Гильзовать такие блоки сложно и эта тема достойна отдельного рассказа, а здесь, мы продолжим говорить о практиках более традиционных.
Так на чем мы остановились? Да! Блок установили на расточной станок, плоскость разъема, при помощи часового индикатора, выставили в горизонтальное положение. Время расточить цилиндры и превратить их в посадочные места для гильз. В какой размер растачивать? Если использовать готовые гильзы, то нужно точно измерить их диаметры и вычесть величину рекомендуемого натяга. Так мы получим требуемые диаметры посадочных мест.
В случае, если готовых гильз нет, и их предстоит изготовить, то можно поступить и наоборот. Сначала расточить цилиндры, а потом произвести гильзы необходимых диаметров.
Еще нужно определиться со способом гильзовки. Если расстояние между гильзами это позволяет, то гильзовку обычно делают с верхним упором (см рисунок 1).
Для этого способа гильзовки, как уже говорилось ранее, используются гильзы с буртом, а в блоке вырезается посадочное место под бурт. Причем, если основное посадочное место делается диаметром немного меньшим, чем наружный диаметр гильзы (для создания необходимого натяга), то посадочное место бурта делают больше, чем его (бурта) диаметр, чтобы получить зазор. С верхней кромки посадочного места гильзы обязательно снимают фаску. Наличие фаски, как и «освобождения» под буртом гильзы страхуют от такой неприятности, как обрыв бурта (см рисунок 2).
Обрыв бурта – проблема распространенная и крайне неприятная! Происходит это всегда из-за, на первый взгляд, несущественных нарушений технологии гильзовки, которые на самом деле, если разобраться, очень даже существенны. А последствия обрыва бурта могут оказаться весьма тяжелыми! Возможно даже разрушение двигателя до состояния «восстановление не рационально». Фотографии ниже иллюстрируют как раз такой случай (см фото 9, 10 и 11)
Вот так! В истории с данным конкретным двигателем, разрушениям еще сильно поспособствовал гидроудар, но он произошел уже позже, а начался весь этот ужас, похоже, именно с обрыва бурта.
Что бы избежать подобного, в процессе гильзовки с верхним упором, необходимо соблюдать несколько обязательных условий (см рисунок 3).
Эти схемы мы позаимствовали из брошюры KS. Почему-то они не стали изображать «освобождение» под буртом гильзы. Мы, так думаем, что это сделано для наглядности. Изобрази они это «освобождение» и все выглядело бы уже не так очевидно. Что эти схемы иллюстрируют?
1. С кромки посадочного места под бурт гильзы необходимо снимать фаску под углом 45 град.
2. Эта фаска не должна быть слишком большой (рекомендуется 0,5 мм).
3. Упорная поверхность должна быть строго параллельна плоскости разъема.
Если цилиндры находятся слишком близко друг к другу и места для буртов не остается, то применяют гильзовку с нижним упором (см рисунок 4).
Для гильзовки с нижним упором используют гильзы без буртов или дорабатывают гильзу с буртом отрезая ненужный в этом случае бурт (см фото 12).
Как делают нижний упор? Это просто. Когда растачивают посадочное место под гильзу, не доходят до конца оставляя 8-10 мм. Получается выступающий «пояс», который и служит нижним упором (см рисунок 5).
Заходная фаска, в случае гильзовки с нижним упором, необходима не только для того, чтобы гильзу было легче запрессовать в цилиндр (это нужно и при гильзовке с верхним упором), но еще чтобы острая кромка гильзы не упиралась в закругление между нижним упором и стенкой посадочного места. В противном случае, возникает риск обрыва нижнего бурта, по такой же схеме, как и верхнего.
Итак, посадочные места под гильзы готовы (см фото 13) пора запрессовать гильзы.
Посадочные места под гильзы продувают сжатым воздухом, блок устанавливают на стол гидравлического пресса, наносят на поверхности посадочных мест небольшое количество смазки и запрессовывают гильзы. Все. Гильзовка, как таковая закончена, но процесс восстановления блока цилиндров еще не завершен.
Теперь пару слов скажем о гильзовке блоков, в которых гильзы установлены «с завода» или в результате уже когда-то выполненного восстановления.
Если конструкция блока позволяет, то старые гильзы выпрессовывают, а если нет, то блок устанавливают на расточной станок и растачивают гильзы до толщины фольги, которую затем просто вынимают из цилиндров.
Для блоков гильзованных «с завода» выпускаются соответствующие гильзы. После выпрессовки или вырезания гильз, остается проверить геометрию посадочных мест и, если она в пределах допуска, можно запрессовывать новые гильзы. А если посадочное место не в допуске (что случается) нужно подбирать или изготавливать ремонтную гильзу, и увеличивать диаметр посадочного места, чтобы убрать имеющиеся деформации. В остальном, все манипуляции с гильзованными блоками совершенно аналогичны тем, которые требуются для восстановления блоков без гильз.
Теперь свежеустановленные гильзы нужно расточить и отхонинговать «под поршни», а еще, обычно требуется обработать плоскость. Для расточки гильз блок снова устанавливают на расточной станок, выставляют в горизонт и растачивают цилиндры оставляя припуск на хонингование 0,05-0,07 мм (см фото 14).
С этим все просто, а вот, что касается обработки плоскости, то тут опять могут быть варианты.
Некоторые блоки цилиндров сконструированы так, что гильзы должны выступать над плоскостью. Это выступание строго регламентируется. В таком случае, плоскость нужно обработать до гильзовки, использовать гильзы, имеющие припуск по длине и после установки «подрезать» их до необходимой высоты.
Если же кромки гильз должны быть заподлицо с плоскостью разъема, то обработку плоскости нужно делать после гильзовки. Затем цилиндры можно хонинговать (см фото 15).
Хонингование является финишной операцией, которая, во-первых, доводит диаметры цилиндров до конечных точных значений, а во-вторых, создает на стенках цилиндров сетку хона, которая способствует сохранению масляной пленки и приработке новых поршневых колец.
Вот, пожалуй, и все, что можно, в общем и целом, сказать о процедуре гильзовки чугунных блоков цилиндров. Конечно, существует еще множество нюансов, которые мы оставили за скобками, чтобы не превращать статью в толстую и скучную книгу, но общий «ликбез», как мы надеемся, сей опус дает.
