Восстановление блока цилиндров двигателя: дефектовка и ремонт

Как известно, блок цилиндров двигателя является основой любого ДВС. Фактически, блок представляет собой объемную деталь, внутри которой размещаются различные узлы и механизмы (поршни и кольца, а также гильзы ЦПГ, коленчатый вал, шатуны КШМ и т.д.).

Также на блок цилиндров через прокладку устанавливается головка блока цилиндров, которая является «продолжением» блока. В ГБЦ находится ГРМ. При этом как узлы внутри блока, так и в ГБЦ подвергаются значительным механическим и температурным нагрузкам во время работы двигателя.

Не удивительно, что повреждения блока цилиндров не только нарушат работоспособность, но и выведут из строя силовой агрегат. По этой причине восстановление блока и его ремонт должен быть выполнен качественно и своевременно.

Основные дефекты и неисправности блока цилиндров двигателя

Начнем с того, что существует два вида блоков цилиндров:

чугунные БЦ;
блоки из алюминиевых сплавов;

Как правило, блоки из чугуна дополнительно упрочнены при помощи графита, а облегченные изделия из алюминия делают гильзованными (в блок вставляется гильза из чугуна). Также существуют алюминиевые блоки цилиндров без гильз. В состав сплава включен кремний, который значительно упрочняет блок.

Что касается гильзованных блоков, гильзы бывают «мокрыми» и «сухими». В первом случае охлаждающая жидкость напрямую контактирует с гильзой, тогда как во втором гильза плотно запрессована в тело блока во время изготовления.

Так или иначе, каждое решение имеет свои плюсы и минусы, а также в процессе эксплуатации возникают различные повреждения и дефекты блока цилиндров или дефекты гильз блока (в зависимости от типа БЦ).

Ремонт блока цилиндров необходимо начинать с установления причины неисправностей и дефектовки. Зачастую основной проблемой на моторах с большим пробегом является износ поверхности цилиндра или гильзы. На поверхности (зеркале) цилиндра появляются задиры, могут образоваться трещины, раковины и т.д.

Также нередко возникает износ цилиндров по направлению оси коленвала. Как правило, к повреждениям цилиндров на «свежем» моторе приводит перегрев двигателя или гидроудар, а также снижение уровня или значительная потеря свойств моторного масла.

Реже причиной дефектов блока становится неожиданное разрушение поршневых колец и другие непредвиденные поломки. Еще добавим, что в БЦ часто происходит деформация постели подшипников коленвала и т.п.

Что касается износа поверхностей цилиндров, в этом случае такой износ зачастую является «естественным», то есть становится результатом эксплуатации двигателя в нормальных рабочих режимах. Сам ремонт цилиндров в этом случае зачастую предполагает расточку и хонингование цилиндра (нанесение хона). Это позволяет убрать эллипсность цилиндра, удалить царапины и задиры на зеркале.
Более сложным случаем можно считать обрыв шатуна, так как повреждения обычно более серьезные. Также причиной возникновения дефектов блока является и обрыв клапана, разрушение седла клапана и т.д. Результат — задиры на поверхности цилиндра и другие повреждения. Также в списке частых неисправностей следует выделить трещины блока или гильзы.
Еще добавим, что существуют так называемые «скрытые» проблемы, то есть определить дефекты визуально в рамках поверхностного осмотра может быть затруднительно. При этом неквалифицированный ремонт, который ограничен банальной заменой изношенных частей, все равно приведет к тому, что двигатель потребуется разбирать повторно через несколько сотен или тыс. километров пробега.

К указанным «скрытым» дефектам, прежде всего, следует отнести деформацию блока цилиндров. Зачастую такая деформация является следствием нарушения технологии в процессе изготовления блока. Простыми словами, если в блоке не снять внутреннее напряжение, возникнет деформация.

Кстати, данная проблема больше присуща блокам из чугуна. Также к деформации блока (как чугунного, так и алюминиевого) может привести перегрев двигателя или его неравномерный нагрев во время эксплуатации.

Руководство по ремонту

Любое руководство по ремонту данного узла подразумевает его демонтаж и установку. Если вы не знаете, как снять ГБЦ, то может более подробно почитать об этом . Обо всех остальных способах ремонта вы можете узнать ниже.

Замена клапанов ГБЦ

Процедура рассухаривания и замены клапанов по статистике чаще всего проводится на старых отечественных авто и иномарках. Но она является актуально и для более новых машин как российского, так и зарубежного производства. Для этого вы должны знать, как минимум, как происходит снятие и установка головки блока цилиндров. Чтобы заняться рассухариванием, следует купить специальный прибор, который так и называется — рассухариватель. Он может иметь разную конструкцию для определенной модели машины.

Если рассухаривателя у вас нет, то можно воспользоваться обычной металлической трубкой. Диаметр трубы должен составлять около 2 см. Под клапан следует подставить опору в камере сгорания. Головку БЦ поставьте на пол. Затем подставьте трубку на верхнюю часть клапана, ударьте по ней молотком. Ударив несколько раз, так называемые сухари рассыпятся и освободят пружинку. Пружинки демонтируются, после чего вынимаются сами клапаны. Их замена и установка происходит в обратной последовательности.

Замена втулок

Для установки новых втулок вам потребуется:

оправка для установки;
смазка (можно использовать обычное моторное масло);
молоток.

ГБЦ устанавливается на подставку, а втулки смазываются смазкой. ГБЦ желательно нагреть до 100 градусов, для этого можно использовать электрическую плитку. Чтобы втулки еще легче вошли, можно поместить их на тридцать минут в морозильную камеру (до того, как смазать маслом). Когда все втулке заменены, нужно подождать какое-то время, пока головка остынет. Необходимо, чтобы клапаны не болтались, но и не заедали, в противном случае ремонт ГБЦ будет бесполезным.

Притирка клапанов

Если вы уже знаете, как осуществляется снятие и установка головки блока цилиндров, то завершающим этапом ремонта будет притирка клапанов и проверка герметичности прокладки. После замены данных элементов их притирка делается с той целью, чтобы эти элементы наиболее плотно прилегали к седлам.

Вам необходимо будет приобрести притирочную пасту, затем этим веществом нужно обработать клапан со всех сторон. После этого клапан устанавливается в головку.

Затем клапан необходимо будет вращать, для этого можно воспользоваться одним из наиболее актуальных методов.

Первый метод — дедовский. Можно использовать кусочек шланга, который должен подходить под диаметр клапана. Шланг зажимается между ладонями и вращается сначала в одну, потом в другую сторону, поочередно. Такой метод является не особо удобным, ведь он был актуален не менее 30 лет назад.
Современный метод. Чтобы облегчить этот процесс, можно использовать специальное приспособление для притирки элемента, продается в любом автомобильном магазине. Таким образом притереть клапан будет гораздо легче.

Чтобы понять, что клапан достаточно притерся, необходимо оценить визуально поверхность места установки и торцевой части клапана. Она должна быть матовой и непрерывной.

Специалисты не рекомендуют делать такие вещи, если не знаете, как правильно, потому что можно притереть и собрать, а она не работает, и придется менять седла клапана. А при разборе оказывается, нужно было всего лишь прирезать и притереть.

Что касается герметичности ГБЦ, то после замены прокладки этому моменту также следует уделить внимание. Герметичность проверяется путем залива керосина или топлива во впускной и выпускной коллекторы. Если все сделано качественно, то в течении 5-7 минут из под клапанов ГБЦ не будет вытекать жидкость, это является показателем.

Восстановление цилиндров двигателя

Итак, ремонт блока цилиндров и восстановление самих цилиндров предполагает:

тщательную очистку поверхностей БЦ;
затем производится проверка на герметичность каналов системы охлаждения в блоке (рубашка охлаждения);
также промываются и очищаются, а затем проверяются масляные каналы;
далее проводится осмотр цилиндров в целях выявления различных дефектов;
затем производится расточка/гильзовка блока, шлифовка поверхностей и т.д.

Для многих двигателей растачивание цилиндров является обязательной процедурой в рамках капитального ремонта мотора. Для выполнения процедуры используется специальный станок для расточки цилиндров двигателей. Под самой расточкой блока следует понимать обработку внутренней поверхности.

Такая обработка фактически представляет собой снятие слоя металла для выравнивания неровностей, удаления задиров, сглаживания раковин и т.д. Главная задача обработки заключается в том, чтобы придать цилиндрам нормальную форму (цилиндрическую).

Следующим шагом после расточки является хонингование. Нанесение хона на внутренние поверхности цилиндров выполняется абразивным мелкозернистым материалом (хонинговальный брус на хонинговальной головке). Сама хонинговальная головка крепится в шпинделе хонинговального станка. Такой станок позволяет реализовать вращательные и возвратно-поступательные движения.

Еще ремонт блока цилиндров может предполагать гильзовку или перегильзовку. В первом случае следует понимать установку гильз, хотя заводская конструкция изначально этого не предполагает. Во втором изношенную гильзу извлекают из блока, после чего устанавливают ремонтную новую.

Как правило, гильзовка блока может быть выполнена двумя способами, когда гильзу охлаждают жидким азотом или же осуществляется нагрев ответной детали. В первом случае охлажденная гильза уменьшается в размере и с легкостью ставится (запрессовывается) на посадочное место. Второй способ предполагает нагрев. Оба метода запрессовки гильз позволяет добиться нужного натяга.

Напоследок отметим, что также в рамках восстановления блока может потребоваться выполнить ремонт постели подшипников коленчатого вала. Также в некоторых случаях возникает необходимость устранить деформацию блока. Для этого используется метод искусственного старения, когда блок нагревают до определенной температуры, после чего производится обработка различных участков.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое гильзовка блока цилиндров. Из этой статьи вы узнаете о том, для чего выполняется данная процедура, а также когда возникает необходимость загильзовать двигатель, который изначально не рассчитан на установку гильз в блоке цилиндров.

Ремонт направляющих втулок клапанов

Изношенные направляющие втулки клапанов восстанавливают путем развертывания их удлиненной разверткой под увеличенный ремонтный размер стержня клапана. При значительном износе втулок их удаляют под прессом или выколоткой и заменяют новыми. Новую втулку запрессовывают в блок с натягом 0,03 мм, а затем развертывают внутренний ее диаметр под номинальный размер или под уменьшенный, так чтобы использовать старые клапаны с перешлифованными стержнями.

Рис. Удаление втулки клапана выколоткой.

Это интересно: Ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей – велики ли хлопоты?

Что в итоге

Как видно, существует достаточно много неисправностей самого блока цилиндров. Некоторые можно считать мелкими (например, если болт обломался в блоке и т.п.), тогда как другие являются достаточно серьезными (например, износ стенок цилиндра, трещины и т.д.)При этом важно понимать, что в каждом случае технология ремонта блока цилиндров может отличаться. Также сложность ремонта блока двигателя напрямую будет зависеть от самой проблемы, от общего состояние поврежденной детали, от особенностей конструкции и т.д.

На практике это означает, что в одних случаях можно выполнить восстановление блока цилиндров своими руками даже в условиях гаража, тогда как в других потребуется обязательное наличие спецоборудования (станки для расточки блока, хонингования, шлифовки). Также очень важным аспектом является опыт и квалификация самого мастера.

С учетом вышесказанного становится понятно, что доверять выполнение подобных работ следует только опытным специалистам, а сам двигатель оптимально ремонтировать на таких СТО, где реализована возможность производить все необходимые операции прямо на месте. Прежде всего, это позволит сократить сроки ремонта, а также зачастую может служить гарантией качества.

Как определить техническое состояние гильз цилиндров, поступающих в капитальный ремонт? Ремонт гильз цилиндров это комплекс работ, которые выполняются в определенной последовательности. Для полного понимания необходимости ремонта гильз цилиндров давайте рассмотрим назначение гильз цилиндров. Для выполнения ремонта гильз цилиндров двигателя необходимо обзавестись необходимым оборудованием и инструментами, которые обеспечат точность и качество работы. Прежде чем приниматься за столько ответственную работу вы должны иметь навыки работы с микрометром, нутромером, индикаторным и штангенглубиномером, с помощью которых вам придется определить износ и искажение формы гильзы цилиндров. Существуют различные способы восстановления гильз цилиндров, которые выбирают в зависимости от характера износа и повреждения гильзы цилиндров, если восстановить деталь не удается тогда необходимо заменить гильзу цилиндров двигателя.

[custom_ads_shortcode1]

Дефект внутренней поверхности гильзы

При эксплуатации транспортного средства на запыленных дорогах и в промышленных городах через воздушный фильтр или негерметичное соединение воздуховодов, а также с грязным топливом и плохо отфильтрованным моторным маслом частицы пыли попадают в цилиндры ДВС.

Результат — воздействие на зеркало гильзы с эффектом наждачной бумаги (царапины и задиры на зеркале гильзы). Со временем царапин становится больше, далее герметичность прилегания поршневых колец к зеркальной стенке гильзы критически уменьшается, что приводит к падению компрессии в цилиндре.

Восстановить зеркало внутренней поверхности гильзы возможно методом хромирования, а в случаях критического износа поверхности гильзы, который нельзя устранить этим методом, потребуется замена поврежденной гильзы.

С целью предотвращения попадания абразива в цилиндры ДВС, владельцу автомобиля необходимо проводить ТО согласно строго определенного регламента. При проведении ТО нужно акцентировать внимание на проверке герметичности соединений воздуховодов, а также использовать рекомендованные производителем масла и фильтры.

[custom_ads_shortcode3]

Подведем итоги

Учитывая вышесказанное, гильза блока цилиндров — деталь ЦПГ, которая в значительной степени подвержена воздействию высоких температур, вибраций и детонационных нагрузок. Поэтому заметно увеличен риск возникновения разного рода дефектов, которые могут повлечь за собой дорогостоящий ремонт двигателя.

Как правило, в случаях, когда владелец транспортного средства сталкивается с описанными выше проблемами, настоятельно рекомендуется отказаться от попыток самостоятельного или кустарного ремонта (гильзовки или перегильзовки блока в гаражных условиях).

В подобной ситуации оптимально воспользоваться помощью квалифицированных специалистов и провести дефектовку, так как непрофессиональный ремонт или замена гильз блока цилиндров не по технологии может существенно сказаться на сроке службы и стабильности работы ДВС.

Основные возможные дефекты.

Наиболее распространённые дефекты блоков: износы внутренних поверхностей гильз, износы поверхностей отверстий коренных опор; трещины/пробоины в стенках водяной рубашки, картере и перемычках между гильзами; срыв резьбы в отверстиях; обломы фланцев; нарушение соосного расположения отверстий коренных опор; деформация посадочных мест под бурты гильз; кавитационный износ стенок блока и гильз возле уплотнительных колец; коробление поверхностей, особенно соединяемых с головкой блока отложения накипи на стенках блока и гильзах и прочее.

Блок не подлежит восстановлению при выломах на внутренних перегородках, двух трещинах длиной 800 мм, проходящих через резьбовые отверстия на обработанных поверхностях.

акипь и возможные отложения (кокс, смолы, лаки) перед проведением ремонта следует удалить вываркой блоков и промывкой в ваннах либо машинах.

Гильзы,

как правило, подвергаются износу в области движения поршневых колец.

опустимый без ремонта зазор между гильзой и юбкой поршня при положении его в верхней мёртвой точке (в. м. т.) установлен:

None для двигателей СМД-60 – 0,44 мм;

для двигателей СМД-62 – 0,44 мм; для прочих дизелей – 0,4 мм;

для двигателей ЗМЗ-53А и ЗИЛ-130 – 0,20 мм (при допускаемой овальности не более 0,09 мм для гильз всех двигателей). Ремонт и восстановление. Изношенные гильзы растачиваются, затем их хонингуют на увеличенный ремонтный размер и укомплектовывают поршнями и кольцами того же размера.

емонтный размер гильз блоков большинства дизелей увеличен на 0,7 мм, а для ЯМЗ, А-01М, А-41 – на 0,5 мм.

Растачиваются гильзы в алмазно-расточных станках типа 2Е78П. Перед растачиванием замеряется наибольший диаметр гильз и определяют, возможно ли её расточить на ремонтный размер Dц, используя формулу:

Dц> Dрасч= Dmax + 2a + 2δ,где Dрасч – расчётный диаметр гильзы, мм;

Dmax– наибольший замеренный диаметр изношенной гильзы, мм;

a – припуск на заглубление резца (0,02-0,03 мм); δ – припуск на хонингование (0,02-0,03 мм).

вальность и конусообразность гильзы после растачивания допустимы не более 0,02 мм по всей её длине, а шероховатость поверхности – Ra = 2,0-1,25 мкм.

Расточенные гильзы хонингуют на станках типа 3Г833 алмазными либо абразивными брусками, которые закреплены в специальной головке (хон).

качестве смазочно-охлаждающей жидкости при хонинговании используется керосин либо дизельное топливо.

ероховатость внутренней поверхности гильзы после хонингования должна быть не более Ra = 0,3 мкм, а овальность и конусообразность в пределах 0,012-0,020 мм.

амеряемая твердомером 2018ТР твёрдость внутренней поверхности должна быть в пределах 40-50 HRC, кроме двигателя марки Д-240, где она составляет 207 HB.

онингование выполняют в два приёма:

1) предварительное – брусками с алмазами АСБ зернистостью 125/100 на связке МК2 со стопроцентной концентрацией (сокращённо АСБ 125/100 МК2 100%); 2) окончательное – брусками МА со связкой МК3 без алмазов, заменённых на антифрикционный наполнитель (дисульфид молибдена) и мягкий абразив.

ля контроля биения верхнего и нижнего посадочных поясков относительно внутренней поверхности гильзы применяют приспособление КИ-3340, при этом биение допустимо для всех гильз в пределах 0,05-0,10 мм.

место расточки для автомобильных гильз может использоваться следующая технология (алмазного хонингования): обдирочное, получистовое и чистовое хонингование. Обдирочное хонингование производится брусками АСБ 400/315 МК2 50% для серых чугунов и АСБ 500/400 МК2 50% для закалённых (HRC ≥ 40). Получистовое хонингование выполняется брусками АСБ 160/125 МК2 100%, а чистовое хонингование выполняется брусками АСМ 28/20 МК3 100%.

Восстановление гильз производится постановкой упругой стальной ленты (сталь У8А, У10А, 65Г осветлённая, нагартованная) толщиной 0,5-0,7 мм. Отрезают стальную ленту определённой длины, в специальном приспособлении свёртывают её в цилиндр, затем запрессовывают в предварительно расточенную гильзу. Размер расточки гильзы под ленту рассчитывается так, чтобы после запрессовки остался припуск на окончательное шлифование. Запрессовывание возможно в два-три приёма в зависимости от длины гильзы и ширины ленты.

моноблоков цилиндры восстанавливаются путём постановки сухой гильзы, которая изготовлена из марганцовистого чугуна. В расточенный блок запрессовывается гильза с натягом 0,08-0,12 мм, затем вновь она обрабатывается на нормальный размер.

азрабатываются и внедряются способы восстановления изношенной рабочей поверхности гильз методом наращивания хромом в проточном электролите, термопластическим обжатием с использованием нагрева ТВЧ и другие способы.

ри износе поверхностей отверстий коренных опор либо деформации блока нарушается соосное их расположение. Коленчатый вал испытывает дополнительную упругую деформацию, которая способна привести к появлению трещин либо поломке, к заклиниванию и задирам его в подшипниках. Блоки могут быть восстановлены при износе либо отклонении от соосности коренных опор более чем на 0,05-0,08 мм (для блоков дизелей) либо 0,02-0,03 мм (карбюраторных двигателей).

Отклонение от соосности коренных опор проверяется на пневмоиндикаторной установке КИ-5508 для комплексного контроля блоков.

оренные опоры дизелей типа СМД, Д-50, А-41, Д-37М контролируются пневматическим приспособлением КИ-4862, а ЯМЗ-240Б, А-01 оптико-механической установкой КИ-5506. Также применяется скалка с индикаторами часового типа, закрепляемая в крайних коренных опорах блока при помощи ступенчатых либо конических опор-втулок. В простейшем случае используется скалка с лыской, укладываемая на опоры блока. Отклонение от соосности замеряется щупом между ребром и опорой.

Изношенные поверхности коренных опор и нарушенная их соосность устраняются следующими способами:

1) расточкой на специальных станках на увеличенный ремонтный размер (0,25 мм) с последующей постановкой вкладышей увеличенного ремонтного размера по наружному диаметру; 2) нанесением и отверждением состава на основе эпоксидных смол с наполнителем из алюминиевой пудры и последующей расточкой на нормальный размер (блоки карбюраторных двигателей);

3) наплавкой поверхностей коренных опор малоуглеродистыми электродами либо электродами на никелевой основе с последующей расточкой на нормальный размер и другими. После расточки коренные опоры в блоках двигателей Д-50, Д-240, СМД-60, Д-65 хонингуются на установке 014-24 «Ремдеталь».

тклонение от перпендикулярности расположения оси посадочных поясков под гильзы цилиндров относительно оси коренных опор допускается до 0,05 мм на длине 100 мм.

осстановленные блоки испытываются на герметичность на стендах (например, Ки-5372А для дизелей многих марок). При проведении гидравлического испытания блоков под давлением 0,4-0,5 МПа в течение 3-х минут не должно быть потения швов.

робоины на стенках водяной рубашки либо на боковой стенке картера, не проходящие через обработанные плоскости, заделываются постановкой стальной заплаты с эпоксидным составом на сгибах.

рещины в перемычках между отверстиями под гильзы устраняются постановкой упрочняющей фигурной вставки.

знос и срыв резьбы в отверстиях устраняется постановкой пружинных спиральных вставок, резьбовых переходных втулок, ступенчатых шпилек с резьбой увеличенного размера либо применяются анаэробные составы «Унигерм-7», «Унигерм-11».

пильки, ввёрнутые до отказа в блок, должны иметь нормальную длину, при допустимом отклонении от перпендикулярности не более 0,5 мм по всей длине.

тклонение от плоскостности поверхности блока, соединяемой с головкой, проверяется лекальной линейкой со щупом, не вывёртывая шпилек (допустимое отклонение – не более 0,15 мм). При большем отклонении нужно вывернуть шпильки и подвергнуть плоскость обработке шабрением, плоским шлифованием либо фрезерованием. После этого гильзы, которые установлены в блок и прижаты с усилием 9 кН, должны выступать над поверхностью на 0,04-0,20 мм при разности между ними для одного блока не более 0,05 мм (иначе возможны прогорание прокладок и просачивание воды). Выступание гильзы менее 0,04 мм необходимо увеличить постановкой под её поясок кольца из листовой латуни.

Изношенные поверхности канавок под резиновые уплотнительные кольца растачиваются на алмазно-расточном станке и запрессовываются стальные кольца с эпоксидным составом либо заливаются этим составом, вставив в блок уплотнительное кольцо и гильзу, предварительно смазанную консистентной смазкой. После отверждения состава гильза и резиновое кольцо убираются, а поверхность в канавке зачищается резцами с помощью специального приспособления, зафиксированного на блоке.

Изношенные поверхности отверстий под толкатели в блоке более 0,07 мм развёртываются на увеличенный размер.

локи и гильзы ремонтируются в специализированных ремонтных предприятиях. Допускается в мастерских хозяйств устранение трещин в деталях постановкой фигурных вставок, заделкой эпоксидным составом и восстановление резьбы в отверстиях блока постановкой резьбовых спиральных вставок.

[custom_ads_shortcode1]