Как гильзы цилиндров крепятся в блоке
Гильзы цилиндров (сухие и мокрые).
Внутреннюю тщательно отполированную поверхность 2 (рис. 1, а) цилиндра называют зеркалом цилиндра. Точная обработка этой поверхности (ее овальность и конусность должны быть не более 0,02 мм) обеспечивает легкость движения поршня и плотное прилегание его к цилиндру.
Блок-картеры выполняются со вставными гильзами из легированных чугунов, обладающих большой износостойкостью и высокими механическими качествами. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера (путем замены изношенных гильз новыми) и упрощает его отливку.
Гильзы называются мокрыми (рис. 1, б), если они омываются охлаждающей жидкостью с наружной стороны, или сухими (рис. 1, в), если они установлены в предварительно расточенный цилиндр блок-картера. Мокрые гильзы цилиндров применяются в большинстве автотракторных двигателей: А-41 (рис. 42), Д-240 (рис. 1, а ) , 24Д (рис. 1, г). Сухие гильзы применяются при ремонте цилиндров. Толщина стенок мокрых гильз составляет 6—8 мм, а сухих—2—4 мм.
Наибольший износ наблюдается в верхней части цилиндра, находящейся под воздействием высоких температур и коррозионного влияния отработавших газов. Для уменьшения износа в верхнюю часть цилиндров двигателей ГАЗ-52 и гильзы 7 (рис. 1, г) цилиндров двигателей 24Д, ГАЗ-53 и ЗИЛ-130 запрессованы короткие вставки 10, изготовленные из антикоррозионного (кислотоупорного) чугуна.
Цилиндры двигателей с воздушным охлаждением (Д-21А1 и Д-37Е) крепятся на шпильках к картеру и гильз не имеют.
У многих двигателей для повышения износостойкости внутреннюю поверхность гильз подвергают закалке на глубину 1,5—3 мм с нагревом токами высокой частоты.
Мокрую гильзу в гнездо блок-картера 8 (рис. 44, б и г) устанавливают так, чтобы предотвратить утечку жидкости из водяной рубашки в гильзу и поддон картера. Кроме того, гильзе должна быть обеспечена возможность изменения длины при нагревании и охлаждении. На рисунке 1, б показана установка мокрой гильзы цилиндра в блок-картер двигателя Д-240. Нижним пояском буртик 4 опирается на основание
Цилиндрической выемки в верхней плоскости блок-картера 8. На нижнем поясе блок-картера сделана кольцевая канавка, в которую закладывают уплотняющее резиновое кольцо 9. Это кольцо несколько выступает над поверхностью пояса блок-картера. При установке гильзы в блок-картер резиновое кольцо обжимается и, заполняя все пространство кольцевой канавки, создает надежное уплотнение между гильзой и блок-картером. Торец гильзы несколько выступает над верхней плоскостью блок-картера, что обеспечивает лучшее обжатие прокладки 6 и создает надежное уплотнение от прорыва газов из цилиндра. На верхней плоскости торца гильзы имеется узкий выступающий поясок.
Усилия от затяжки шпилек головки цилиндров передаются через этот поясок на основание цилиндрической выемки блок-картера, в результате чего уменьшается деформация гильзы. После установки гильзы цилиндрические поверхности ее буртика 4 и выемки на верхней плоскости блок-картера не должны соприкасаться.
В двигателе 24Д (рис. 1, г) гильза цилиндра не имеет верхнего опорного буртика, а между основанием нижнего выступа блок-картера
И опорной поверхностью нижнего буртика гильзы цилиндра устанавливается медная кольцевая прокладка 11.
Рис. 1. Гильзы цилиндров:
А — гильза цилиндра двигателя Д-240: б — установка мокрой гильзы цилиндра двигателя Д-240 в блок-картер; в — установка сухой гильзы цилиндра в блок-картере; г — установка мокрой гильзы цилиндра двигателя 24Д в блок-картер; 1 и 3 — установочные пояса гильзы; 2 — зеркало гильзы цилиндра; 4 —буртик; 5 — водяная рубашка блок-картера; 6 — прокладка головки цилиндров: 7— гильза цилиндра; 8— блок-картер; 9 — уплотняющее резиновое кольцо; 10 — вставка; 11 — уплотняющая медная прокладка.
Устройство автомобилей
Гильза цилиндра является направляющей втулкой движущегося поршня и образует вместе с головкой цилиндра полость, в которой осуществляется рабочий цикл.
Это одна из наиболее нагруженных деталей двигателя – гильза цилиндра испытывает и высокие температурные нагрузки, и колоссальное давление со стороны сгорающей смеси топлива и газов, и воздействие изнашивающих сил трения, а также противостоит интенсивным коррозионным воздействиям.
Поршень, перемещаясь внутри гильзы возвратно-поступательно, оказывает на ее рабочую поверхность значительное давление. В верхней части гильзы из-за изменения направления движения поршня происходит разрыв масляной пленки и возникает граничное трение.
Кроме того, верхний пояс гильзы в результате воздействия продуктов сгорания высокой температуры подвергается электрохимической коррозии. В результате переменного давления со стороны рабочей полости цилиндра стенки гильзы, особенно при недостаточной толщине, могут совершать колебания в радиальном направлении. Это сопровождается изнашиванием и даже разрушением как самой гильзы, так и стенок блока.
С учетом вышеизложенного к гильзам цилиндров предъявляются следующие требования:
- большая жесткость и высокая прочность стенок и посадочных поясков;
- высокая износостойкость;
- полная герметизация стыков и сопряжений;
- простота конструкции и технологичность.
Для плотного прилегания поршня и поршневых колец к цилиндру и уменьшения сил трения между ними внутреннюю полость цилиндров обрабатывают с большой степенью точности и высоким значением шероховатости, поэтому она называется зеркалом цилиндра.
В качестве материала для изготовления гильзы цилиндра чаще всего используется серый чугун, который хорошо удерживает масляную пленку, отличается высокой износоустойчивостью и коррозийной стойкостью, а также имеет относительно низкую стоимость. Для повышения износостойкости чугуна в его сплав добавляют хром, молибден, фосфор, ванадий, медь.
На рисунке 1 представлены гильзы различной конструкции.
Применение гильз упрощает требования к изготовлению самого блока цилиндров. Кроме того, при выходе из строя одного из цилиндров не требуется замена всего блок-картера.
«Сухие» гильзы изготавливаются двух видов: с верхним опорным буртиком (рис. 1, б) и без него. Толщина стенок «сухих» гильз от 2 до 4 мм. «Сухие» гильзы могут также выполняться в виде короткой вставки в верхней части цилиндра, которая подвержена наибольшему изнашиванию и максимально напряжена. Такие вставки изготовляют из кислотоупорного высоколегированного чугуна, обладающего высокой износостойкостью.
При установке «мокрых» гильзы ее бурт (рис. 1, в) выступает над привалочной плоскостью блока на 0,05…0,15 мм. Это позволяет эффективно уплотнять ее, зажимая бурт через прокладку между блоком и головкой блока цилиндров.
Герметизация рубашки охлаждения в кольцевых канавках нижнего направляющего пояса осуществляется специальными уплотняющими кольцами из резины или каучука, либо медными прокладками. Эти же прокладки используются для регулировки положения гильзы по высоте.
Необходимая жесткость гильзы достигается выбором толщины ее стенок (5…8 мм), а также плотной посадкой гильзы в зоне ее центрирующих поясков в верхней и нижней плоскостях.
ИНСТРУКЦИЯ по установке гильз ММЗ и ЗИЛ
Данные рекомендации относительно установки гильз цилиндров помогут обеспечить правильную замену и последующую надежную работу цилиндропоршневой группы.
В течение нескольких лет проводился сбор информации о надежности работы деталей, ЦПГ и причинах отказов, связанных с монтажом гильз цилиндров в блоке двигателя. В результате анализа этой информации установлено, что наиболее часто в двигателях ММЗ всех модификаций встречаются случаи обрывов буртов гильз при сборке двигателей или в начальной стадии их эксплуатации.
Основными причинами данных отказов является несоблюдение требований технической документации на сборку двигателя, а также несоответствующее техническое состояние двигателя (а именно блока цилиндров), при котором гильзы надлежащего качества не могут гарантировать работоспособность!
1. Подготовка блока
1.1 Тщательно очистить посадочные места в блоке перед установкой гильзы (поверхности должны быть чистыми, абсолютно гладкими и без коррозии). Требуемая степень очистки – когда на поверхностях не остаётся видимых следов загрязнений.
Из-за вероятности повреждения нельзя применять твёрдые инструменты (скребки, фрезы и т.п.) для очистки посадочных поверхностей.
1.2 Нутромером измерить диаметры верхнего и нижнего посадочных мест гильзы в блоке.
-
ММЗ:
- верхний поясок — 126,0+0,086 мм
- нижний поясок — 125,0+0,043 мм
-
ЗИЛ:
- верхний поясок — 125+0,063 мм
- нижний поясок — 122+0,063 мм
1.3 Индикатором измерить глубину проточки под гильзу.
- ММЗ: 9,06 мм
- ЗИЛ: 5,0+0,05 мм
1.4 Измерение плоскостности поверхностей блока цилиндров и головки блока цилиндров.
ММЗ: В соответствии с технической документацией, новые блок и головка цилиндров должны иметь неплоскостность не более 0,05 и 0,08 мм соответственно. В процессе эксплуатации возможно коробление поверхностей указанных деталей. Допустимо без исправления общее коробление до 0,15 мм, если местное коробление на любом участке поверхности 100 х 100 мм не превышает 0,03 мм.
ЗИЛ: Головка не должна превышать 0,15 мм по всей длине и 0,03 мм по длине 50 мм.
2. Проверка с гильзой
2.1 Гильзу необходимо предварительно установить в блок без резиновых уплотнительных колец. Гильза должна вставляться легко без заклинивания. Вставленная гильза должна поворачиваться от руки.
Качание гильзы в посадочном месте недопустимо.
2.2 Измерить величину выступания гильзы над поверхностью блока цилиндров (ММЗ – 0,05-0,11 мм, ЗИЛ – 0,027-0,100 мм), сборка двигателя с несоответствующим выступанием гильз недопустима.
При ненадлежащей величине выступания не будет обеспече- но обжатие прокладки и фиксации гильзы в блоке. Следстви- ем этого будет нарушение герметичности прокладки головки блока или разрушение гильзы (отрыв бурта).
3. Установка гильзы
3.1 Установить блок на стенд для сборки двигателя.
3.2 Продуть все поверхности сжатым воздухом.
3.3 Заходная фаска на нижнем посадочном поясе в блоке должна быть чистой, гладкой, без забоин. Перед установкой гильз заходные фаски гильз и блока необходимо смазать.
Недопустимо смазывать герметиком или консистентной смазкой опорную поверхность для бурта гильзы в блоке.
3.4 Установить уплотнительные кольца на гильзу, либо в канавки блока и/или гильзы. Установку уплотнительных колец производить в соответствии с руководством по ремонту двигателя.
Недопустимо смазывать герметиком или консистентной смазкой канавки для уплотнительных колец в блоке и на гильзе.
3.5 Смазать уплотнительные кольца моторным маслом.
3.6 Ещё раз измерить выступание гильзы над поверхностью блока после установки гильзы прижав её соответствующим приспособлением.
- ММЗ: 0,05-0,11 мм
- ЗИЛ: 0,027-0,100 мм
4. Затяжка болтов
- 1 этап: 40-50 Нм
- 2 этап: 120-150 Нм
- 3 этап: 190-210 Нм
При усилии затяжки более 210 Нм происходит деформация гильзы в районе бурта.
Последовательность затяжки болтов крепления головок блока цилиндров Д-260
Последовательность затяжки болтов крепления головок блока цилиндров Д-240, Д-245
Последовательность затяжки болтов крепления головок блока цилиндров Д-65
Изготовитель: АО «Костромской завод автокомпонентов», 156001, РОССИЯ, г. Кострома, ул. Московская, 105
Техническая поддержка:
+7 (4942) 628-477; tech@motordetal.ru
Горячая линия:
Россия — 8-800-3333-700
Система менеджмента качества сертифицирована в DQS по ISO 9001
Система экологического менеджмента сертифицирована в DQS по ISO 14001