Когда необходима расточка блока цилиндров?

Процесс расточки блока цилиндровВо 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.

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.

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.

Для чего нужна расточка блока цилиндров?

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:

  1. Первый параметр – это изменение первоначальных размеров на 0,05 мм в верхней мертвой точке. Но не самого поршня, а верхнего кольца поршня.
  2. 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.

Предлагаем читателю отдохнуть от чтения и посмотреть видео расточки блока цилиндров:

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.

Вертикально-расточной станок

Вертикально-расточной станок для расточки блока цилиндров

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.