День: 16.06.1990

16Июн

Расточка и хонингование блока цилиндров: Расточка и хонингование блока цилиндров двигателя

16 Июн 1990 alexxlab Комментировать

Расточка и Хонингование — motor-masters.ru

Рассмотрим сегодня обработку самой большой детали в двигателе и самых больших заблуждений при его ремонте, это блок цилиндров и поршневая группа. От этого узла в большей мере зависит ресурс всего мотора в целом. Расточка цилиндров в ремонтный размер требуется при превышении максимально допустимого износа, для каждого двигателя указывается в инструкции по эксплуатации, обычно составляет 0.03-0.05 мм эллипсности и конусности и 0.1мм износ в верхней части цилиндра. В большинстве двигателей предусмотрено как минимум два ремонтных размера, а многие современные иномарки ни одного.  Основной задачей расточки является:

1. Получить отверстие заданного размера с конусностью и эллипсностью не более 0.01мм.

2. Гарантировать перпендекулярность оси отверстия оси коленвала.

3. Обеспечить необходимую чистоту поверхности с заданным микрорельефом.

Миф первый: блок можно не растачивать, а сразу отхонинговать в размер.

Расточка блока необходима, поскольку цилиндры могут быть изношенны неравномерно, да и блок в процессе длительной эксплуатации пусть немного, но деформируется. Более того, при изготовлении блока не всегда соблюдаются необходимые технологические требования, что приводит, например, к непараллельности осей цилиндров. Подобная картина, кстати, не только у блоков отечественных автомобилей, но и у известных иномарок.Таким образом, благодаря расточке цилиндра можно выправить геометрию самого «кривого» блока — сделать оси цилиндров взаимно параллельными. Кроме того, здесь же решается еще одна задача — оси цилиндров приводятся в перпендикулярное положение к оси постели коленчатого вала (образующее отверстий подшипников коленчатого вала).

Изначальная причина — качество самого чугуна, исходного материала. Я не делал ни металлографию, ни исследования химического состава, но о снижении качества могу судить по тому, как обрабатывается данный блок. При расточке двух-трех блоков 15-летней давности твердосплавный резец требует заточки после каждых 2–3 блоков. Блоки моложе 7 лет можно растачивать и смену, и две, и три, а инструмент при этом не испытывает никаких затруднений чугунина сейчас стала попроще, помягче. Налицо явное снижение ресурса блока и мотора в целом.

Миф второй: чем зазор меньше тем лучше.

При кажущейся простоте достичь хорошего результата удается далеко не всегда и очень часто по причине одного из самых устойчивых мифов «поршень должен опускаться в цилиндр с небольшим усилием, а вы расточили так, что он туда падает». Прочитаем, инструкцию по ремонту, там сказано, что при расточке необходимо обеспечить гарантированный зазор между юбкой поршня и стенкой цилиндра не менее 0.05 мм и скажите мне  за что должен зацепится поршень? А на исправном оборудовании попасть в размер в 0.01 мм не составляет труда так, что претензии о проваленных размерах не обоснованы. Занижение монтажного зазора намного хуже, чем его увеличение.  А прибавим к этому нестабильное качество поршней отечественного производства.

Отечественных производителей много, но проблемы у всех сходные. Первая — плохое качество материала. Практически всегда в сплаве повышенное содержание железа и низкое — кремния. Часто заготовки не проходят цикл термообработки — искусственного ста рения. В процессе эксплуатации такие поршни неизбежно подвергаются деформации, их «ведет». Следовательно, их ни в коем случае нельзя монтировать в цилиндры с минимально разрешенным зазором. И даже установка с монтажным зазором в 7–8 соток для многих отечественных поршней не гарантия от теплового прихвата, а клиент требует обеспечить плавное, беззазорное перемещение поршня в расточенном цилиндре. Вот и оказывается расточник между двух огней с одной стороны недовольный клиент, с другой, инструкция. Невдомек горе ремонтнику, что если расточник пойдет у него на поводу, то работать двигатель плохо, но недолго, но недолго, что необходимый зазор в цилиндре всё равно появится, но уже в результате износа и со значительным нарушением геометрии цилиндра, а возможно и с задирами, что отрицательно скажется на ресурсе. Все наверное слышали рассказы бывалых о том «как хорошо двигатель собрали целый час таскали машину чтобы крутится начал».

Наиболее типичная операция, выполняемая практически в любой мастерской – расточка цилиндра до следующего ремонтного размера поршня. Расточка блока под установку гильз – уже следующая по сложности операция, при этом необходимо обеспечить требуемый натяг при посадке гильзы не менее 0.04-0.05 мм и чистоту поверхности блока для лучшего теплоотвода, гильзу в блок необходимо садить при помощи жидкого азота, зазор в поршневой увеличить ещё на пару соток, а плоскость блока обработать на фрезерном или шлифовальном станке.

Миф третий: поверхность цилиндра после обработки должна быть гладкой и блестящей.

При ремонте деталей двигателя и, в частности, блока цилиндров нет неответственных операций, однако финишная обработка особенно важна. Хонингование является именно такой финишной операцией, от качества и точности которой во многом зависит ресурс работы двигателя. При ремонте блока цилиндров необходимо выдержать целый ряд допусков формы и расположения поверхностей. Расположение и прямолинейность осей цилиндра осуществляется с помощью расточки, а круглость, цилиндричность, формирование микрорельефа и обеспечение определенной структуры металла на его поверхности достигается только хонингованием.

Хонингование (англ. Honing) — отделочная обработка внутренних цилиндрических поверхностей деталей мелкозернистым абразивным инструментом в виде брусков, смонтированных на хонинговальной головке (хоне). Абразивные бруски прижимаются к обрабатываемой поверхности, а сама хонинговальная головка, закрепленная в шпинделе хонинговального станка, совершает вращательное и возвратно-поступательное движения.

При этом микропрофиль поверхности цилиндра, зависит от характеристик применяемых абразивных брусков и режимов хонингования, в том числе от частоты вращения хонголовки, скорости ее вертикальной подачи, давления брусков на стенки, а также свойств и количества смазки, подаваемой в зону резания.

После расточки для хонингования должно оставаться не меньше 0.08 мм в противном случае остается слой деформированного материала, который негативно сказывается на долговечности поршневой группы, многие расточники пренебрегают этим правилом в силу природной лени или незнания элементарной технологии обработки.

Бруски для хонигования бывают абразивные и алмазные, первых хватает на 30-40 блоков, работать с ними сложнее, но правильнее, алмаз практически вечен, но есть проблема.

Алмаз – мелкая и не очень острая частица, и когда эти частицы плотно друг с другом связаны, для обработки отверстия требуется очень большое давление. Из-за этого алмаз «рвет» поверхность, в зоне резания под воздействием высоких температур образуются твердые частицы которые изнашивают поршень и кольца, а выступающий на поверхность чугуна графит закатывается в глубь образуя так называемую жестяную рубашку, поэтому непосредственно после хонингования с поверхности нужно удалить остатки металла щеткой. По возможности надо использовать керамические бруски для хонингования, поскольку благодаря эффекту самозатачивания они производят нарезку чище, чем инструмент с алмазной кромкой. Если использовать абразивные (не алмазные) бруски, то в большинстве случаев, хонингование происходит в два этапа.

Большую часть припуска снимают брусками с относительно крупным абразивом. При этом цилиндр должен приобрести правильную форму. После такой обработки микрорельеф поверхности цилиндра представляет собой чередование высоких острых выступов и глубоких впадин. Съем металла при хонинговании не должен быть меньше чем глубина неровностей оставшихся от резца при растачивании. Согласно справочникам шероховатость поверхности после чистового растачивания составляет Ra, мкм 25 — 12.5 значит чтобы удалить следы обработки резцом а заодно и деформированный слой чугуна надо не менее 0.05 — 0.08 мм.

Обработку продолжают брусками с более мелким абразивом. Микрорельеф поверхности по завершении этапа представляет собой чередование впадин (причем глубина впадин тоже чередуется) и относительно «плоскости» выступов. Таким образом, достигается увеличение площади опорной поверхности цилиндра. Большое значение имеет угол под которым пересекаются риски на поверхности цилиндра он должен составлять Ð 30°-60° . В этих микровпадинах задерживается масло необходимое для смазки колец, а бывалый клиент поводив по цилиндру пальцем утверждает, что цилиндр должен быть гладким и блестящим, а вы мне его весь исцарапали.

И так, подведем итоги поверхность цилиндра после РАСТОЧКИ и хонингования абразивными брусками НЕ ДОЛЖНА БЫТЬ ГЛАДКОЙ и главное, ЗАЗОР ДОЛЖЕН БЫТЬ ДОСТАТОЧНЫМ для нормальной работы двигателя.

Картина, как видим, безрадостная — в основном для тех механиков, которые стремятся во что бы то ни стало сделать в цилиндрах минимально возможные зазоры. Такие специалисты предпочитают измерять зазоры «голыми руками», поэтому нормальный зазор воспринимают весьма своеобразно: «прослабили», поршень ведь «болтается»! А как же ему не болтаться? Ведь во всех точках на боковой поверхности поршня, кроме, разумеется, тех мест, где его размер максимален, зазор за счет овальности и бочкообразности поршня будет больше номинального. Причем на верхней части, в зоне канавок под кольца, а также в направлении оси пальца, зазор между поршнем и цилиндром превышает номинальный в 10-15 раз!

Завершающей операция промывка блока от стружки и остатков абразива. Забудьте о бензине и керосине, промывать следует горячим раствором соды, иначе удалить абразив из поверхности цилиндра невозможно и он будет медленно, но верно изнашивать поршень и кольца. После промывки продуть каналы смазки и охлаждения и можно собирать двигатель.

Расточка и хонингование цилиндров двигателя

 

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.

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.

 

Хонингованная поверхность

 

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.

 

Хонинговальная головка

 

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

Записаться на СТО

Расточка и хонингование блока цилиндров во Владимире — цены от 1200 ₽

По мере естественного износа детали силового агрегата утрачивают свою первоначальную форму. Это, в первую очередь, касается гильз: их стенки искривляются и они принимают конусообразную или бочкообразную форму, а в поперечном сечении цилиндры становятся овальными. Помимо этого, на их стенках возможно образование царапин и задиров.

Все эти факторы отрицательно сказываются на состоянии блока цилиндров:

  • ухудшается компрессия;
  • растет расход горючего и масла;
  • двигатель перестает развивать полную мощность.

Чтобы вернуть его к жизни, требуется капитальный ремонт. Если своевременно не выполнить его, такое состояние гильз отрицательно отразится на состоянии других узлов двигателя, и потребуется не только ремонт блока, но и куда более затратные мероприятия, вплоть до замены всего кривошипно-шатунного механизма.

Комплекс ремонтных мероприятий состоит из нескольких этапов: вначале производится расточка гильз до следующего ремонтного размера (если капремонт ранее не производился, то расточка осуществляется до первого ремонтного размера). При этом обязательно оставляют небольшой припуск (0,1 – 0,15 мм) для финишной обработки цилиндров. Для того чтобы придать расточенным гильзам правильную форму и максимально уменьшить шероховатость стенок, проводят хонингование.

Расточка – процесс восстановления необходимой геометрии, а также создание необходимого расстояния между стенками цилиндра и поршнями. Как известно, цилиндр очень редко выходит из строя, но иногда, такое может произойти. Да, далеко не каждый из цилиндров изнашивается раньше времени, но все-таки, с техникой бывает всякое. Все изношенные цилиндры можно подвергать растачиванию. Расточить блок цилиндров — значит восстановить качественную работу двигателя автомобиля. 

Хонингование цилиндров – завершающий этап капитального ремонта двигателя автомобиля, им завершается расточка гильз цилиндров. Цель проведения данной операции – уменьшение шероховатости поверхности гильз после расточки. Благодаря хонингованию существенно продляется срок службы мотора до следующего капремонта.

Для заказа расточки и хонингования блока цилиндров во Владимире звоните по номеру:

Телефон: +7-920-941-05-03+7-906-614-09-69