Назначение гильз цилиндров двигателя
Основной деталью автомобильного двигателя автомобиля является блок цилиндров двигателя автомобиля. Рабочий цикл происходит в цилиндрах блока двигателя, и цилиндры являются направляющими для поршней. В целях повышения износостойкости и ремонтопригодности в блок двигателя запрессовываются гильзы цилиндров, что существенно упрощает ремонт гильз цилиндров.
Гильзы цилиндров дизельного двигателя бывают мокрого и сухого типа. В дизельном двигателе ЯМЗ гильзы цилиндров отливаются из легированного серого чугуна (согласно технических условий завода-изготовителя), обеспечивающих повышенную прочность.
Изготовление гильз цилиндров. Как уже говорилось выше, гильзы цилиндров изготавливаются из серого чугуна с добавочными элементами: никель, медь, титан в небольшом процентном соотношении для улучшения качества поверхности металла.
Рабочая часть гильзы цилиндров
В канавке нижнего центрирующего пояска устанавливаются специальные резиновые кольца, которые не дают протекать воде в картер.
Пространство между стенками блока цилиндров и гильзами цилиндров называется рубашкой охлаждения. По рубашке охлаждения циркулирует охлаждающая жидкость для охлаждения нагреваемых деталей.
Устройство гильзы цилиндров:1 — рабочая поверхность гильзы; 2 и 3 — верхний и нижний шлифованные пояски; 4 — канавки для резиновых уплотняющих колец; 5 — кольцевой поясок верхнего торца гильзы.
Гильза цилиндра двигателяКольцевой пояс, который обозначен на рисунке под номером 5, расположен в верхнем торце гильзы и немного выступает над плоскостью блока. К кольцевому пояску прижимается прокладка блока цилиндров, что не дает охлаждающей жидкости попадать внутрь.
Основные причины износа гильз цилиндров:- Газовая коррозия;
- Воздействие трением поршневых колец;
- Взрыв рабочей смеси;
- Плохое качество смазки;
- Высокая рабочая температура.
Гильзы цилиндров
Гильза цилиндра является направляющей втулкой движущегося поршня и образует вместе с головкой блока 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 гильзы и даже разрушением, как самой гильзы, так и стенок блока.
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 (хонингуют) 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.
Гильзы цилиндров могут, являются как самостоятельной конструкционной единицей двигателя («мокрые» и гильзы двигателей воздушного охлаждения), так и являться элементом ремонтной технологии, предусмотренной заводом изготовителем (например: «сухие» гильзы для двигателей, где цилиндры выполнены заодно с блок-картером).
По конструкции гильзы цилиндра современных двигателей можно разделить на три основные группы:
-«Сухие» гильзы цилиндров.
-«Мокрые» гильзы цилиндров.
-Гильзы для двигателей с воздушным охлаждением.
Типы гильз цилиндра. Статьи компании «ООО «ТД Техлайф»»
Стенки цилиндра двигателя образуют совместно с поршнем, кольцами и поверхностью камеры сгорания пространство переменного объема, в котором совершаются все рабочие процессы двигателя внутреннего сгорания. Стенка цилиндра должна быть тщательно обработана и образовывает с поршневыми кольцами пару скольжения.
Цилиндры и гильзы цилиндров нагружаются силами давления газов, боковой нагрузкой от поршня и температурной нагрузкой. Переменная по величине и направлению боковая нагрузка вызывает изгиб и вибрацию цилиндра и ослабляет его крепление к картеру. Стенки цилиндра под действием возникающих при движении поршня сил трения подвергаются, кроме того, износу.
Гильзы цилиндров могут, являются как самостоятельной конструкционной единицей двигателя («мокрые» и гильзы двигателей воздушного охлаждения), так и являться элементом ремонтной технологии, предусмотренной заводом изготовителем (например: «сухие» гильзы для двигателей, где цилиндры выполнены заодно с блок-картером).
В автомобильных и тракторных двигателях наибольшее распространение получили чугунные гильзы.
По конструкции гильзы цилиндра современных автомобильных и тракторных двигателей можно разделить на три основные группы:
I
«Мокрые» гильзы
«Мокрые» гильзы. Конструкцией двигателя с водяным охлаждением предусмотрена полость в картере двигателя, так называемая «рубашка охлаждения». Гильза, соприкасающаяся своей поверхностью с охлаждающей жидкостью, находящейся в «рубашке охлаждения», называется «Мокрой». «Мокрые» гильзы цилиндров обеспечивают лучший отвод тепла, но картер двигателя с такими гильзами обладает меньшей жесткостью. Большое распространение эти гильзы получили на грузовых и тракторных двигателях в силу своей высокой ремонтопригодности.
Как правило, выпускаемые производителями «мокрые» гильзы не требуют перед установкой, какой либо доработки. Изношенные «мокрые» гильзы в большинстве случаев не ремонтируют, а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси. Для предотвращения прорыва газов в охлаждающую жидкость и просачивания этой жидкости в цилиндр и картер двигателя «мокрые» гильзы комплектуются уплотнительными прокладками. Внутренняя поверхность гильз тщательно обрабатывается (хонингуется) для того что бы обеспечить наличие требуемой масляной пленки для смазки поршневых колец. Двигатели с «мокрыми» гильзами устанавливаются почти на все современные коммерческие автомобили.
II
«Сухие» гильзы
«Сухие» гильзы. Гильзы, не имеющие соприкосновения с охлаждающей жидкостью, называются «сухими» гильзами. Конструкцией некоторых двигателей предусмотрена заливка при изготовлении в блок картер гильз изготовленных из износостойкого материала, создавая тем самым оптимальные условия для работы цилиндропоршневой группы. Например, некоторые модели двигатели HONDA, Lend Rover,Volkswagen , AUDI,VOLVO и многих других производителей имеют алюминиевый блок цилиндров (для уменьшения веса силового агрегата) и залитые в него «сухие» гильзы (для увеличения ресурса и повышения ремонтопригодности).
Производители гильз выпускают так называемые, заготовки гильз, то есть гильзы имеющие запас по длине и внешнему диаметру, которые после токарной обработки запрессовываются с натягом в блок цилиндров. Такие гильзы как правило не имеют обработки внутренней поверхности. Они растачиваются и хонингуются только после установки гильзы в блок цилиндров. Поверхность блока цилиндров под установку тоже повергается тщательной обработке: расточке и в некоторых случаях хонингованию. Гильза с упором устанавливается в блок под давлением, с натягом (в среднем 0,03-0,04 мм), для гильз, не имеющих упора натяг больше. Наружная поверхность «сухих» ремонтных гильз, как правило, подвергается шлифовке, для увеличения плотности прилегания к блоку цилиндров.
Гильзы могут фиксироваться при установке верхним буртом, нижним буртом или вообще могут устанавливаться без упора.
Некоторые японские производители, например ISUZU, изготавливают двигатели с тонкостенными стальными гильзами, имеющими покрытие из пористого хрома железом. Такие гильзы не подвергаются механической обработке и устанавливаются в блок цилиндров без натяга, с небольшим усилием и удерживаются в блоке за счет прижатия широкого бурта гильзы головкой блока. Блок картер с сухими гильзами имеет повышенную жесткость по сравнению с блоком, с установленными «мокрыми» гильзами.
III
Гильзы для двигателей с воздушным охлаждением
Гильзы цилиндров для двигателей с воздушным охлаждением. В двигателях воздушного охлаждения конструкция оребрения и необходимость создания охлаждающих воздушных потоков не позволяют применять блок-картерный тип отливки. В этих двигателях применяют отдельно отлитые цилиндры с воздушными ребрами, расположенными чаще всего перпендикулярно оси цилиндра.
Гильзы цилиндров двигателей воздушного охлаждения изготавливают как из одного (монометаллические), так и из двух (биметаллические) металлов.
Монометаллические цилиндры делают из чугуна, реже из стали или легких сплавов. Из биметаллических цилиндров получили распространение чугунные или стальные цилиндры с залитыми (или навитыми) алюминиевыми ребрами.
Широкое распространение двигатели с воздушным охлаждением получили среди производителей тяжелой строительной техники. Ярким примером является всемирно известный производитель индустриальных двигателей немецкая фирма DEUTZ.
Дефекты гильзы в блоке цилиндров двигателя: износ, излом бурта, трещины
Повреждение поршневой группы автомобильного двигателя — крайне неприятная проблема, для решения которой довольно часто требуется капитальный ремонт. Одним из компонентов, который может повредиться в данной группе, является гильза блока цилиндров. Она постоянно работает в агрессивной температурной среде из-за детонации топлива, что при проявлении малейших дефектов приведет к ее выходу из строя. В рамках данной статьи рассмотрим, какие проблемы могут произойти с гильзой блока цилиндров, и как их можно предупредить и устранить.
Оглавление: 1. Распространенные дефекты гильзы блока цилиндров 2. Износ внешней поверхности гильзы блока цилиндров 3. Трещины в гильзе блока цилиндров 4. Излом бурта гильзы блока цилиндров 5. Повреждение зеркала гильзы блока цилиндров
Распространенные дефекты гильзы блока цилиндров
Можно назвать 4 основных дефекта, присущих гильзе блока цилиндров поршневой группы:
- Повышенный износ внешней поверхности детали;
- Возникновение трещин на площади гильзы;
- Излом (или другое механическое повреждение) бурта гильзы блока цилиндров;
- Повреждение зеркала (внутренней поверхности) гильзы.
Каждый из этих дефектов ведет к проблемам в работе двигателя и потенциальному его выходу из строя.
Износ внешней поверхности гильзы блока цилиндров
Пожалуй, самая распространенная проблема с данной деталью из всех означенных выше. В процессе работы практически всей внешней площадью гильза блока цилиндров соприкасается с охлаждающей жидкостью. Это вызывает возникновение процесса кавитации, который происходит по причине образования в жидкости мелких пузыриков, которые “взрываются” у поверхности гильзы при ее вибрации. Тем самым на внешней поверхности гильзы блока цилиндров возникает износ.
Опасна данная ситуация тем, что мельчайшие повреждения внешней поверхности детали могут вести к образованию коррозии в микротрещинах. Со временем эти трещины разрастаются, и гильза не может сдерживать в полной мере охлаждающую жидкость. Через нее жидкость попадает в картер двигателя, и в масле двигателя возникает эмульсия.
Устранить износ внешней поверхности гильзы блока цилиндров возможно путем извлечения детали и наложения на участки с трещинами полимерных композитов. Но стоит отметить, что подобный ремонт далеко не всегда экономически целесообразен, поскольку данная работа довольно трудозатратная, а эффект от подобных действий низкий, и через некоторое время гильзу придется заменить.
Чтобы сократить износ внешней площади гильзы, рекомендуется использовать качественные охлаждающие жидкости, которые рекомендуются производителями для конкретного мотора.
Трещины в гильзе блока цилиндров
Рассмотренная выше проблема вызывает образование микротрещин на поверхности гильзы. Но могут и более серьезные повреждения возникнуть на детали, если мотор эксплуатируется в агрессивном режиме или с нарушением правил эксплуатации. Например, к образованию трещин на гильзе приведут:
- Использование низкокачественного топлива, либо топлива, которое не рекомендуется производителем двигателя;
- Агрессивный старт на повышенных оборотах;
- Частое движение автомобиля при повышенных оборотах;
- Движение на непрогретом двигателе;
- Использование низкокачественного моторного масла;
- Некачественно выполненные ремонтные работы, связанные с двигателем.
Помимо факторов, которые зависят от водителя автомобиля, также стоит отметить, что образование трещин в гильзах возможно по причине производственного брака.
Есть ряд симптомов, которые указывают на наличие трещин на гильзах блока цилиндров:
- Снижение мощности автомобильного двигателя;
- Образование эмульсии в моторном масле и расширительном бачке;
- Неправильный температурный режим при отсутствии проблем с термостатом;
- Запах выхлопных газов из расширительного бачка.
Если имеют место быть перечисленные симптомы, рекомендуется прекратить эксплуатацию такого автомобиля и направиться на СТО, где специалисты смогут провести диагностику и определить наличие или отсутствие трещин на гильзах.
Для диагностики трещин гильзы блока цилиндров используются методы:
- Рентгенография — исследование двигателя при помощи специального оборудования;
- Внедрение красящих химических растворов с целью обнаружения наличия трещин.
Если в гильзе блока цилиндров образовались трещины, она не подлежит ремонту, и потребуется замена детали.
Излом бурта гильзы блока цилиндров
Внутри блока цилиндра автомобильного двигателя располагается небольшое округлое углубление, которое фиксирует в данном блоке гильзу. Это углубление принято называть “седлом бурта”. При повреждении седла гильза перестанет прилегать целиком по площади седла.
Обратите внимание: В блоке цилиндров сверху располагается прокладка головки блока цилиндров. Она должна обязательно прилегать к верхней части седла буртика максимально плотно. Максимальное усилие на седло буртика передается через болты и прокладку, и при креплении прокладки болтами нужно исключить вероятность ее горизонтального движения.
Возникнуть излом бурта гильзы блока цилиндров может по ряду причин:
- Неправильно подобраны детали. Например, высота и размер прокладки головки блока цилиндров не соответствует нужным размерам;
- Попадание мусора. Если между гильзой блока цилиндра и буртом окажется мусор высокой твердости, например, куски старой прокладки или песок, это приведет к излому бурта;
- Перекос в области седла бурта гильзы;
- Неправильно проведенные ремонтные или восстановительные работы с гильзой блока цилиндров.
Специалисты станции технического обслуживания при сборе мотора после капитального ремонта или в других случаях должны соблюдать строгие правила, которые позволят избежать излома бурта:
- Не допускать попадания различного мусора, то есть проводить работы на чистой поверхности;
- Правильно подобрать прокладку головки блока цилиндров, ориентируясь на рекомендации производителя двигателя;
- Правильно подобрать кольца, устанавливаемые под гильзы. При этом нужно перед установкой проверить их на дефекты;
- Руководствоваться информацией из книги по техническому обслуживанию автомобиля при затяжке болтов головки блока цилиндров.
Если возникло повреждение бурта головки блока цилиндров, устранить проблему с дефектом гильзы возможно путем наваривания металла, но чаще всего целесообразна замена гильзы.
Повреждение зеркала гильзы блока цилиндров
Внутри гильзы блока цилиндров также могут возникнуть различного рода дефекты. Чаще всего это образование царапин и задир, из-за которых снижается герметичность прилегания поршневых колец, что ведет к снижению компрессии двигателя.
Чаще всего такая проблема возникает на автомобилях, которые регулярно движутся по запыленным дорогам, особенно если установлен низкокачественный воздушный фильтр. Также попасть посторонние предметы внутрь гильзы блока цилиндров могут через негерметичное соединение воздуховодов или с различными жидкостями — топливо, моторное масло.
Для восстановления гладкости зеркала гильзы блока цилиндров используется метод хромирования. Если повреждения массовые, потребуется замена гильзы.
Загрузка…Гильзы цилиндров двигателей
Разработана технология повышения износостойкости деталей цилиндропоршневой группы за счет нанесения тонкопленочного керамического покрытия на «зеркало» гильзы цилиндров, изготавливаемых методом центробежного литья из чугуна с последующей термообработкой и хонингованием «зеркала» цилиндра. Рабочая поверхность цилиндров является направляющей при движениях поршневых колец поршня.
С целью максимального повышения износостойкости гильз цилиндров, уменьшения расхода топлива и масла, снижения выброса токсичных веществ с выхлопными газами, уменьшения шума, достижения максимально возможной мощности и долговечности двигателя предлагается использовать технологию ФПУ с нанесением на «зеркало» цилиндра тонкопленочного керамического покрытия на основе оксикарбонитрида кремния.
Технологический процесс ФПУ обладает особенностями, связанными с созданием на рабочей поверхности цилиндра поверхности с минимальным коэффициентом трения, повышенной твердостью, высокой жаростойкостью, диэлектрическими характеристиками.
По результатам испытаний технологии ФПУ данная обработка позволила снизить расход моторного масла и топлива, снизить цикл приработки, увеличить моторесурс и снизить шум двигателя.
Особенно эффективно использование данной технологии для упрочнения внутренней поверхности гильз цилиндров после расточки под ремонтный размер, для гоночных автомобилей и мотоциклов.
Ключевые слова
Отрасли промышленности
Другие изделия
Другие разделы
«Плазмацентр» предлагает
- разработка и внедрение ФПУ конкретных изделий и инструмента;
- ФПУ опытных и серийных партий изделий и инструмента;
- изготовление и адаптация оборудования ФПУ для решения задач заказчика;
- разработка и изготовление специализированного оборудования для ФПУ;
- организация и комплексное оснащение участков ФПУ;
- поставка расходных материалов;
- экономический анализ эффективности использования технологии ФПУ;
- проведение совместных исследований, разработок и внедрений;
- обучение специалистов заказчика, консультации, сервис.
Свяжитесь с нами по телефонам +7 (812) 679-46-74, +7 (921) 973-46-74, или напишите нам на почту [email protected]
Наши менеджеры подробно расскажут о имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.
Гильзы для дизельных двигателей | USCO ITR
Правильный выбор и тщательное обслуживание компонентов двигателя может увеличить моторесурс техники, снизить расходы на обслуживание и повысить производительность в результате сокращения простоев оборудования из-за поломок. В этой статье мы расскажем вам, как и по какой причине гильзы цилиндроввносят существенный вклад в защиту двигателя.
Типы гильз цилиндров и преимущества их использования
Гильзы — это вставки цилиндрической формы, предназначенные для удерживания тонкой масляной пленки на своих внутренних стенках. Они вставляются в блок цилиндров двигателя и защищают его от износа, вызванного движением поршней. В блоках цилиндров двигателей тяжелых машин, в отличие от других, менее суровых сфер применения, в большинстве случаев используются цилиндры с гильзами вместо того, чтобы поршень работал в непосредственном контакте со стенками блока цилиндров двигателя.
Существуют два основных типа гильз: первый тип не предусматривает прямого контакта со стенками цилиндра блока. В этом случае гильза омывается потоком охлаждающей жидкости и по этой причине они называются «влажными» или “wet”. Второй тип — это «сухие» гильзы, также называемые “sleeves”, которые фактически являются тонкостенными втулками, вставляемыми в блок цилиндров двигателя, а их стенки непосредственно контактируют с цилиндром.
Использование производителями гильз цилиндров обусловлено преимуществами, которые предлагает эта система. Основные из них приводятся ниже:
- Более высокая прочность — использование отдельных от блока цилиндров гильз позволяет применять специальные материалы с более высокими характеристиками, чем характеристики материала самого блока цилиндров. Как правило, гильзы изготовляются из специальных сплавов чугуна, содержащих в себе элементы с естественными смазывающими свойствами, такими как графит. Другие элементы, такие как хром, ванадий и молибден, способствуют гарантии более высокой стойкости к коррозии и износу, вызванному высокой температурой.
- Упрощенное обслуживание: когда гильзы изнашиваются, их проще заменить, чем в случае замены всего блока цилиндров.
- Более высокая теплопроводность. При рабочей температуре гильзы нагреваются больше, чем цилиндры, следовательно, они должны иметь возможность расширяться как в диаметре, так и по длине. Если бы они были отлиты вместе с цилиндрами, то это привело бы к таким термическим нагрузкам, которые вызвали бы разрушение материалов.
- Меньшая опасность возникновения дефектов. Чем сложнее литье, тем сложнее получение однородных поверхностей с низкими остаточными напряжениями.
Какими характеристиками должны обладать гильзы цилиндров для достижения высоких характеристик?
Гильзы подвергаются многочисленным нагрузкам:
- механическим, вызванным давлением от сгорания топлива;
- тепловым, вызванным высокой температурой, образующейся в процессе горения;
- износу, на который влияют три фактора:
- абразивное действие, зависящее от эффективности воздушного и масляного фильтра,
- коррозия, вызванная продуктами горения
- трение или истирание, вызванное недостаточной смазкой.
По всем этим причинам производственный процесс этих компонентов имеет большую важность, а их дизайн должен соответствовать строгим характеристикам для защиты двигателя и увеличения его моторесурса, таким как:
- высокие антикоррозийные и прочностные свойства,
- низкое трение,
- высокая точность.
Для снижения трения, следовательно, для увеличения моторесурса двигателя, фундаментально важной характеристикой гильз является перекрестная насечка на стенках. Эта насечка на поверхности необходима для удержания достаточного количества масла на внутренних стенках гильзы, сохраняя необходимую смазку в месте контакта поршневых колец с гильзой. Как правило, считается, что правильный угол пересечения насечек на стенках равен приблизительно 45°, так как это способствует равномерной смазке, следовательно, более высокому моторесурсу поверхностей. Тем не менее, можно встретить решения с иными углами, зависящими от материалов и типов эксплуатации. Наконец, среди элементов, повышающих прочность и снижающих износ поверхностей гильз, следует отметить вальцовку фланца и антикоррозийное покрытие наружной стенки соответственно.
Как правильно установить гильзы внутри цилиндров?
Ниже перечисляются основные этапы и некоторые меры предосторожности или тонкости, которые следует учитывать для правильной установки гильз в цилиндры, с целью предотвращения преждевременного выхода из строя и износа.
- Тщательно очистите блок цилиндров: застрявшая грязь может привести к поломке фланца.
- Убедитесь в отсутствии заусенцев или выступающих частей, в случае необходимости устраните их для предотвращения проблем с уплотнениями.
- Вставьте гильзы в блок цилиндров без уплотнений или других заполнителей и проверьте правильность расположения фланца, при необходимости поворачивая его до нахождения правильной позиции.
- Когда будет найдено правильное положение гильзы, снимите ее, предварительно нанеся метку как на гильзу, так и на блок цилиндров, чтобы затем установить гильзу в это же положение.
- Установите уплотнения, избегая скручиваний, так как это может привести к деформации гильзы, создайте трение к ней или же уменьшите зазор между поршнем и гильзой.
Многие установщики считают, что для облегчения этого процесса перед установкой уплотнения необходимо смазать или же намылить. Правильным же методом является «сухая» установка уплотнений, вставляя круглый стержень, как, например, отвертка, и смещая ее по всей окружности уплотнения, чтобы уплотнение легло равномерно. Лишь только после этого можно смазать различные компоненты. - Погрузите уплотнение в чистое масло SAE 30. Установите его на гильзу, которая должна быть вставлена в блок цилиндров немедленно, прежде чем начнется расширение уплотнения.
- Убедитесь, что нанесенная ранее отметка на гильзе совпадает с отметкой на блоке цилиндров. Используйте специальное оборудование для установки гильзы в положение.
- Повторите эти операции для всех имеющихся гильз.
Гильзы для цилиндров ITR Usco
Выбор и правильное использование всего лишь одного маленького компонента могут оказать существенное влияние на характеристики и моторесурс землеройной машины. По этой причине столь же важно доверяться опытному партнеру. ITR Usco располагает большим ассортиментом гильз с диаметром от 94 мм до 170 мм для машин Caterpillar, Komatsu, Volvo, Hitachi и JCB. Свяжитесь с нашим персоналом для получения более подробной информации о наиболее пригодных для вашего применения типах и материалах.
Замена гильзы самостоятельно
Гильза — что это? Начиная с того, что само название переводится с немецкого, как оболочка. И что немало важно также знать, как определить состояние гильзы, так как от этого зависит прохождение основного ресурса двигателя. И уже вторым делом, мы должны научиться производить сами ремонт гильзы цилиндра, а может потребоваться замена гильзы самостоятельно и важно знать, в каком порядке она должна правильно проходить. Ведь нам необходимо будет улучшить качество двигателя, а не в коем случае не на оборот.
Замена гильзы самостоятельно
Сегодня в автомобилестроении используется два вида гильз.
Это первый вид — такой как «МОКРАЯ ГИЛЬЗА» — в этом виде идёт прямой контакт с охлаждающей жидкостью двигателя. Такие гильзы комплектуются уплотнителями, всевозможными прокладками, где эти самые прокладки служат для предотвращения попадания газов в охлаждающую жидкость, и, соответственно, на оборот.
Также существует и второй вид — такой как «СУХАЯ ГИЛЬЗА», в основном, такие гильзы заливаются в блок цилиндров при изготовлении двигателя. И как вы уже поняли, такие гильзы не соприкасаются с охлаждающей жидкостью, и поэтому они и получили название «СУХИЕ».
Теперь обсудим саму гильзу и определим, каким свойством должна обладать гильза, а именно — быть прочной и иметь высокую антикоррозийную устойчивость и особенно повышенную износостойкость. Основная конструкционная особенность их в том, что они должны быть надёжно уплотнены именно в тех местах, где происходит стыковка блоков цилиндра с головкой блока цилиндров.
Гильзы ремонтные
Замена гильзы самостоятельно
И переходим непосредственно к самому ремонту двигателя, а именно, замена гильзы – этот метод называется гильзованием.
Установка гильзы происходит разными методами; например, гильзование «сухой гильзы» происходит методом на сухую, подразумевающий перед собой предварительный разогрев.
«Мокрые гильзы», которые проще всего ремонтируются, так как вставляются и удаляются с блока цилиндра вручную. Также при замене самой гильзы иногда приходится растачивать сам блок и тут следует обратить внимание на то, что от точности такой расточки и будет зависеть качество работы нашего двигателя.
Процесс прост, то есть если вы расточили блок с эллипсом, то при запрессовке гильзы, этот эллипс передастся самой гильзе. Но не следует ждать, что вы произвели удачный ремонт двигателя.
Итак, начиная гильзование, к примеру, «мокрых гильз» это более или менее понятно. А вот процедура гильзования «сухих гильз» доставит вам массу хлопот.
Итак, это гильзование происходит с учётом разницы в температуре. Для начала блок цилиндра разогревается газовой горелкой до температуры 150 градусов и после разогрева вставляется подготовленная охлаждённая гильза.
И как практика показывает, такой метод гильзования является на сегодняшний день самым качественным.
Смотрим видео:
Замена гильзы самостоятельно Замена гильзы самостоятельно Замена гильзы самостоятельноПонравилась статья? Поделись с друзьями в соц.сетях! Анализ отказов футеровки| Запчасти для автомагистралей и тяжелых грузов
Мы представляем вам анализ отказов, который поможет вам выяснить, что происходит с вашими лайнерами! Читайте дальше, чтобы узнать, не возникали ли у вас какие-либо из этих сбоев.
Остались вопросы по поводу неисправностей в вашем дизельном двигателе? Наши сертифицированные специалисты ASE всегда готовы помочь!
Отказ комплекта цилиндра из-за перекручивания уплотнительного кольца гильзы
На рисунке ниже показано одно из уплотнительных колец гильзы, которое скрутилось во время сборки в двигателе.
Ниже вы можете увидеть внутреннюю часть лайнера, изображенного выше. На нем видно скопление перенесенного материала юбки в нижней части гильзы, вызванное уплотнительным кольцом, которое толкает гильзу внутрь.
Окончательный результат скрученного уплотнительного кольца:
Отказ комплекта цилиндра из-за ошибок технического обслуживания и сборки
На первом снимке показаны два гильзы судового двигателя 16V149 Detroit Diesel.Обратите внимание на наличие тепловых пятен в нижней части вкладышей, как указано желтыми стрелками.
Пятна нагрева возникают при чрезмерном зазоре между вкладышем и блоком. Эта область будет иметь очень плохую теплопередачу и будет допускать движение и деформацию лайнера. Это может привести к растрескиванию футеровки в области порта или в других местах на футеровке, где нагрузки от напряжения превышают расчетную прочность.На следующем рисунке показаны точечная коррозия (синяя стрелка) и наросты накипи (зеленая стрелка) на одном из вкладышей.
Точечная коррозия и образование накипи являются явным признаком того, что система охлаждения не обслуживалась и не использовались добавки или ингибиторы коррозии. Скопление накипи повлияет на теплопередачу и вызовет более высокие, чем обычно, температуры цилиндра, что может привести к образованию задиров и преждевременному выходу из строя компонентов цилиндра. Точечная коррозия может и будет вызывать образование концентраторов напряжения в футеровке, потенциально приводя к трещинам и преждевременному разрушению футеровки.
У вас проблемы с питтингом лайнеров? Прочтите наш блог «Объяснение питтинга гильзы / гильзы двигателя», чтобы узнать больше.На следующем снимке показана нижняя сторона фланца хвостовика перед трещиной в хвостовике левого берега №5. Обратите внимание на углубления (синяя стрелка) и четыре чистые отметки, указывающие на попадание постороннего материала между фланцем и блоком (красные стрелки).
На следующем рисунке показаны отметки внутри одного из вкладышей (белая стрелка). Царапины и некоторые задиры присутствуют на большинстве лайнеров.
На последнем снимке показаны заводная головка и кольца на одном из поршней; все поршни похожи по внешнему виду.Белый налет вызван присадками в масле. Невозможно добиться идеального уплотнения между поршневыми кольцами, поэтому определенное количество моторного масла попадет в зону сгорания. Когда моторное масло попадает в камеру сгорания и сгорает, остаток образует золообразный материал. Этот похожий на золу материал способствует образованию отложений в головке над поршневым кольцом, а также образованию отложений в кольцевых канавках. Эти отложения могут привести к истиранию гильзы цилиндра, в результате чего поршневые кольца перестают работать свободно.В конечном итоге происходит нарушение контакта гильзы цилиндра с кольцом, что может привести к высокому расходу масла.
Чрезмерная продувка, вызванная абразивным загрязнением во время сборки
На следующих изображениях показаны гильза, поршень с прикрепленными кольцами и комплект поршневых колец с пометкой «оригинальный комплект колец». После первоначального ремонта заказчик пожаловался на чрезмерный прорыв. Разобрал двигатель, отточил гильзы и установил новые кольца.При запуске двигатель обнаружил чрезмерный прорыв газа.
На приведенном выше изображении гильзы видны глубокие царапины от абразивного постороннего материала, образующие путь для прорыва. Это вызвано несоблюдением чистоты при сборке двигателя. На лайнере также видно, где он был заточен. Угол хонингования или штриховка неоднородны. Это вызовет неравномерный износ.Еще картинки озвучивания чужого материала.
В следующей группе изображений показаны кольца с пометкой «исходный комплект колец», установленные на верхней части поршня, на котором установлены кольца.Обратите внимание на сильные царапины на обоих наборах колец.
Основной причиной отказа было загрязнение инородным материалом из-за неправильной практики и процедур сборки. Загрязнение, вызванное прорывом в первом наборе колец, не было устранено и вызвало такое же состояние отказа во втором наборе колец.
Причины выхода из строя фланца
Нижняя часть гильзы имеет фреттинг в месте сопряжения с нижним отверстием ствольной коробки в блоке.Отсутствие опоры позволило хвостовику двигаться, что в конечном итоге привело к разрушению фланца хвостовика.
Пример сильного истирания нижней части вкладыша:
Отказ фланца футеровки из-за неровной установочной поверхности
Фланец цел и оторвался от гильзы. На нижней стороне фланца наблюдается неравномерный рисунок контакта. Неравномерный износ на нижней стороне фланца указывает на то, что поверхность сопрягаемого блока изношена и вызвала поломку.Хотите узнать больше о неисправностях фланца? Ознакомьтесь с нашей публикацией о сломанных или треснувших фланцах.
Неправильное обслуживание системы охлаждения
Гильзы в этом двигателе вышли из строя в пределах 800 миль. Неправильное обслуживание системы охлаждения — основная причина неисправности. Ингибиторы коррозии системы охлаждения необходимы во всех ситуациях, даже если установлен антифриз. Этот лайнер подвергался воздействию простой воды с чрезвычайно высоким содержанием минералов.
Поломка фланца гильзы из-за попадания постороннего материала под или наверху фланца
Отпечатки на фланце гильзы образованы из-за захваченного инородного материала между фланцем гильзы и головкой блока цилиндров.
На изображении ниже показан посторонний материал, застрявший между фланцем гильзы и поверхностью блока.
Отпечатки на фланце гильзы образованы из-за попадания постороннего материала между фланцем гильзы и головкой блока цилиндров.
Последствия плохого обслуживания системы охлаждения
Из-за точечной коррозии охлаждающая жидкость попала в цилиндр.
Коррозия сокращает срок службы двигателя и повреждает компоненты системы охлаждения. Жалоба, отправленная с этим вкладышем, заключалась в утечке уплотнений вкладыша.
Ржавчина вызывает плохую теплопередачу и перегрев двигателя.
У вас проблемы с вкладышами? Highway & Heavy Parts здесь, чтобы помочь! У нас есть запчасти самого высокого качества, чтобы ваш двигатель работал наилучшим образом.
Ищете запасные части для дизельного двигателя? Позвоните нашим сертифицированным специалистам ASE по телефону 844-304-7688. Или вы можете запросить расценки онлайн.Сообщение было 21 июля 2017 г .; Изменено: 20 октября 2020 г.
Гильзы цилиндров
ЦИЛИНДР ЛАЙНЕРЫствол или канал, в котором поршень двигателя движется вперед и назад, может быть неотъемлемая часть блока цилиндров, или это может быть отдельная втулка или гильза.Первый тип, распространенный в бензиновых двигателях, имеет недостаток в том, что сменный. Когда в блоке этого типа возникает чрезмерный износ, цилиндр должны быть повторно расточены или отточены. Ремонт этого типа не может быть повторен на неопределенный срок и со временем весь блок должен быть заменен. Другой недостатком является неудобство, особенно для двигателей большой мощности, из-за необходимости снимите с корабля весь блок цилиндров, чтобы отремонтировать цилиндры. По этим причинам дизельные двигатели конструируются со сменными гильзы цилиндров.Гильзы цилиндров, которые мы обсудим, типичны для те, которые используются в дизельных двигателях.
материал футеровки должен выдерживать экстремальные температуры и давление. в камере сгорания в верхней части цилиндра и в то же время должен позволять поршню и его уплотнительным кольцам двигаться с минимальным трение. Мелкозернистый чугун — наиболее часто используемый материал для футеровки. строительство. (Однако иногда используется сталь.) Некоторые вкладыши имеют гальваническое покрытие. поверхность износа с пористым хромом, потому что хром имеет больше износостойкие качества по сравнению с другими материалами. Также поры в покрытии имеют тенденцию удерживать смазочное масло и помогают поддерживать смазочное масло пленка, необходимая для уменьшения трения и износа.
Цилиндр лайнеры можно разделить на две общие классификации: сухие и влажные. В сухой лайнер не контактирует с охлаждающей жидкостью.Вместо этого он плотно прилегает у стенки рубашки охлаждения в блоке цилиндров. С мокрым лайнер, охлаждающая жидкость вступает в прямой контакт с гильзой. Мокрые лайнеры могут иметь пространство для охлаждающей воды между блоком цилиндров и гильзой, или они могут иметь встроенные охлаждающие каналы. Вкладыши со встроенными охлаждающими каналами иногда называемые вкладышами водяной рубашки.
Сухой Вкладыши
Сухой вкладыши имеют относительно тонкие стенки по сравнению с мокрыми вкладышами (рис.3-10). В поперечное сечение сухой футеровки можно увидеть на правом виде на рис. 3-2. Учтите, что охлаждающая жидкость циркулирует по каналам в блоке и не контактировать с лайнером.
мокрый Вкладыши
В мокрые футеровки, не имеющие встроенных охлаждающих каналов, водяная рубашка образован вкладышем и отдельной рубашкой, входящей в состав блока. (Видеть инжир. 3-11.) Статическое уплотнение должно быть обеспечено как в зоне сгорания, так и в концы коленчатого вала цилиндров для предотвращения утечки охлаждающей жидкости в масло поддон поддона или камера сгорания.Как правило, уплотнение на стороне горения Вкладыш состоит либо из прокладки под фланцем, либо из механически обработанной посадки. Резина или неопреновые кольца обычно образуют уплотнение на конце гильзы коленчатого вала. Вкладыши этого типа сконструированы так, чтобы допускать продольное расширение и сжатие. Стенки мокрой футеровки должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать полную рабочую нагрузку. давление дымовых газов.
Рисунок 3-10.Сухой гильза цилиндра (General Motors 71 серия).
Рисунок 3-11. Поперечное сечение мокрой гильзы цилиндра.
Рисунок 3-12. Припаянная гильза цилиндра с водяной рубашкой (Дженерал Моторс EMD 64-55V).
Рисунок 3-13. Поперечное сечение литой водяной рубашки гильза цилиндра с отверстиями для воздуха.
Гильза цилиндра — процедуры проверки и калибровки
Типы Материал подкладки Проблемы в лайнере Инспекция лайнера Калибровка лайнера Разница между вкладышами MAN B&W и SULZER
Гильза в камере сгорания судового двигателя несет поршень и передает тепло, выделяемое при сгорании, рубашке с помощью охлаждающей воды.
С развитием двигателей изменились и материалы, используемые для изготовления гильз, и методы их изготовления.
Поскольку верхняя часть гильзы всегда подвергается воздействию дымовых газов, она подвержена самым большим колебаниям температуры и давления. Следовательно, важно контролировать температура и давление футеровки во избежание термического растрескивания.
Типы
В ранних моделях судовых двигателей охлаждение гильз двигателей SULZER и MAN в основном зависело от эффективности охлаждения домкратов. Гильзы, используемые в этом двигателе, были тонкими и обладали хорошими тепловыми характеристиками, так как изменение температуры поверхности гильзы (сверху и снизу) было небольшим.
При использовании турбонагнетателя и увеличении мощности двигателя механические нагрузки на эту тонкую гильзу привели к трещинам и другим механическим повреждениям.
Гильза 2-го поколения состоит из охлаждающих каналов или охлаждающих отверстий, просверленных под углом, по которым охлаждающая вода проходит внутри гильзы, а затем в цилиндр. голова.
Такая конструкция позволяет увеличить толщину гильзы без увеличения термических напряжений, а также способствует стабильной смазке.
Материал футеровки
Наиболее распространенными материалами, используемыми для изготовления гильз двухтактных судовых двигателей, являются:
Чугун со сплавами никеля. Хром Молибден Ванадий Медь Титан
Различные производители двигателей используют разные материалы из-за повышенных требований к более высокой мощности:
Предпочтение материалов согласно производителям:
Wartsila NSD RTA: Чугун с пластинчатым или вермикулярным графитом
Wartsila NSD 32/46: Серый чугун, сплав
MAN-B & W MC: Tarkalloy, чугун с пластинчатым графитом с бором и фосфором
Проблемы в футеровке
Износ гильзы цилиндра в основном вызван следующими проблемами:
Трение Коррозия Истирание Истирание или адгезия Лакировка
Износ от трения: когда две поверхности скользят друг по другу, возникает трение, которое приводит к износу обеих поверхностей.При износе гильзы поверхности представляют собой поршневые кольца, скользящие по гильзе цилиндра.
Износ от трения зависит от различных факторов, таких как скорость движения между поверхностями, задействованный материал, температура, нагрузка на двигатель, давление и т. Д. техническое обслуживание, смазка и эффективность сгорания.
Коррозия: Износ из-за коррозии вызывается сгоранием мазута в камере сгорания. Это происходит потому, что мазут содержит большое количество серы.
Во время горения кислоты, образующиеся внутри помещения, должны нейтрализоваться цилиндровым маслом, которое имеет щелочную природу. Производство кислот будет больше, если содержание серы больше, что приведет к образованию серной кислоты.
Серная кислота образуется из-за поглощения конденсата или влаги, присутствующей в камере сгорания.
Серно-кислотная коррозия чаще встречается в нижней части футеровки, поскольку температура воды в рубашке очень низкая.
Коррозия из-за серы будет высокой из-за наличия воды в топливе и конденсата в воздухе. Этот износ обычно наблюдается между перьями.
Потертости возле игл увеличиваются и придают рисунку износа характерную форму листа клевера. Это явление называется листопадом клевера.
Истирание: Этот тип износа возникает из-за присутствующих и образующихся в процессе горения твердых частиц. Каталитическая мелочь в топливе и зола, образующаяся при сгорании, вызывают абразивный износ.
Адгезия или задиры: это форма локальной сварки между частицами поршневых колец и поверхностью гильзы. Как поршень движется внутри гильзы, произошедшая сварка срывается и приводит к образованию абразивного материала. Абразивный материал увеличивает скорость износа футеровки.
Обычно это вызвано недостаточной смазкой, из-за которой выделяется большое количество тепла и происходит микроскопическая сварка колец и поверхности гильзы.
Из-за такого износа гильза теряет свои свойства сцепления цилиндрового масла с поверхностью. Еще одна причина этого явления — шлифовка поверхности за счет истирания, придавая лайнерам зеркальный блеск.
Лакирование: Лакирование возникает из-за органических и неорганических солей, которые приводят к образованию отложений кальция в хонинговальных канавках футеровки. Эти соли может привести к гладкой или глянцевой поверхности гильзы, что, в свою очередь, значительно увеличивает расход масла.Если этот параметр не установлен, эти отложения кальция вместе с нагаром могут привести к образованию задиров или полировке подкладки.
Содержание кальция в долях на миллион в спецификации жидкого топлива ISO 8217 составляет 30 частей на миллион
Помимо перечисленных выше проблем, верхняя поверхность гильзы подвержена максимальному износу по следующим причинам:
Высокотемпературное воздействие горячих дымовых газов. Потеря смазки до тех пор, пока масло не достигнет верхней части Коррозия максимальная в этой области Изменение направления поршня начинается в этой области
Скорость износа футеровки: Скорость износа может быть описана как поверхность износа в мм на 1000 часов работы двигателя.
Скорость износа гильзы старого двигателя — 0,1 мм / 1000 часов.
Скорость износа гильзы современного двигателя — 0,03-0,04 мм / 1000 ч.
Указанная скорость износа может быть достигнута за счет следующих точек:
Система управления охлаждающей водой рубашки в зависимости от нагрузки Хороший дизайн профиля поршневого кольца Хорошее и равномерное распределение смазочного масла по поверхности гильзы Многоуровневый впрыск смазочного масла внутрь гильзы Смазочное масло высокой щелочности Чугун хорошего качества с твердым покрытием
Проверка футеровки
При проведении осмотра футеровки необходимо проверить следующие точки:
Трещины на поверхности и около отверстий сливных отверстий. Острая неровная поверхность отверстий для мусора Формирование гребня в положении ВМТ Следы износа от механического трения и абразивного износа на поверхности гильзы Темные участки лайнера, указывающие на прорыв Коррозия на поверхности гильзы — кислотная и холодная коррозия Следы задиров и задиров на поверхности гильзы Листья клевера — коррозионный износ между отверстиями лубрикатора, если масло в цилиндре не может нейтрализовать кислотные продукты сгорания. Трещины и повреждения смазочных отверстий Остекление поверхности лайнера (зеркальное покрытие) Поток масла из отверстий для смазки Калибровка футеровки для проверки овальности и износа футеровки
Калибровка лайнера
Гильзу цилиндра необходимо проверять через регулярные промежутки времени, указанные в руководстве по техническому обслуживанию.Записи замеров ведутся для каждого цилиндра и рассчитывается скорость износа.
Лайнер необходимо очистить и осмотреть перед измерением. Обычно при проведении измерений температура лайнера и микрометра должна быть одинаковой.
Если температура превышает температуру футеровки или наоборот, то показания должны быть скорректированы путем умножения значения на поправочный коэффициент и вычитания значения, полученного из снятых показаний. Считывание, полученное в конце, будет правильным.
правильное чтение.
Износ гильзы цилиндра измеряется стандартным шаблоном, который состоит из стратегически расположенных отверстий, в которые помещается микрометр и снимаются показания.
Показания снимаются как для правого, так и для кормового позиций. Если износ неодинаков в обоих направлениях, проверяют овальность гильзы
Скорость износа будет различной по длине футеровки.Износ будет больше в верхней трети из-за высокой температуры и давления сгорания.
Приблизительная нормальная скорость износа футеровки составляет около 0,1 мм / 1000 часов работы.
Скорость износа увеличивается при перегрузке двигателя. Как правило, футеровку необходимо заменять, когда износ составляет около 0,6-0,8% диаметра отверстия или в соответствии с инструкциями производителя. рекомендация.
Различия между вкладышами MAN B&W и SULZER
SULZER MAN
Новые двигатели sulzer имеют гильзу с глубоким хонингованием по всей длине Поверхности гильз цилиндров MAN B&W полушлифованные.
Имеет изоляцию гильзы среднего хода Отсутствует изоляция гильзы в середине хода
Сверху гильзы установлено антиполированное кольцо Оно известно как «полировальное кольцо с антиотверстием»
Многоуровневая смазка гильзы. Одноуровневая смазка гильзы
Система импульсной смазки для подачи масла в зависимости от нагрузки Используется альфа-адаптивный контроль уровня масла в цилиндрах
LinerSCAN — Cylinder Liner Monitor
Первая в мире система сигнализации об износе гильз двигателя в режиме реального времени.LinerSCAN знаменует собой новую эру в защите активов, обеспечивая раннее предупреждение о критических повреждениях двигателя и одновременно предоставляя информацию, необходимую для экономии затрат на смазочное масло. Система LinerScanParker Kittiwake предназначена для устранения неопределенности в отношении повреждения цилиндра, вызванного низким качеством топлива, медленным пропариванием, низким уровнем серы, более низкой скоростью подачи масла и изменениями состава цилиндрового масла.
Почему контроль износа становится все более важным?
• Финансовая экономия
• Оптимизация скорости подачи
• Выявление проблем с топливом с низким содержанием серы
• Помощь в профилактическом обслуживании
• Увеличение срока службы гильз цилиндров
• Предотвращение поломки и простоев двигателя
Преимущества системы:
LinerSCAN обеспечивает высокоточную обратную связь о состояние износа в вашем двигателе.Испытания показали, что LinerSCAN выявляет первые признаки повреждения раньше, чем другие системы, и позволяет безопасно снизить скорость подачи смазки. Если скорость износа увеличивается в нормальных условиях, система генерирует сигнал тревоги, который при подключении к судовой тревоге обеспечивает мгновенную обратную связь, позволяющую незамедлительно принять меры. Это позволяет проводить профилактическое обслуживание во время перехода судов в следующий порт или даже изменять маршрут. LinerSCAN — это полностью автоматизированная система, которая помогает сэкономить деньги за счет оптимизации скорости подачи смазочного материала, снижения нагрузки на техническое обслуживание и предотвращения ненужных повреждений двигателя.
• Предоставляет точные и действенные данные об уровне износа двигателя.
• Обеспечивает безопасное снижение скорости подачи масла в цилиндр.
• Значительно снижает повреждение двигателя за счет обнаружения первых признаков истирания или повреждения поршневых колец.