Установка гильз цилиндров

Поврежденные и изношенные чугунные и алюминиевые блоки цилиндров давно ремонтируют с помощью сухих втулок. Установка ремонтной втулки часто может спасти блок, если цилиндр имеет чрезмерный износ конуса или имеет трещины, задиры или другие повреждения, и расточить поврежденный цилиндр. Точно так же, чтобы восстановить размеры цилиндров, как новые, все цилиндры в блоке можно заменить гильзами, если все цилиндры сильно изношены.

Основным преимуществом гильзы перед рассверливанием цилиндров и установкой поршней и колец увеличенного размера является стоимость экономия на замене поршней и колец. Кроме того, многие блоки слишком тонкие, чтобы их можно было надежно высверливать без использования гильз. А если речь идет об алюминиевом блоке со встроенными железными втулками, то единственным способом сохранить (или модифицировать) блок может стать механическая обработка оригинальных втулок и установка новых (мокрых или сухих).

Изменения производительности
Для высокопроизводительных применений втулки также имеют ряд преимуществ. Смещение блока цилиндров ограничено расстоянием между центрами отверстий и толщиной отливки. Если блок представляет собой отливку с толстыми стенками, вы можете увеличить рабочий объем двигателя, расточив цилиндры до увеличенного размера и/или используя рукоятку. Шатуны Stroker популярны, потому что требуют меньше модификаций. Кривошипные шатуны с длинным ходом хороши для крутящего момента на низких оборотах, но короткоходные шатуны с большим отверстием больше квадратной формы лучше подходят для высоких оборотов. Следовательно, если вы строите двигатель с высокими оборотами, вы можете увеличить диаметр цилиндра, а не полагаться на увеличенный ход поршня для создания большей мощности.

Если вы устанавливаете сухие гильзы в блок для увеличения рабочего объема, вы можете удалить только столько металла, прежде чем у вас закончится блок, чтобы поддерживать более крупные гильзы цилиндра. Один из способов обойти это ограничение — использовать мокрую гильзу. Существующие цилиндры вытачиваются, а на их место устанавливаются мокрые гильзы. Установка включает в себя обширные модификации блока и требует точной обработки с ЧПУ, чтобы можно было использовать мокрые втулки, но результаты того стоят. Поскольку охлаждающая жидкость находится в непосредственном контакте с внешней стороной втулки, мокрые втулки обычно могут выдерживать гораздо более высокие тепловые нагрузки и мощность. Следовательно, вы получаете повышенную прочность и надежность, а также больший рабочий объем. Комплекты для переоборудования с мокрыми гильзами доступны для некоторых импортных двигателей последних моделей, а также для отечественных двигателей V8.

Советы по установке сухих рукавов
Одним из наиболее важных решений, которое вам придется принять при установке сухих втулок, является то, насколько посадка с натягом подходит для конкретного применения. Алюминиевые блоки имеют большее тепловое расширение, чем чугунные блоки, поэтому они обычно требуют большей посадки с натягом, чтобы втулки не двигались. Итак, сколько помех вам нужно?

Ответы будут различаться в зависимости от того, кого вы спросите. Различные поставщики рукавов давали нам разные рекомендации. Один сказал, что большинству алюминиевых блоков обычно требуется посадка с натягом от 0,003 дюйма до 0,004 дюйма между бесфланцевыми втулками и блоком, чтобы удерживать втулки на месте. Если на блок можно установить втулку с фланцем, то вмешательство может вообще не понадобиться.

Другой сказал, что от 0,0015″ до 0,003″ посадки с натягом — это все, что вам нужно для большинства алюминиевых блоков, и если вы превысите 0,004″, вы, вероятно, деформируете блок. Деформация отверстия — это плохо, потому что оно не позволяет отверстию быть круглым, когда вы его затачиваете. Это препятствует хорошему уплотнению кольца и допускает потери при прорыве газов и сжатии; ни один из них не подходит для выбросов или производительности.

Один поставщик сказал, что они полностью изменили свое отношение к посадке с натягом в некоторых алюминиевых двигателях. Муфты могут быть установлены с минимальным вмешательством (от 0,0005 дюйма до 0,001 дюйма) и зафиксированы на месте с помощью анаэробного герметика. Герметик, такой как Loctite 518, наносится на нижнюю треть цилиндра, чтобы удерживать его на месте и предотвращать миграцию масла между нижним концом втулки и блоком. Все, что попадает между втулкой и блоком (будь то масло, нагар или даже воздух), может помешать хорошей теплопередаче.

Общая рекомендация по установке сухих бесфланцевых втулок для чугунных блоков с водяным охлаждением заключается в использовании посадки с натягом от 0,0015 до 0,002 дюйма. Одним из советов, позволяющих упростить установку втулки и улучшить теплопередачу, является слегка отшлифовать цилиндр с помощью зернистости № 280 после того, как он был расточен для установки втулки. Более гладкая поверхность внутри отверстия улучшит контакт металла с металлом между втулкой и блоком, когда втулка вставлена ​​на место.

На некоторых двигателях малого рабочего объема с воздушным охлаждением (например, на мотоциклах и небольших двигателях) может потребоваться посадка с большим натягом. требуется, потому что цилиндры работают при более высоких температурах. Мы слышали, что производители двигателей используют посадки с натягом от 0,006 до 0,008 дюйма, чтобы втулки оставались на месте.

Еще кое-что, о чем следует помнить, это то, что если вы вставляете втулку только в один поврежденный цилиндр в блоке для его ремонта, втулка может несколько деформировать соседние цилиндры, особенно если вы используете большую посадку с натягом. Результатом могут быть проблемы с уплотнением колец, потери компрессии и прорыв газов в соседних цилиндрах.

Использование моментных пластин при растачивании и хонинговании блока является одним из способов минимизировать или исправить деформацию отверстия цилиндра. На самом деле, торсионные пластины могут потребоваться на многих тонкостенных блоках (с гильзами или без них) для достижения действительно хорошей круглой и прямой поверхности отверстия. Установите стопорную пластину и прокладку головки блока цилиндров на блок, а затем затяните болты головки цилиндров в соответствии со спецификациями перед хонингованием.

Измерение интерференции
Для точного определения величины натяга необходимы два измерения:средний внешний диаметр (OD) втулок и средний внутренний диаметр (ID) отверстий в блоке. Для измерения этих размеров вам понадобится точный микрометр наружного диаметра и микрометр внутреннего диаметра или нутромер.

Измерьте рукав сверху, посередине и по низу. Запишите числа. Затем поверните рукав на 90 градусов и снова измерьте. Усредните все эти числа, чтобы рассчитать средний наружный диаметр втулки.

Далее проделайте то же самое с отверстием. Измерьте верх, середину и низ, затем поверните нутромер или идентификационный микрофон на 90 градусов и повторите. Опять же, усредните числа вместе. Размеры внутреннего диаметра отверстия должны быть меньше размеров наружного диаметра втулки, чтобы обеспечить посадку с натягом.
Вычтите средний внутренний диаметр отверстия из наружного диаметра втулки, чтобы определить посадку с натягом.

Простая установка
Старый способ установки сухой втулки заключался в том, чтобы поместить ее в отверстие, положить деревянный брусок поверх втулки, а затем вбить его в брусок с помощью молотка. Возможно, это сработало много лет назад, когда размеры и зазоры не были такими важными, как сегодня, но такой процедуре установки не место в современных механических мастерских.

Рекомендуемый способ установки втулок – охлаждение или замораживание втулок и предварительный нагрев блока. Помещение рукавов в бытовую морозильную камеру обычно приводит к уменьшению их внешнего диаметра примерно на 0,002 дюйма. Упаковка их сухим льдом или опрыскивание жидким азотом уменьшит их еще больше, обычно на 0,003 дюйма или около того. Это часто позволяет гильзам опускаться без особых усилий или без них, что снижает риск повреждения или деформации гильз. Небольшой предварительный нагрев блока примерно до 120 градусов также немного откроет отверстия, облегчив установку. Если вам нужно применить силу, чтобы вставить втулку на место, не бейте по ней молотком. используйте оправку, чтобы вдавить его.

Вот еще один совет производителям высокопроизводительных двигателей:снимите напряжение с блока после установки гильзы, установив блок на вибростол и дав ему встряхнуться с высокой частотой в течение 15–30 минут. Криогенная обработка блока (замораживание его до минус 300 градусов по Фаренгейту ниже нуля в течение длительного медленного цикла замораживания и оттаивания) — еще один метод, который позволяет снять напряжение с блоков и уменьшить их деформацию.

Доработка цилиндров
После установки гильз внутренняя часть цилиндра может быть обработана в соответствии со спецификациями. Для правильной посадки и уплотнения колец требуется отделка, обеспечивающая хорошую опору для колец, удерживающая масло и не требующая длительного периода обкатки. Для большинства последних моделей двигателей и двигателей с высокими эксплуатационными характеристиками это означает выход на плато.

Плоскостное покрытие отверстия - это то, что в конечном итоге получают все типы колец, когда они полностью установлены, поэтому чем ближе отверстие может быть предварительно обработано до платоподобного состояния, тем меньше будут изнашиваться кольца и цилиндры при обкатке двигателя, тем лучше кольца. запечатает с самого начала, и тем дольше прослужат кольца.

Для молибденовых колец можно использовать двухэтапный процесс хонингования для достижения гладкой поверхности. Во-первых, отшлифуйте с помощью обычного абразива из карбида кремния #280. Затем ненадолго коснитесь отверстий камнем с зернистостью № 400 или несколько раз проведите по ним абразивным нейлоновым хонинговальным инструментом или щеткой.

Если цилиндры отшлифованы алмазными камнями, вы можете доработать отверстия более мелким алмазом, мелкозернистым керамическим абразивом или щеткой.

Если вы не наносите гладкую поверхность на цилиндры, хонингование камнями из карбида кремния № 220 хорошо работает с простыми чугунными или хромированными кольцами. Используйте шлифовальные круги #280 для колец с молибденовым покрытием или шлифовальные круги #320–400 для молибденовых колец, если двигатель предназначен для гонок или производительности.

После хонингования цилиндров не забудьте промыть их теплой мыльной водой и щеткой, чтобы удалить весь хонинговальный и металлический мусор. Это часто упускаемый шаг, который может быстро испортить новый комплект колец.

Дизельные мокрые вкладыши
Если вы восстанавливаете дизельный или промышленный двигатель с мокрыми гильзами, посадка с натягом не имеет значения. Большинство таких вкладышей представляют собой простую установку со скользящей посадкой, и многие из них предварительно обработаны в соответствии со спецификациями. Тем не менее, вы должны обратить пристальное внимание на состояние расточенных отверстий в блоке, чтобы вкладыши правильно поддерживались, особенно если двигатель ранее был перестроен. Если расточенное отверстие, поддерживающее фланец гильзы, повреждено или подверглось коррозии, его необходимо будет заново обработать, чтобы надлежащим образом поддерживать гильзу.

Используйте тип смазки для уплотнений, указанный производителем. Использование неправильного типа смазки может привести к набуханию уплотнения, что помешает правильной посадке вкладыша.

Если старые гильзы снаружи имеют сильный налет извести или накипи, следует очистить рубашки охлаждения в блоке, а также остальную часть системы охлаждения. Все, что прилипает к вкладышам снаружи, может препятствовать теплопередаче.

Для многих дизельных двигателей последних моделей требуются гильзы цилиндров, изготовленные из высокопрочного чугуна с индукционной закалкой или из какого-либо другого высококачественного износостойкого сплава железа. Более дешевые материалы не выдержат и, скорее всего, приведут к быстрому износу и преждевременному выходу из строя. Вкладыш хорошего качества должен легко прослужить 500 000 миль или более в грузовике повышенной проходимости класса 8.

Выступ гильзы также должен быть правильным, чтобы прокладка головки блока цилиндров хорошо уплотнялась. Если одна гильза цилиндра расположена выше, чем в соседних цилиндрах, это может повлиять на герметичность.