Какой вид износа имеет гильзы двс

Основные эксплуатационные дефекты гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания автомобилей

Захаров, Ю. А. Основные эксплуатационные дефекты гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания автомобилей / Ю. А. Захаров, Р. Р. Булатов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 5 (85). — С. 148-150. — URL: https://moluch.ru/archive/85/15984/ (дата обращения: 08.10.2023).

Техническое состояние гильз цилиндров во много определяет тягово-экономические показатели двигателя и его ресурс. Различают несколько основных эксплуатационных дефектов гильз ДВС, классификация и причины возникновения, которых, а также способы устранения рассмотрены в данной статье.

Ключевые слова: гильза цилиндра, двигатель внутреннего сгорания, эксплуатационный дефект, расход топлива, компрессия, износ, трещины.

Гильза цилиндра двигателя внутреннего сгорания представляет собой цилиндрическую вставку, формирующую рабочий объем двигателя и определяющая положение поршня при его движении. От технического состояния гильз цилиндра ДВС зависят такие параметры как мощность, расход топлива, компрессия, расход масла и так далее [1–3].

Основные дефекты гильз цилиндров ДВС, образующиеся при эксплуатации: трещины, износ наружной поверхности, излом бурта, износ посадочных поясков, износ внутренней (рабочей) поверхности.

Трещины на поверхности гильз цилиндров могут возникать от перегрева ввиду превышения предельно допустимой нагрузки на двигатель, неполноценной работы системы охлаждения, под воздействием ударных нагрузок, из-за «размораживания» охлаждающей жидкости двигателя или при нарушении технологии ремонта (перетяжка болтов, перекосы при запрессовке и так далее) [4–6].

В результате чрезмерного нагрева, а иногда и от резкого охлаждения в гильзах появляться микротрещины, которые под действием температуры и ударных нагрузок могут привести к физическому разрушению гильзы, что в конечном итоге вызовет потерю работоспособности цилиндропоршневой группы и двигателя в целом.

При дефектации трещины в гильзах можно обнаружить с помощью рентгенографического исследования, с помощью ориентирования металлических опилок вдоль трещины под воздействием магнитных полей или путем применения смазок и жидкостей, имеющих высокую проникающую способность. При обнаружении трещин гильзы не подлежат ремонту или восстановлению и выбраковываются [4, 7].

2. Износ наружной поверхности.

Как правило, большая часть наружной поверхности находиться в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью, в связи с этим, основными причинами повреждения этой поверхности гильз является квитанционное изнашивание и коррозионные процессы. Величина повреждений наружной поверхности может быть значительно снижена путем применения специализированных охлаждающих жидкостей (антифризов), имеющих в своем составе антикоррозионные, противопенные и другие присадки [2, 5–8].

Наличие дефектов наружной поверхности гильз может приводить к протечкам охлаждающей жидкости в картер двигателя и взаимодействия с моторным маслом, в результате чего образуется масляная эмульсия, не способная полноценно выполнять свою работу. Либо возможно загрязнение охлаждающей жидкости моторным маслом.

Устранение таких дефектов возможно путем нанесения полимерных композиций на изношенные поверхности [1–3, 7–8].

Основными причинами излома бурта гильзы являются: наличие посторонних частиц при запрессовке; неровности и перекосы в области седла буртика в блоке цилиндров; неподходящая по высоте и размерам прокладка головки блока цилиндров; нарушения технологии обработки при ремонте и восстановлении.

Иногда головка блока цилиндров имеет канавку по всему периметру, в которую входит противопожарный борт, причем головка и гильза цилиндра не должны соприкасаться. Если вследствие перекоса или повреждения головка блока требует выравнивания, канавка должна быть пропорционально увеличена. В противном случае есть опасность того, что усилие будет направлены не на прокладку, как должно быть, а на противопожарный борт гильзы цилиндра.

Если данный дефект гильзы не будет вовремя обнаружен, то после пуска двигателя сломанная гильза сдвинется в направлении коленчатого вала, и как только место излома окажется на высоте первого поршневого кольца, поршневое кольцо выскочит выше места излома. При обратном ходе поршня он вдавит гильзу цилиндра. Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены.

Устранить такой дефект можно с помощью пластической деформации, наплавки или приварки стальной ленты с последующей механической обработкой.

4. Износ посадочных поясков гильзы.

Износ посадочных поясков частично связан с кавитационным изнашиванием. Признаком дефекта гильз являются глубокие раковины на поверхности поясков, что является следствием явления кавитации или коррозии.

В процессе работы возникает вибрация гильзы, что также вызывает износ посадочных поясков гильзы.

В реальных условиях эксплуатации двигателей возможно появление овальности посадочных поясков гильзы, вызванное кавитационным разрушением или отложением накипи в зазорах посадочных поясков гильзы в блоке.

Устранить подобный дефект можно также с помощью пластической деформации, наплавки или приварки стальной ленты с последующей механической обработкой.

5. Износ внутренней поверхности цилиндров.

Во время работы двигателя зеркало цилиндров подвергается абразивному и механическому изнашиванию вследствие проникновения в двигатель пыли. Много пыли попадает в цилиндры с воздухом через впускной трубопровод, если имеются неплотности в месте его крепления, или с топливом и маслом при их небрежном хранении.

Механическое изнашивание зеркала гильзы цилиндра больше в верхней части, чем в нижней, так как в верхней части давление значительно выше. Когда в конце такта сжатия в цилиндре сгорает рабочая смесь, то резко повышается давление образовавшихся горячих газов, и первое компрессионное кольцо сильно прижимается к зеркалу цилиндра.

В ВМТ скорость поршня снижается до нуля, масляная пленка выгорает, и первое поршневое кольцо вступает непосредственно в контакт с зеркалом цилиндра. При движении поршня вниз (в первый момент) происходит интенсивное изнашивание зеркала цилиндра и поршневого кольца.

Кроме износа по длине также наблюдается износ в направлении, перпендикулярном оси коленчатого вала, т. е. овализация гильз. Овализация гильз цилиндров вызывается как неравномерностью изнашивания, так и остаточными деформациями, возникающими от сил давления газов и бокового усилия поршня. Наибольшая овальность гильзы происходит в верхнем поясе в зоне расположения верхнего поршневого кольца при положении поршня в верхней мертвой точке.

Устранить износ внутренней поверхности гильзы можно с помощью растачивания, хонингования, шлифования, наплавки, осаждением гальванопокрытий, металлизацией [8].

Таким образом, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания при работе испытывают большие нагрузки, они подвержены пяти основным эксплуатационным дефектам, каждый из которых имеет свои причины для появления и может быть устранён тем или иным способом, применяемым в авторемонтном производстве.

1. Захаров, Ю. А. Анализ способов восстановления корпусных деталей транспортно-технологических машин и комплексов [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 19. — С. 202–204.

2. Захаров, Ю. А. Основные дефекты корпусных деталей автомобилей и способы их устранения, применяемые в авторемонтном производстве [Электронный ресурс] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремзин, Г. А. Мусатов // Инженерный вестник Дона: электронный научный журнал. № 4, 2014. URL: www.ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_48_Zaharov.pdf_b512b82f57.pdf

3. Захаров, Ю. А. Упрочнение деталей автомобилей типа «вал» и «ось» [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. В. Ремизов, Г. А. Мусатов // Молодой ученый. — 2014. — № 20. — С. 141–143.

4. Захаров, Ю. А. Основные способы упрочнения рабочей поверхности гильз цилиндров двигателей автомобилей [Текст] / Ю. А. Захаров, Л. А. Рыбакова // Молодой ученый. — 2015. — № 2. — С. 157–160.

5. Голубев, И. Г. Мониторинг технологических процессов восстановления деталей [Текст] / И. Г. Голубев, В. В. Быков, А. Н. Батищев, В. В. Серебровский, И. А. Спицын, Ю. А. Захаров // Технический сервис в лесном комплексе / Сб. материалов. науч.-практ. конф. — Москва: МГУЛ, 2000.– С.31.

6. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — № 17. — С. 56–58.

Определение износа гильзы цилиндра

При осмотре рабочей поверхности гильз была видна и на ощупь чувствовалась ступенька от износа в верхней части гильзы, на границе работы поршневых колец. Спецы, конечно, на ощупь могут сказать величину этого износа, но я решил довериться измерительным инструментам.

Проверка износа гильз осуществлялась с помощью индикаторного нутромера. Предварительно нутромер был выставлен в «0» на величину 82 мм в микрометре, который также был проверен на эталонном стержне (мере), входящем в его комплект.

Далее измерены отклонения от «0», т.е. от 82 мм диаметров гильз на различной глубине по продольной и поперечной оси двигателя. Установил, что наибольший износ имеет 3-й цилиндр (-0,11 мм), наименьший — 4-й (-0,07). Первый и второй по -0,09-0,10 мм. Разумеется в нижней части гильзы износ минимальный, в максимальный износ как раз под буртиком в верхней части. По книжкам предельный допустимый износ: овальность 0,05 мм, конусообразность 0,07 мм. Для себя сделал вывод, что двигатель не убит, но достаточно изношен и требует замены гильз. Гильзы есть, но нужно разобраться с их происхождением.

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.

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.

Дефекты гильзы в блоке цилиндров

Гильзы в блоке цилиндров работают в достаточно жестких условиях: высокие температуры, перепады давления, детонации. Ничего удивительного, что риск повреждения этих элементов очень велик. Однако важно вовремя диагностировать и устранить появившиеся дефекты, чтобы они не переросли в серьезные проблемы с мотором.

Основные проблемы, которые могут возникнуть с гильзами блока цилиндров (далее БЦ):

• износ внешней поверхности,
• появление трещин,
• излом бурта,
• дефект внутренней поверхности гильзы (зеркала).

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.

Чрезмерный износ внешней поверхности и появление трещин в гильзе блока цилиндров

Самым распространенным нарушением в этой части автомобиля считается именно износ внешней поверхности элемента. Происходит это по причине того, что в процессе работы гильза практически всей поверхностью соприкасается с охлаждающей жидкостью. Соответственно это сопровождается возникновением так называемого процесса кавитации, то есть образования мелких пузырьков у поверхности гильзы при ее вибрации. Таким образом на внешней поверхности и возникает сильный износ. Опасна данная ситуация тем, что мельчайшие повреждения элемента могут привести к образованию коррозионных процессов. Со временем трещины начнут разрастаться и гильза уже не сможет в полном объеме сдерживать поток охлаждающей жидкости. Через гильзу жидкость начнет попадать в картер двигателя, вызывая тем самым появление эмульсии. Кроме того, при эксплуатации мотора в слишком агрессивном режиме или с серьезными нарушениями могут возникнуть на гильзе куда более серьезные трещины. Они могут появится из-за таких причин:

• Использование низкокачественного топлива и моторного масла;
• Частое движение авто на повышенных оборотах;
• Агрессивный старт на повышенных оборотах;
• Плохо выполненные ремонтные работы на двигателе.

На наличие неполадок в гильзе блока цилиндров могут указывать и определенные симптомы. К ним относится снижение мощности двигателя, образование эмульсии в моторном масле и расширительном бачке, неправильный температурный режим при отсутствии на то видимых причин или же появление запаха выхлопных газов из расширительного бачка.

О том, как проверить на износ гильзу блока цилиндров будет рассказано в этом видеоролике:

Опубликовано: 13 июля 2021

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.

Дефекты гильз блока цилиндров

Итак, среди основных дефектов, связанных с гильзой, следует выделить:

• износ внешней поверхности гильз;
• образование трещин в гильзах блока цилиндров;
• излом бурта гильзы блока цилиндра;
• дефект внутренней поверхности гильзы (зеркало);

Износ внешней поверхности гильз достаточно распространен. Большая часть внешней поверхности гильзы БЦ находиться в контакте с охлаждающей жидкостью. Из-за вибрации гильзы при работе двигателя возникают пузырьки, которые взрываются у наружной стенки гильзы, этот процесс называемый кавитацией и приводит к кавитационному изнашиванию, а также коррозионным процессам.

Вибрация и коррозия вызывают появление микротрещин в гильзе, через которые под воздействием высокого давления охлаждающая жидкость проникает в картер двигателя и образовывает эмульсию в моторном масле.

Устранить такой дефект можно путем наложения полимерных композитов на поврежденные участки. Но, к сожалению, такой ремонт не даст полной гарантии, что проблема будет полностью устранена. Возможно, в ближайшем будущем потребуется все-таки заменить гильзу.

Чтобы не допускать коррозионных процессов и кавитационного изнашивания внешних стенок гильзы, автовладельцу необходимо применять только качественные специальные охлаждающие жидкости (антифризы или ТОСОЛы), часто рекомендованные самим производителем ДВС.

• Также частой неполадкой является образование трещин в гильзах блока цилиндров. Зачастую, трещины в ГБЦ и БЦ появляются в результате неправильной эксплуатации агрегата (длительная работа двигателя на повышенных оборотах, использование топлива, не рекомендованного производителем силовой установки и т.д.).

Немаловажным фактором в проявлении дефекта является резкое изменение скорости вращения коленчатого вала двигателя до отсечки на непрогретом моторе, а также использование некачественных смазочных материалов, охлаждающих жидкостей.

Еще следует упомянуть ремонт ДВС, проведенный на СТО с несоблюдением технических норм по данному силовому агрегату. Нельзя исключить и случаи появления трещин в гильзах блока цилиндров, обусловленных браком при производстве изделия на заводе-изготовителе.

Косвенными симптомами описанного дефекта могут быть:

• нарушение температурного режима мотора при рабочем термостате;
• субъективное ощущение уменьшение мощности ДВС;
• появление в моторном масле эмульсии, а также эмульсия в расширительном бачке;
• запах выхлопных газов из расширительного бачка;

Указанные признаки могут стать причиной обращения на квалифицированное СТО с целью проведения углубленной диагностики и выявления возможных трещин в гильзах блока цилиндров.

Основным методом выявления трещин являются: рентгенография и метод определения трещин посредством красящих химических растворов. В случае выявления дефекта, основным и единственным методом устранения является замена гильзы, поскольку дефектная гильза с трещиной ремонту не подлежит.

Излом бурта гильзы блока цилиндров

Седло бурта — округлое гладкое углубление, расположенное в блоке цилиндра двигателя и фиксирующее гильзу в блоке. Чтобы гильза полностью прилегала по всему периметру седла, буртик должен сидеть точно в углублении. В верхней части блока цилиндров устанавливается прокладка головки блока, которая должна прилегать точно к верхней части седла буртика.

При затяжке болтов головка блока сильно прижимается к блоку цилиндров, при этом прокладка между ними должна выдержать максимальное давление. Именно через болты и прокладку передается большое усилие на седло буртика. По этой причине очень важно, чтобы усилие передавалось через прокладку на седло строго вертикально.

Излом бурта гильзы блока цилиндров может являться следствием:

Почему стучат пальцы в двигателе: причины и способы…

Как подготовить машину к зиме? Список советов и действий

• перекоса в области седла буртика гильзы;
• нарушения технологии обработки при ремонте и восстановлении гильз блока цилиндров;
• неподходящей по высоте и размерам прокладки ГБЦ;
• наличия посторонних частиц между гильзой блока цилиндра и буртом (стружка, уплотняющие средства, остатки старой прокладки и т.д.).

Чтобы не допустить излома бурта гильзы необходимо во время сборки мотора:

• обеспечить чистоту обработки поверхностей бурта и блока цилиндров;
• убедиться в качестве устанавливаемых под гильзами колец;
• толщина прокладки ГБЦ должна соответствовать техническим требованиям по данному изделию.

Во время установки головки блока цилиндров необходимо выполнять протяжку болтов динамометрическим ключом с усилием, указанным в технической документации, согласно правильной последовательности протяжки болтов при установке ГБЦ.

Способы устранения дефекта гильзы будут зависеть от степени повреждения бурта ГБЦ. Как правило, используют приваривание к гильзе полоски из стали, либо практикуется замена гильзы.

Если своевременно обнаружить дефект гильзы и устранить его, тогда в дальнейшем можно избежать более серьезных последствий, а также сэкономить на ремонте двигателя. Дело в том, что при наличии дефектов гильзы во время активной эксплуатации ТС часто из строя выходит сам поршень, шатун коленвала и т.д.

Дефект внутренней поверхности гильзы

При эксплуатации транспортного средства на запыленных дорогах и в промышленных городах через воздушный фильтр или негерметичное соединение воздуховодов, а также с грязным топливом и плохо отфильтрованным моторным маслом частицы пыли попадают в цилиндры ДВС.

Результат — воздействие на зеркало гильзы с эффектом наждачной бумаги (царапины и задиры на зеркале гильзы). Со временем царапин становится больше, далее герметичность прилегания поршневых колец к зеркальной стенке гильзы критически уменьшается, что приводит к падению компрессии в цилиндре.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как выполняется расточка и гильзовка блока цилиндров. Из этой статьи вы узнаете о том, какие нюансы и особенности следует учитывать в рамках проведения указанных операций.

Восстановить зеркало внутренней поверхности гильзы возможно методом хромирования, а в случаях критического износа поверхности гильзы, который нельзя устранить этим методом, потребуется замена поврежденной гильзы.

С целью предотвращения попадания абразива в цилиндры ДВС, владельцу автомобиля необходимо проводить ТО согласно строго определенного регламента. При проведении ТО нужно акцентировать внимание на проверке герметичности соединений воздуховодов, а также использовать рекомендованные производителем масла и фильтры.

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.

Лабораторная работа № 1 Исследование износа и дефектов гильз цилиндров двигателя

Цель работы: закрепление и развитие знаний, способов, средств и техники дефектации гильз цилиндров, приобретение практических навыков определения дефектов и их сочетаний, использование средств контроля и руководства по капитальному ремонту автомобилей, уяснение характера дефектовочных работ.

Содержание работы: подготовка исходных данных для дефектации деталей; определение технического состояния деталей; сортировка деталей по результатам контроля; назначение способа ремонта и содержания операций по подефектной технологии; оформление отчета о результатах работы.

Оборудование: гильзы блока цилиндров двигателя КамАЗ-740; стойка микрометра (ТУ 2-084-823-68); микрометр МК (ГОСТ 6507-60) с пределами измерения 100–125 мм; микрометрический нутромер НМ175 (ГОСТ 862-72) с пределами измерений 75–175 мм; штангенциркуль ШЦ-2 (ГОСТ 166-73) с пределами измерений 0–160 мм; масштабная линейка длиной 300 мм; дефектовочные карты и таблицы ремонтных размеров.

Конструктивно-технологическая характеристика детали. Гильзы цилиндров двигателя КамАЗ-740 – “мокрого” типа, легко­съем­ные, изготовлены из специального чугуна центробежным литьем, объемно закалены для повышения износостойкости, НRСэ=46,4–51,3. В соединении гильза – блок цилиндров водяная полость уплотнена резиновы­ми кольцами круглого сечения. В верхней части установлено кольцо под бурт в проточку гильзы, в нижней части – два кольца в расточки блока. Гильзы цилиндров двигателя КамАЗ-740 тонкостенные. Толщина их стенок 13,5 мм.

Требования к точности размеров в пределах 4-7 квалитетов, шероховатость поверхности не должна превышать , овальность и конусность внутренней поверхности цилиндра не должна превышать 0,025 мм.

Установочной базой служат фаски отверстия по поршень.

Основные положения

Гильза блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания работает в тяжелых условиях. Зеркало гильзы изнашивается в результате трения поршневых колец и действия абразивных частиц, содержащихся в смазке и засасываемом воздухе. Попадание в цилиндр всего одного процента неочищенного воздуха увеличивает износы поршневых колец и гильз в два раза. Износ гильз усиливается действием высоких температур, давлением продуктов сгорания и коррозии, вызываемой содержащимися в них сернистыми соединениями и оксидом углерода.

Зеркало гильзы смазывается разбрызгиванием масла, стекающего с поршневого пальца и шатуна. Под действием высокой температуры происходит разжижение масляной пленки, что ухудшает условия смазки верхней части зеркала гильзы. Вследствие неравномерного давления поршня на стенки гильзы, одновременно с изнашиванием её внутреннего диаметра образуется овальность, достигающая максимального значения в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца. Кроме того, овальность зеркала гильзы может увеличиваться вследствие неправильной затяжки гаек, крепящих головку блока и деформации блока из-за неравномерного нагрева цилиндров при работе двигателя.

Кроме овальности зеркало гильзы цилиндра обретает конусность в процессе изнашивания.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с организацией рабочего места и проверить его комплектность.

2. Усвоить особенности конструкции гильзы, условия работы и ха­рактер возможных повреждений, технические требования на дефектацию детали.

3. Ознакомиться с правилами пользования инструментами и правилами техники безопасности.

4. Определить состояние гильзы.

4.1. Осмотреть гильзу. Установить и записать в отчет наличие дефектов (таблица 2.2). Осмотр провести в соответствии с дефектовочной ведомостью (таблица 2.1).

4.2. Произвести измерение диаметра под поршень:

· измерить штангенциркулем диаметр верхней не изнашивающейся кромки гильзы;

· настроить микрометр на полученный размер с учетом предполагаемого износа гильзы;

· установить штифты микрометрического нутромера между пятой и шпинделем микрометра, закрепить сменный стержень и подвести нуль шкалы к стрелке индикатора;

· отжать рукой измерительный стержень настроенного нутромера и осторожно ввести его в цилиндр;

· произвести измерения внутреннего диаметра гильзы на расстоянии 80 мм от верхней его кромки, в шести плоскостях.

Схема замера представлена на рисунке 2.1 отчета. Результаты записать в таблицу 2.3 отчета.

Таблица 2.1 — Карта технических требований на дефектацию

Деталь	гильза цилиндра
№ детали	740.1002021
Материал	Чугун специальный
Твердость	46,4…51,3 НRСэ
Пози-	Возможный дефект	Способ установления де­фекта и сред­ства контроля	Размер, мм	Заключение
­ция на эс­кизе	по рабочему чертежу	допустимый размер
–	Обрыв бурта	Осмотр	–	–	Браковать
Обломы или сколы ниж­ней части	Осмотр	–	–	Браковать
Трещины на стенках	Осмотр. Де­фектоскопия	–	–	Браковать
Кавитационные раковины на наружной поверхности	Осмотр. Ли­нейка–150. ГОСТ 427-75. Шаблон 1 мм.	–	–	Браковать при раковинах диаметром более 2 мм и глубиной более 1 мм.
Сколы на верх­нем торце бурта	Осмотр. Ли­нейка–150. ГОСТ 427-75.	–	–	Заварить. Браковать при сколах длиной по окруж­но­сти более 5 мм или в коли­честве более 5 штук на рас­стоянии менее 10 мм друг от друга
Забоины или ракови­ны на бурте	Осмотр. Ли­нейка–150. ГОСТ 427-75.	Зачистить. Заварить. Бра­ко­вать при за­бои­нах или ра­ковинах шириной более по­ловины пояска в количестве более 5 штук на расстоянии менее 10 мм друг от друга.
Окончание таблицы 2.1
Риски, зади­ры, ракови­ны или из­нос рабочей поверхности	Осмотр. Нут­ромер НИ 100-160-1. ГОСТ 868-82.	120+0,03	–	Восстановить армировани­ем стальной лентой или ус­тановкой дополнительной гильзы
Износ верхне­го посадочно­го пояска	Калибр-ско­ба НЕ 137,5 Хга ГОСТ 2015-84	137,5	137,391	Напылить
Износ нижне­го посадочно­го пояска	Калибр-ско­ба НЕ 134 Хга ГОСТ 2015-84	134	133,894	Напылить

Таблица 2.2 – Карта осмотра гильзы цилиндра

Конструктив­ные элементы детали	Требования рабочего чертежа	Действительное состояние элемента детали	Способ установления дефекта; применяющий­ся инструмент	Заключение
1. Обрыв бурта	Повреждения не допускаются
2. Обломы или сколы нижней части	Повреждения не допускаются
3. Трещины на стенках	Повреждения не допускаются
3. Кавитаци­он­ные ракови­ны на наруж­ной поверхности	Допускаются раковины диаметром до 2 мм и глубиной до 1 мм
4. Сколы на верхнем торце бурта	Допускаются сколы длиной по окружно­сти не более 5 мм в количестве не бо­лее 5 штук на расстоя­нии не менее 10 мм друг от друга
5. Забоины или раковины на бурте	Допускаются за­бои­ны или ракови­ны шириной не бо­лее половины поя­ска в количестве не более 5 штук на расстоя­нии не ме­нее 10 мм друг от друга
Окончание таблицы 2.2
6. Риски, задиры, раковины или износ рабочей поверхности	Риски, задиры, ра­ковины не допус­каются. Допусти­мый без ремонта износ Æ120,1. Но­ми­нальный Æ120+0.03
7. Износ верхнего посадочного пояска	Номинальный Æ137,5 . Допустимый без ремонта Æ137,391
8. Износ нижнего посадочного пояска	Номинальный Æ134 . Допустимый без ремонта Æ133,894.

4.3. Определить величину диаметра и износа гильзы для каждой плоскости:

d = d1 – c, (2.1)

U = d – d2, (2.2)

где d – диаметр изношенной гильзы, мм;

d1 – размер, на который был настроен нутромер, мм;

с – отклонение стрелки индикатора, мм;

d2 – диа­метр гильзы на верхней кромке (номинальный диаметр), мм;

U – износ гильзы, мм.

4.4. Построить график износа гильзы (рисунок 2.1) и определить плоскость качания шатуна.

4.5. Произвести измерения внутреннего диаметра гильзы по образу­ю­щей в плоскости качания шатуна и в плоскости перпендикулярной к ней. Измерения проводить в 4-х поясах. Результаты записать в таблицу 2.4 отчета.

4.6. Построить графики величин износа гильзы по образующей для двух плоскостей, рисунок 2.2. Найти место наибольшего износа.

4.7. Определить максимальную овальность Вmах и максимальную конусность Кmах гильзы:

Dmf[ = d¢mf[ – d¢min (2.3)

Кmах = dmах – dmin, (2.4)

гдеd¢mах, d¢min – соответственно максимальный и минимальный диаметры гильзы в одном поясе и разных плоскостях, мм;

dmах, dmin – соответственно максимальный и минимальный диаметры гильзы в одной плоскости и разных поясах, мм.

5. Привести в порядок рабочее место и сдать его лаборанту.

6. Оформить отчет о работе.

Содержание отчета

Отчет должен содержать

1. Анализ условий работы и характерных дефектов гильзы двигателя КамАЗ-740. Наличие дефектов.

2. Таблицы с результатами измерений и расчетов.

3. Схемы замеров

4. Графики износа гильзы.

5. Выводы, включающие:

· величину максимального износа, конусности и овальности;

· характер и причины хода кривых износа по окружности гильзы и по её образующей;

· заключение о пригодности гильзы к дальнейшей эксплуатации.

2.4 Контрольные вопросы

1. Перечислите конструкторские элементы гильзы, материалы из которых она изготовлена, требования к термообработке.

2. Охарактеризуйте условия работы гильзы и факторы, ускоряющие её износ.

3. Перечислите характерные дефекты гильзы.

4. Как установить индикаторный нутромер на базовый размер?

5. Как произвести измерения внутреннего диаметра гильзы?

6. Как определить диаметр изношенного отверстия?

7. Как рассчитать износ отверстия по результатам измерения при помощи индикаторного нутромера?

8. Как рассчитать максимальную конусность внутреннего диаметра гильзы?

9. Как рассчитать максимальную овальность внутреннего диаметра гильзы?

10. Назовите способы ремонта гильзы.

Образец титульного листа по лабораторной работе

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ высшего профессионального образования

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Кафедра Автомобильный транспорт

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСА И ДЕФЕКТОВ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

Лабораторная работа по учебной дисциплине

«Основы технологии производства и ремонта автомобилей»

по специальности 190601.65 – автомобили и автомобильное хозяйство.

Преподаватель ______________________ С.Г Крылов “______” ______________ 201 ___

Студент группы _______ ______________________ А. К. Петров “______” ______________ 201 ___

Анализ условий работы детали: ____________________________________

Дефекты гильзы, выявленные внешним осмотром (таблица 2.2): ________

Таблица 2.3 — Характер износа гильзы по окружности

Плоскости измерений	Отклонение стрел­ки инди­катора С, мм	Диаметр изношенной гильзы d, мм	Износ гиль­зы И, мм	Максимальная овальность Вmax, мм
I–I
II–II
III–III
IV–IV
V–V
VI–VI

Рисунок 2.1 — Износ гильзы по окружности

Таблица 2.4 — Износ гильзы по образующей

Отклонение стрел­ки инди­катора, мм

Диаметр изношенной гильзы, мм

Износ гиль­зы, мм

Максимальная конусность, мм

б	Рисунок 2.2 – Износ гильзы по образующей в плоскости качания шатуна (а) и перпендикулярной плоскости качания шатуна (б)
а

Дефекты блоков цилиндров и их устранение

Блок цилиндров является базовой деталью, которая служит для заданного расположения всех механизмов и деталей двигателя. У большинства дизелей блоки изготовлены из серого или специального легированного чугуна. Используют для изготовления этих деталей алюминиевый сплав AЛ-4 (двигатель 3M3-53).

Наиболее часто встречающимися дефектами блоков цилиндров являются:

• трещины и пробоины в стенках рубашки охлаждения
• износ гнезд под вкладыши коренных подшипников, нарушение соосности гнезд
• износ отверстий во втулках и отверстий под втулки распределительного вала или нарушение их соосности
• износ посадочных мест под гильзы, резьбовых отверстий и отверстий под толкатели
• коробление поверхностей
• трещины на перемычках между посадочными местами под гильзы цилиндров
• и др.

Блок выбраковывают при трещинах или обломах в гнездах под вкладыши коренных подшипников, в отверстиях под втулки распределительного вала, в масляных каналах и в местах, недоступных для их устранения, а также в случаях, когда обнаружено более двух трещин в перемычках между посадочными местами под гильзы или клапанными гнездами, более четырех трещин в рубашке охлаждения или более двух трещин, выходящих на обработанные поверхности.

Трещины и пробоины устраняют с помощью сварочных процессов, наложением заплат и закреплением их винтами или сваркой, наложением заплат с применением эпоксидных композиций. В местах, не испытывающих больших нагрузок, трещины заделывают стягивающими или уплотняющими фигурными вставками.

Изношенные резьбовые отверстия восстанавливают постановкой спиральных резьбовых вставок, нарезанием резьбы ремонтного (увеличенного) размера. Шпильки с изношенной резьбой выбраковывают: При наличии обломанных болтов и шпилек место облома зачищают заподлицо с поверхностью блока. В центре облома сверлят отверстие на всю длину обломанной части болта (шпильки). Затем забивают экстрактор соответствующего номера, на него надевают соответствующую гайку и вывинчивают обломанную часть из отверстия. При необходимости прогоняют резьбу метчиком.

Посадочные места (гнезда) под вкладыши коренных подшипников восстанавливают растачиванием под вкладыши ремонтного размера с увеличенным наружным диаметром на станке РД-14.

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

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.

Условия работы и основные дефекты гильз

Рабочая поверхность цилиндра работает в условиях переменных давлений и температур, а также подвергается воздействию агрессивной среды отработавших газов.

Самой уязвимой частью цилиндро-поршневой группы является уплотнение между поршнем и цилиндром. Даже небольшая часть (меньше 1%) высокотемпературных рабочих газов, прорвавшихся в поршневую канавку, способствует дожиганию копоти и сажи, которые снимаются со стенки цилиндра верхним поршневым кольцом. В результате образуется нагар. Происходит постепенное заполнения термодинамических зазоров и компрессионного кольца, которое теряет свою подвижность относительно поршня и цилиндра, пригорает к поршню, становится жестким, в результате чего на стенки цилиндра появляются задиры, которые приводят к заклиниванию поршня и поломке двигателя.[6] Основной причиной, вызывающей необходимость ремонта, является изнашивание поверхностей в процессе трения — скольжения и разными режимами смазки.

Основными дефектами гильз цилиндров являются: износ внутренней поверхности, продольные трещины, скол буртиков, кавитация, неравномерный износ, выработка хонинговальной структуры, трещины из-за гидравлического удара. Основными причинами появления данных дефектов является воздействие абразивных частиц, газовая коррозия, трение поршневых колец. Рассмотрим каждый дефект подробнее:

Продольные трещины гильз.

Трещины гильз такого рода часто вызваны ударными нагрузками. Такой дефект вызывает бурление охлаждающей жидкости или снижение ее уровня (рис.2.8).

Возможные причины повреждения:

* гидравлические удары, [4]

* посторонние тела под контактными или уплотнительными поверхностями,

* дефектные опоры буртиков

Рис. 2.8. Продольные трещины гильз

Скол буртика гильзы цилиндра.

У гильзы блока цилиндров оторван полностью верхний буртик (рис. 2.9). Такие повреждения вызваны изгибающими моментами, появляющимися при некачественной сборке.

В большинстве случаев буртик гильзы откалывается уже при затяжке головки блока цилиндров.

Возможные причины повреждения:

* Использовались «не заводские» прокладки (уплотнения других изготовителей имеют отчасти другую форму и другой диаметр).

* Не соблюдались предписанные изготовителем двигателя моменты затяжки.

* Не были обеспечены допуски геометрической формы опоры буртика.

Рис. 2.9. Скол буртика гильзы цилиндра

Кавитации на гильзах цилиндра.

Кавитация появляется в основном в плоскости качания поршня (на нагруженной или на ненагруженной стороне) и вызвана вибрациями стенки цилиндра. Высокочастотные вибрации возникают в момент детонационного горения и качением поршня в нижней и верхней мертвой точке. Со временем вследствие этого образовываются каверны (рис. 2.10). Для предотвращения кавитационного разрушения в гильзах двигателей протачивают специальную канавку, в которую вставляют антикавитационное кольцо прямоугольного сечения 3 (рис. 2.10.1).

Возможные причины повреждения:

* Не был соблюден зазор между поршнем и гильзой (повторная установка уже работавших поршней, изношенные гильзы).

Рис. 2.10. Кавитации на гильзах цилиндра

Рис. 2.10.1. Схема цилиндра с антикавитационным кольцом

* Некачественная или неточная посадка гильзы.

* Отсутствуют присадки в масле для защиты от замерзания и защитой от коррозии.

* Недостаточное или избыточное давление в системе охлаждения.

* Слишком низкая рабочая температура двигателя.[8]

Неравномерный износ гильзы.

Неравномерный зеркальный внешний вид поверхности скольжения на рабочих поверхностях гильзы всегда является признаком перекоса цилиндра (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Неравномерный износ гильзы

Слишком мокрые или сухие гильзы цилиндров могут иметь перекос уже непосредственно после сборки. Поршневые кольца не совсем герметизируют перекос цилиндра ни относитееьно масла, ни относительно газов сжигания. Масло проходит мимо поршневых колец, попадает в камеру сгорания и сжигается. В результате газов сжигания повышается давление в блок-картере. Это избыточное давление приводит к потере масла в различных местах стыка двигателя, всасывается двигателем и сжигается или выбрасывается.

Возможные причины появления:

* Неравномерная или неправильная затяжка болтов головки блока цилиндров.

* Срыв резьбы болтов головки блока цилиндров.

* Неподходящие или неправильные прокладки головки блока цилиндров.

* Дефектная опора буртика в картере, неправильный выступ буртика.

Блестящие места в верхней зоне гильзы.

На рабочей поверхности гильзы в верхней части имеются места с глянцевым блеском, а сам поршень не имеет значительных следов износа. У двигателя наблюдается повышенный расход масла (рис. 2.12). Такие виды износа появляются тогда, когда при эксплуатации на жаростойком поясе поршня образовывается твердый масляный нагар в результате несгоревшего масла и остатков горения.

Рис. 2.12. Блестящие места в верхней зоне гильзы, нагар на поршне

Возможные причины появления:

* Попадание чрезмерно большого количества моторного масла в камеру сгорания из-за дефектов

маслосъемных колпачков стержней клапанов и т. д.

* Избыточное давление в блок-картере из-за большого количества газов, проникших в картер из камеры сгорания.

* Недостаточная конечная обработка гильзы и в результате этого повышенный выход масла.

* Использование моторных масел низкого качества.

Трещина гильзы из-за гидравлического удара.

На внутренней поверхности гильзы в верхней части имеется трещина и задиры на рабочей поверхности (рис. 2.13). На поршне также имеются задиры. В цилиндр в процессе работы попадала жидкость. Высокое давление жидкости разорвало гильзу и образовало углубление в днище поршня.[8] Возможные причины появления:

* Непреднамеренное всасывание воды при переезде через лужи.

Рис. 2.13. Трещина гильзы из-за гидравлического удара и повреждения поршня

* Заполнение цилиндра водой при неработающем двигателе из-за не герметичности уплотнения головки блока цилиндров.

* Заполнение цилиндра топливом при неработающем двигателе из-за не герметичности форсунок.

Условия работы и виды изнашивания гильз цилиндров

Исходя из функционального назначения, гильзы цилиндров относятся к главным элементам поршневых ДВС и являются наиболее ответственной деталью ЦПГ. Стенки внутренней полости гильзы служат направляющими для поршня при его перемещениях между крайними положениями и соприкасаются с пламенем и горячими газами, достигающими температуры 1500-2500C. Гильза цилиндра работает в условиях резкопеременных давлений в надпоршневой полости. Поршень при перемещении действует на гильзу с боковой силой N_б и в конце каждого хода, перекладываясь с ударом о стенку гильзы, меняет направление своего движения, причём в мёртвых точках скорость его равна нулю, а потом нарастает до максимума, составляющего в автомобильных двигателях до 25 м/с при номинальной частоте вращения коленчатого вала и снова уменьшается до нуля в смежной мёртвой точке. Такое неравномерное движение поршня и связанного с ним комплекта подвижных деталей порождает переменные по величине и направлению силы инерции P_j возвратно-движущихся масс, действующие вдоль оси цилиндра. Силы давления газов P_гв надпоршневой полости одинаково действуют как на поршень, так и на головку блока и стенки цилиндра, при этом всегда, имея равную себе величину и направление, эти силы взаимно уравновешиваются внутри системы.

Рис.Силы, действующие на детали ЦПГ.

На долю гильз цилиндров из-за воздействия высоких механических и тепловых нагрузок приходится значительная часть отказов двигателей. Основные составляющие эксплуатационного износа цилиндров автомобильных двигателей приводятся в табл..

От нормального теплового

От пониженного теплового

* — включая неустановившиеся режимы работы двигателя по оборотам и нагрузке

Износ пары трения гильза цилиндра – поршневое кольцо проявляется в сложном многообразии форм и зависит от большого количества одновременно действующих факторов: условий эксплуатации двигателя, наличия граничных условий смазки, агрессивности среды, качества очистки воздуха, топлива и смазочного материала, сочетания материалов элементов пары трения, их механических и теплофизических свойств, характера микрорельефа, качества их покрытия, условий приработки и т.д. Результаты многих исследований [] позволяют утверждать, что при возвратно–поступательном скольжении в паре происходят интенсивные пластические деформации, которые приводят к искажению кристаллической решётки металла и ускорению диффузионных процессов. Кроме того, наружная поверхность гильз подвергается явлениям коррозии и кавитации. Поэтому гильзы цилиндров должны обладать большой механической прочностью, повышенной жёсткостью и хорошо противостоять различным видам изнашивания.

Виды изнашивания

Рис..Виды изнашивания гильз цилиндров

Следует сказать, что любой из этих видов изнашивания может оказаться соответственно ведущим или сопутствующим в зависимости от условий и режимов работы двигателя при эксплуатации автомобиля.