Вкладыши в двигателе что это


Вкладыши коленвала: неисправности и подбор новых деталей

Одним из важнейших элементов привычного нам ДВС является коленвал. За счет него энергию от сгорания топлива можно передать смежным элементам и обеспечить вращение колес. Ключевой момент здесь: вал вращается. На первый взгляд ничего особенного, но любой инженер подтвердит, что работа с вращающимися элементами требует особого подхода. Ведь необходимо обеспечить вращение для вибраций, а также нагрева, обусловленного действием сил трения. В этом очень помогают вкладыши коленвала, представляющие собой полукольца с т.н. антифрикционным покрытием. На первый взгляд, очень простая вещь, однако грамотному автолюбителя нужно знать об этих элементах коленвала все. Об устройстве вкладышей, их неисправностях, а также методике замены вы узнаете из материала Avto.pro.

Подробнее о детали

Вкладыши коленчатого вала – это подшипники скольжения, являющиеся конструктивными элементами кривошипно-шатунного механизма ДВС. Ответственны за снижение потерь на трение и предотвращение клина деталей в месте контакта коленвала с постелью блока мотора (коренные вкладыши) и шатунами поршней (шатунные вкладыши).

  • Коренные. Такие вкладыши располагают между самим валом и теми местами, в которых он проходит через корпус двигателя;
  • Шатунные. Их устанавливают между шатунами и шейками автомобильного коленвала.

Как уже было указано выше, вкладыши коленвала не похожи на классические роликовые или шариковые подшипники – они выглядят как обычные полукольца. Дело в том, что обычные подшипники не выдержат нагрузок, которые выдает силовой агрегат автомобиля. Лишь в некоторых маломощных моторах установлены подшипники качения, тем временем как наиболее распространенными являются именно подшипники скольжения. Резюмируя, назначение вкладышей коленчатого вала в следующем:

  • Обеспечить нормальную передачу сил и моментов, которые возникают при работе силового агрегата;
  • Минимизация сил трения, которые возникают в местах контакта коленвала, опор блока цилиндров, а также шатунов;
  • Центровка деталей, правильное позиционирование;
  • Распределение масла.

Здесь стоит отметить, что со временем геометрия вкладышей меняется. Сильно изношенные детали необходимо менять, но в качестве замены не всегда подходят оригинальные вкладыши, установленные еще на заводе автоконцерна. Рекомендуется установка вкладышей ремонтных размеров, толщина которых больше. Если на старый двигатель установить не ремонтные вкладыши, зазор между деталями будет слишком большим, что может вылиться к появлению стуков и интенсивному износу коленчатого вала.

Как устроены вкладыши коленвала

Конструкция современных подшипников скольжения коленчатого вала составная. Она включает в себя пару металлических полуколец, которые охватывают шейку коленчатого вала и снизу, и сверху. Сами полукольца при этом плоские – иначе бы не удалось создать достаточно небольшой зазор между вкладышем и валом. Кроме того, во вкладышах предусмотрены такие элементы:

  • Одно или два отверстия, через которые масло может двигаться к масляному каналу;
  • Продольная канавка, если это коренной вкладыш (нижний) или же верхний шатунный;
  • Боковые стенки, если вкладыш упорный;
  • Фиксирующий замок, выполненный в виде пазов под штифтовое крепление или в виде шипов.

Запчасти на Mazda 2

Бампер передний

2 hatchback (DE) (06.07 - 06.15)

Запчасти на Mazda 2

Диффузор радиатора охлаждения

2 hatchback (DE) (06.07 - 06.15)

Сами вкладыши при этом бывают биметаллические или же триметаллические. Самыми простыми и распространенными являются именно биметаллические вкладыши, основой которых является полосы 0,9 – 4,0 миллиметра толщиной из стали и с антифрикционным покрытием, толщина которого составляет 0,25 0,40 миллиметра. Как правило, такое покрытие выполнено из мягкого сплава меди, свинца и олова. Реже встречается сплав из меди, алюминия и олова, а также свинца, алюминия, олова и кремния. Как правило, медь и алюминий составляют 75% сплава.

Менее распространенные триметаллические вкладыши коленвала имеют специальный покровный слой очень малой толщины. Он призван защитить вкладыш от коррозии и быстрого износа. Состав сплава почти аналогичен составу для антифрикционного слоя, вот только в нем содержится очень много свинца и довольно мало меди. Кроме того, самые продвинутые и дорогостоящие вкладыши могут иметь дополнительные защитные слои – один с внутренней, а второй с наружной стороны. В составе защитных слоев может встречаться олово и никель. Сразу отметим, что подшипники скольжения имеют иногда имеют весьма занятные исполнения, так как автоконцерны могут создавать вкладыши по-своему, не руководствуясь единым стандартом.

Причины и признаки неисправности

Вкладыши могут выходить из строя по ряду причин. Разумеется, эксплуатационный ресурс вкладышей очень большой, так что автолюбители не так часто сталкиваются с необходимостью их замены. Но если поломка все же случилась, действовать нужно незамедлительно. Рекомендуется сразу обратиться на СТО, где двигатель сможет осмотреть специалист. Однако продлить эксплуатационный ресурс вкладышей автолюбитель может. Вот по каким причинам данные детали могут выходить из строя:

  1. Попадание инородных тел;
  2. Усталость металла;
  3. Износ вследствие проникновения олова;
  4. Коррозия поверхности;
  5. Грязевая эрозия;
  6. Недостаточное смазывание;
  7. Эрозия из-за кавитации;
  8. Несоостность.

Как видите, причин выхода из строя довольно много. Давайте рассматривать их по порядку. Касательно первой причины: если на рабочую поверхность вкладыша попадают инородные тела или же грязь, дальнейший износ вкладыша происходит ускоренно. Строго рекомендована очистка системы и замена подшипников, если они имеют критический износ. Касательно второй: усталость может быть вызвана как длительной эксплуатацией, так и чрезмерной нагрузкой на деталь. Стоит опасаться как установки низкокачественных вкладышей, так и недогорания топлива в камерах и неправильного тюнинга мотора. Кроме того, имеет смысл проверить форму шейки вала. Касательно третьей: если вкладыш перемещается на своем посадочном месте, в местах, где слой олова значителен, он может изнашиваться намного сильнее. Здесь рекомендован осмотр, очистные работы и корректировка. Касательно четвертой причины: ускоренный износ детали и появление на ней следов коррозии зачастую связано с применением низкокачественного моторного масла. При этом особняком стоит выход вкладышей из строя вследствие грязевой эрозии (пятый пункт списка). На вид все просто: из-за скопления грязи на вкладышах, а в иных случаях и в области вокруг масляных отверстий, детали изнашиваются быстрее. На деле же причин, по которым в системе появляется так много грязи, несколько. Рекомендована замена масла, а также масляных и воздушных фильтров.

Одной из самых частых причин, по которой любые вкладыши приходится менять чаще обычного, кроется в невысоком качестве смазывания (шестой пункт списка). Вследствие возникновения сухого трения вкладыши могут изнашиваться очень сильно. Рекомендуется проверить систему смазывания агрегата, а также убедиться в опор вкладышей и общей целостности вала. Касательно седьмой причины: проверьте, нет ли в моторном масле примесей антифриза от утечки. Также имеет смысл убедиться в правильности зазоров вкладышей. В иных случаях эрозия из-за кавитация может быть вызвана частой детонацией топлива и слишком большой скоростью тока моторного масла в системе. Сам вкладыш при этом будет иметь хорошо заметные точки вымывания. И, наконец, что касается восьмой причины: если вкладыш сильно изнашивается ближе к кромке, нужно проверить правильность расположения осей вкладышей и шейки.

Выявить поломку вкладыша зачастую удается лишь в самый последний момент. Именно по этой причине производители автомобилей рекомендуют периодически проводить диагностику двигателя, менять вкладыши, опционально производить шлифовку шеек коленчатого вала. Если вы слышите глухой металлический стук в районе двигателя, критически высока вероятность того, что его источником является вал с изношенными вкладышами. Как показала практика, стук шатунных вкладышей имеет высокую резкость и очень хорошо прослушивается, если вы удерживаете холостые обороты и затем резко подгазовываете.

Немного о подборе вкладышей

Самостоятельный подбор вкладышей – довольно рисковое дело, так как вероятность выбрать деталь, которая не вполне подходит к коленвалу вашего автомобиля, будет сложно. Дело в том, что потенциальному покупателю важно учитывать не только совместимость запчасти с автомобилем, но еще и состояние некоторых его узлов. В данном случае речь идет об коленчатом вале, который еще и придется отшлифовать. Так что без обращения к эксперту, который разберет двигатель и проведет диагностику, зачастую не обойтись. Вполне вероятно, что придется устанавливать ремонтные вкладыши большой толщины. Такие детали можно искать по следующим параметрам:

  • Данные автомобиля;
  • VIN-код;
  • Код подходящего вкладыша.

Проще всего вести поиски в каталогах интернет-магазинов. Там автолюбитель сможет, к примеру, найти оригинальные вкладыши и, отталкиваясь от них, подобрать ремонтные. Если старые вкладыши просто износились по причине длительной эксплуатации и значительных нагрузок, есть вероятность того, что дефектовка коленчатого вала не потребуется. Из этого следует, что подходящие вкладыши будет подобрать несколько проще.

Если вы хотите выполнить как можно более значительный объем работ самостоятельно, то для начала вам придется определить показатель зазора. Для этого нужен динамометрический ключ и специальная калибровочная проволока. Если зазор большой, это говорит о необходимости расточки вала и дальнейшей установки ремонтных вкладышей. Работу с валом можно доверить исключительно профессионалам. Размер подходящих вкладышей можно определить микрометром. В технических руководствах тоже можно найти полезную для поиска вкладышей информацию.

Вывод

Вкладыши коленчатого вала – простые и, на первый взгляд, невероятно живучие элементы современных двигателей. Практика успела показать, что с необходимостью замены вкладышей за весь период пользования автомобилем приходится сталкиваться один-два раза. Но не стоит думать, что это именно та деталь, которая не должна ломаться. Напротив, вкладыши иногда называют защитными элементами коленчатого вала, так как они одними из первых принимают на себя удар. Если вы столкнулись с необходимостью замены вкладышей, ни в коем случае не медлите. Обратитесь к специалисту по двигателям и доверьте все ему, или же попытайтесь сделать часть работы самостоятельно.

Вкладыши для двигателя – детали критические

На первый взгляд вкладыши – это просто штамповка. Но впечатление обманчиво: подшипники скольжения представляют собой высокотехнологические изделия из сложного композитного материала, имеющие специфическую геометрию и точные размеры. И, что немаловажно – они являются критическими деталями двигателя, отказ которых ведет к его остановке и очень дорогому ремонту...

Функции подшипников

Вращающиеся компоненты двигателей внутреннего сгорания оборудованы подшипниками скольжения, которые выполняют разные функции:

• коренные вкладыши поддерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в блоке цилиндров. Каждый вкладыш состоит из верхней и нижней половин. На внутренней поверхности верхней половины, как правило, есть канавка для смазки и отверстие для подачи масла.

• шатунные вкладыши обеспечивают вращение шейки шатуна, который, в свою очередь, вращает коленвал. Устанавливаются в нижней головке шатуна.

• упорные кольца предотвращают осевое движение вала. Часто упорные кольца являются частью одного из коренных вкладышей – такие комбинированные подшипники называются буртовыми или фланцевыми вкладышами.

• втулки верхней головки шатуна обеспечивают вращение поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном.

• вкладыши распредвала поддерживают распредвал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в верхней части головки блока цилиндров (или в блоке цилиндров – у двигателей с нижним расположением распредвала).

Биметаллические (а) и триметаллические подшипники со свинцовистым покрытием (б, в)

Подшипники скольжения смазываются моторным маслом, постоянно подающимся к их поверхности и обеспечивающим гидродинамический режим трения.

Непосредственный контакт между трущимися в гидродинамическом режиме поверхностями отсутствует – благодаря масляной пленке, которая образуется в сходящемся зазоре (масляном клине) между поверхностями подшипника и вала.

Условия работы подшипников скольжения

Масляная пленка предотвращает локальную концентрацию нагрузки. Однако при определенных условиях гидродинамический режим трения сменяется на смешанный. Это происходит, если имеются:

• недостаточный поток масла;

• высокие нагрузки;

• низкая вязкость масла;

• перегрев масла, дополнительно снижающий его вязкость;

• высокая шероховатость поверхностей подшипника и вала;

• загрязнение масла;

• деформация и геометрические дефекты подшипника, его гнезда или вала.

В смешанном режиме трения возникает непосредственный физический контакт поверхностей, чередующийся с гидродинамическим трением. А это может привести к задирам, повышенному износу подшипника и даже к схватыванию с валом.

ДВС характеризуются циклическими нагрузками подшипников, об­условленными переменным давлением в цилиндрах и инерционными силами, вызванными движущимися частями. И эти циклические нагрузки на подшипник могут привести к его разрушению. Отсюда – высочайшие требования к материалам, из которого он производится.

Структура подшипников скольжения

Материалы подшипников скольжения

Материалы, из которых делают подшипники, должны обладать многими, иногда противоречивыми, свойствами.

• Усталостная прочность (максимальная нагрузка) – максимальная циклическая нагрузка, которую подшипник выдерживает в течение неограниченного числа циклов. Превышение этой нагрузки приводит к образованию усталостных трещин в материале.

• Сопротивление схватыванию (совместимость) – способность материала подшипника сопротивляться свариванию с материалом вала во время прямого физического контакта между ними.

• Износостойкость – способность материала подшипника сохранять свои размеры несмотря на присутствие абразивных частиц в масле, а также в условиях механического контакта с валом.

• Прирабатываемость – способность материала подшипника компенсировать небольшие геометрические дефекты вала и гнезда за счет незначительного локального износа или пластической деформации.

• Абсорбционная способность – способность материала подшипника захватывать мелкие чужеродные частицы, циркулирующие с маслом.

• Коррозионная стойкость – способность материала подшипника сопротивляться химическим воздействиям окисленных или загрязненных масел.

• Кавитационная стойкость – способность материала подшипника выдерживать ударные нагрузки, производимые схлопывающимися кавитационными пузырьками (пузырьки образуются в результате резкого падения давления в текущем масле).

Эксцентриситет подшипника скольжения

Соответственно длительная и надежная работа подшипника скольжения достигается соединением высокой прочности (усталостной прочности, износостойкости, кавитационной стойкости) с мягкостью (прирабатываемостью, сопротивлением схватыванию, абсорбционной способностью).

То есть материал должен быть одновременно и прочным, и мягким. Это звучит парадоксально, однако существующие подшипниковые материалы соединяют эти противоположные свойства – правда, с определенным компромиссом.

Для достижения этого компромисса используются композитные структуры, которые могут быть или слоистыми (мягкое покрытие, нанесенное на прочное основание) или дисперсными (мягкие частички, распределенные внутри прочной матрицы).

Биметаллические подшипники имеют стальное основание, обеспечивающее жесткость и натяг в тяжелых условиях повышенной температуры и циклических нагрузок.

Второй слой материала состоит из антифрикционного сплава. Его толщина относительно велика: она составляет около 0,3 мм. Толщина антифрикционного слоя – важная характеристика биметаллических подшипников, способных прирабатываться и приспосабливаться к относительно большим геометрическим дефектам. Биметаллический подшипник также обладает хорошей абсорбционной способностью, поглощая как мелкие, так и крупные включения в масле.

Обычно рабочий слой делают из алюминия, содержащего 6–20% олова в качестве твердого смазочного материала: именно олово обеспечивает антифрикционные свойства. Кроме этого, сплав часто содержит 2–4% кремния в виде мелких включений, распределенных в алюминии. Твердый кремний упрочняет сплав и обладает способностью полировать поверхность вала – поэтому его присутствие особенно важно при работе с валами из ковкого чугуна. Сплав может быть дополнительно упрочнен небольшими добавками меди, никеля, марганца, ванадия и других элементов.

Триметаллические подшипники, помимо стального основания, имеют промежуточный слой из медного сплава, содержащего 20–25% свинца в качестве твердой смазки и 2–5% олова для упрочнения меди.

Третий слой представляет собой покрытие на основе свинца, которое также содержит около 10% олова, повышающего коррозионную стойкость сплава и несколько процентов меди для упрочнения. Толщина покрытия составляет всего 12–20 мкм. Низкая толщина покрытия повышает его усталостную прочность, однако снижает антифрикционные свойства (прирабатываемость, абсорбционную способность, сопротивление схватыванию), особенно если мягкое покрытие было подверг­нуто износу. Между промежуточным слоем и свинцовистым покрытием наносится очень тонкий (1–2 мкм) слой никеля, служащий барьером, предотвращающим диффузию олова из покрытия в промежуточный слой.

Измерение высоты выступа стыка подшипника

Инновационные материалы для подшипников скольжения постоянно разрабатываются производителями подшипников. Это новые материалы, способные работать в тяжело нагруженных двигателях (дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива, двигатели с турбонаддувом), а также в гибридных и старт-стоп двигателях, в том числе:

• высокопрочные алюминиевые биметаллические материалы;

• прочные металлические покрытия для триметаллических подшипников;

• полимерные композитные покрытия, содержащие частицы твердых смазочных мате­риалов;

• бессвинцовые экологически чистые безвредные материалы.

Свойства подшипниковых материалов

Свойства материалов подшипников, характеризующие прочность и мягкость, сочетаются в различных пропорциях у разных материалов.

Отличные мягкие антифрикционные свойства триметалла ограничены толщиной покрытия (12 мкм). Если геометрический дефект или чужеродные частицы превышают толщину покрытия, ее антифрикционные свойства резко падают.

Мягкие свойства биметалла несколько ниже, чем у триметалла, однако они не ограничены толщиной покрытия, поэтому биметаллические подшипники способны прирабатываться к относительно крупным несоосностям и другим геометрическим дефектам. С другой стороны, усталостная прочность (максимальная нагрузка) биметаллических подшипников ниже (40–50 МПа), чем у триметаллических материалов (60–70 МПа). Также биметаллические подшипники без кремния хуже работают с чугунным валом.

Геометрические характеристики подшипников скольжения

Масляный зазор – это основной геометрический параметр подшипников скольжения. Он равняется разнице между внутренним диаметром подшипника и диаметром вала (внут­ренний диаметр подшипника измеряется под углом 90° к линии, разделяющей верхний и нижний вкладыши).

Величина масляного зазора – очень важный показатель. Большой зазор приводит к увеличению потока масла, что снижает его нагрев в подшипнике, однако вызывает неоднородное распределение нагрузки (она концентрируется на меньшей площади поверхности и увеличивает вероятность разрушения вследствие усталости). Также большой зазор производит значительную вибрацию и шум. А слишком маленький зазор вызывает перегрев масла и резкое падение его вязкости.

Типичные величины масляного зазора С: для пассажирских автомобилей Cмин = 0,0005D, Cмакс = 0,001D, для гоночных автомобилей Cмин = 0,00075D, Cмакс = 0,0015D (где D – диаметр вала).

Эксцентриситет является мерой, определяющей некруглость подшипника. Действительно, внутренняя поверхность подшипника не является абсолютно круглой. Она имеет форму, напоминающую лежащий на боку лимон. Это достигается за счет переменной толщины стенки подшипника, имеющей максимальное значение (Т) в центральной части и постепенно уменьшающейся в направлении стыка.

Принято измерять минимальное значение толщины (Te) на определенной высоте h для того, чтобы исключить зону выборки в области стыка. Разница между максимальным и минимальным значениями толщины называется эксцентриситетом: Т – Те.

Эксцентриситет, образованный переменной толщиной стенки вкладыша, добавляется к эксцентриситету, вызванному смещением вала относительно центра подшипника. Наличие эксцентриситета позволяет стабилизировать гидродинамический режим смазки за счет создания масляного клина с большим углом схождения. Рекомендуемые величины эксцентриситета: для пассажирских автомобилей 5–20 мкм, для гоночных автомобилей 15–30 мкм.

Посадочный натяг необходим для обеспечения надежной посадки подшипника в гнезде. Прочно посаженный подшипник имеет равномерный контакт с поверхностью гнезда – это предотвращает смещение подшипника во время работы, обеспечивает максимальный отвод тепла из области трения и увеличивает жесткость гнезда. Поэтому наружный диаметр подшипника и его периметр всегда больше диаметра гнезда и его периметра.

Поскольку прямое измерение наружного периметра подшипника – трудная задача, обычно измеряется другой параметр: высота выступа стыка (выступание). Высота выступа стыка равна разнице между наружным периметром половины подшипника и периметром половины гнезда.

Проверяемый вкладыш устанавливают в измерительный блок и прижимают с определенным усилием F, величина которого пропорциональна площади сечения стенки подшипника. Оптимальная величина высоты выступа стыка зависит от диаметра подшипника, жесткости и теплового расширения гнезда и температуры. Типичные значения высоты выступа стыка для подшипников диаметром 40–65 мм: для пассажирских автомобилей 25–50 мкм, для гоночных автомобилей 50–100 мкм.

Несмотря на самые совершенные конструкцию, материалы и технологии, в эксплуатации ДВС встречаются случаи износов и повреждений подшипников. Чтобы найти и устранить их причины, знание конструкции подшипников необходимо, но недостаточно. Об этом – в следующей статье.

Дмитрий Копелиович

детали двигателя

Из чего сделаны гильзы цилиндров?

Фото предоставлено: Applied Nano Surface

В этой статье мы подробно обсудим, из каких материалов состоят высококачественные гильзы цилиндров, используемые в двигателях внутреннего сгорания вашего автомобиля. Если у вас есть автомобиль, вы должны знать, что гильзы цилиндров недешевы. Это точно изготовленные компоненты двигателя, которые вы можете купить в магазинах автозапчастей.

Гильзы цилиндров обычно изготавливают из чугуна, легированного никелем, хромом, молибденом, ванадием или другими элементами. Это важные компоненты двигателей, используемые в автомобилях, фургонах, грузовиках, холодильных установках на колесах, двигателях землеройных машин, тракторах и многих других автомобильных транспортных средствах. Он также широко используется в судовых дизельных двигателях и дизельных электростанциях для эффективного обеспечения хорошего сгорания.

Любопытно, как устроен этот металлический компонент для выполнения своих функций? Давай выясним!
Гильза цилиндра Требования к конечному изделию
Гильза цилиндра представляет собой тонкий и полый металлический цилиндр, установленный в блоке цилиндров для приема движущегося поршня. Гильза цилиндра существует по многим причинам.

1. Обеспечить хорошо смазанную антикоррозионную поверхность скольжения для поршня
Во-первых, она должна образовывать эффективную поверхность скольжения для возвратно-поступательного движения поршня, сохраняя смазку на его стенках. Для этого гильза должна быть изготовлена ​​из материалов, препятствующих заеданию и коррозии, которые естественным образом взаимодействуют со смазочными материалами и вызывают меньший износ контактирующих частей.

Решение: Это одна из причин, по которой часто используется чугун, так как он содержит графит, природную смазку. Его легирующие элементы также противостоят коррозии и улучшают износостойкость при высоких температурах.

2. Отвод высокотемпературного тепла к охлаждающей жидкости во избежание высоких термических напряжений
Далее, гильза цилиндра должна быть изготовлена ​​из материала, который может способствовать эффективной передаче тепла между ее внутренней стенкой и водяной рубашкой/охлаждающей жидкостью. Во время сгорания цилиндр и поршень подвергаются высокому давлению и высокой температуре. Гильза цилиндра должна отводить тепло к охлаждающей жидкости, чтобы предотвратить износ деталей двигателя.

Решение:

Вкладыш вставляется в секцию охлаждающей жидкости/водяную рубашку, чтобы обеспечить циркуляцию воды и снизить температуру во время сгорания. Чтобы предотвратить утечку воды в порты вкладыша, уплотнительные кольца герметизируют проход над продувкой и портами.
3. Выдерживать кольцевые и радиальные нагрузки от системы высокого давления
Как упоминалось ранее, во время сгорания гильза цилиндра нагревается сильнее, чем водяная рубашка. Поскольку более горячие объекты имеют тенденцию к расширению, то же самое происходит и с вкладышем при рабочей температуре. Его тенденция к увеличению в диаметре или в длину.

Представьте себе, что блок двигателя отлит как одно целое, как гильза. Это определенно поставит блок двигателя под большие термические напряжения, которые приведут к разрушению.

Решение:

Для предотвращения разрушения блока цилиндров гильза изготавливается отдельно от блока. Они также изготавливаются из разных материалов, а подкладка из более качественного набора элементов. В то время как блок цилиндров может быть изготовлен из серого чугуна, гильза изготавливается из чугуна, легированного ванадием, молибденом, хромом или другими сплавами.

Гильза цилиндра также сделана съемной для замены, когда она изнашивается.
Материалы для изготовления гильз цилиндров
Теперь разные производители гильз цилиндров используют разные материалы, которые они обычно указывают в своих руководствах. Причина в том, что разные блоки двигателей автомобилей изготавливаются из разных материалов, с которыми должна быть совместима гильза.

Гильзы цилиндров изготавливаются по старому и известному металлургическому процессу центробежного литья. Литейные заводы часто используют чугун или переплавленный чугун для изготовления гильз цилиндров в доменной печи или индукционной печи. Мягкая сталь и другой металлический лом также могут использоваться в качестве сырья в зависимости от требований.

Однако чугун сам по себе не может обеспечить все необходимые свойства гильзы цилиндра, упомянутые выше, поэтому добавляются легирующие элементы для повышения ее прочности, твердости и общих свойств.

Кроме того, содержание серы, фосфора и загрязняющих веществ поддерживается на должном уровне.
Чугун
Чугун обычно является основным материалом, используемым при производстве гильз двигателя. Он содержит графит, который отлично подходит для создания естественной смазки для поршня, перемещающегося по нему. Чугун также имеет пористую поверхность, которая служит естественным демпфером всякий раз, когда двигатель подвергается вибрации.
Хром
Хром в сплаве с чугуном придает ему твердость текстуры и антикоррозионные свойства. Кроме того, хром повышает износостойкость гильзы цилиндра.
Молибден
Молибден стабилизирует карбид в чугуне, повышая его прочность без ущерба для обрабатываемости. Следовательно, добавление молибдена в качестве легирующего элемента в чугун повышает его износостойкость при воздействии высокого давления и температуры.
Никель
Никель в небольших количествах добавляется в чугун для улучшения его обрабатываемости и обеспечения равномерной прочности отливки. Это также повышает механические свойства чугуна.
Медь
Медь упрочняет феррит и перлит чугуна, тем самым повышая его прочность и твердость, вязкость и обрабатываемость. Это также улучшает его коррозионную стойкость, износостойкость и снижает коэффициент трения, чтобы улучшить поверхность скольжения для движущегося поршня.
Ванадий
Ванадий улучшает микроструктуру чугуна, улучшая формирование его зерна и тем самым улучшая его металлическую структуру. Это делает чугун менее хрупким и твердым.
Титан
Титан добавляется для соединения с азотом с образованием нитрида титана (TiN). Это предотвращает образование уплотненного графитового железа, которое становится нежелательным толстым и коротким образованием. Титан уменьшает количество примесей и предотвращает образование газовых пузырей, но более высокое его количество может иметь нежелательные свойства для чугуна.
Фосфор
Фосфор улучшает текучесть чугуна, что дополнительно улучшает его зернистую структуру.
Кремний
Кремний помогает уменьшить скорость усадки чугуна и укрепляет его структуру.

Компоненты
Химическая композиция
Чугун
2,5 до 4%
CR
Хром
0,006-0,4%
MO
Molybdenum
0,5%
NI
Никель
0,005-0,5%
CU
40009,5%
9 0,005-0,5%
CU

,5%
9 0,005-0,5%
CU

,5%
9 0,005-0,5%
CU

,5%
9 0,005-0,5%
CU

,59,599,005-0,5%
CU
,59,59,009 0,005-0,5%
.
0,02–0,54 %
Ti
Титан
0,005–0,05 %
P
Фосфор
0,35 %
Si
Кремний
1,6–2,7 %
Из чего изготавливаются гильзы?
Существует 3 типа гильз цилиндров: сухие, мокрые и ребристые. Сухие гильзы цилиндров являются наиболее распространенным типом. Они могут иметь небольшие различия в составе материалов в зависимости от того, что вы используете для своего двигателя.
Сухие гильзы цилиндров
Сухие гильзы цилиндров не контактируют с охлаждающей жидкостью двигателя, вместо этого они очень плотно прилегают к рубашке, обеспечивая эффективную теплопередачу поршневого кольца. Следовательно, они имеют более тонкие стенки, чем мокрые вкладыши. Для удовлетворения конструктивных требований они изготавливаются из высококачественного чугуна с керамо-никелевым покрытием.

Сухие вкладыши часто хонингуют для чистовой обработки с переходной посадкой (минимальный зазор). Готовые сухие гильзы цилиндров не нужно снимать с блока цилиндров, и их можно легко установить с помощью основных инструментов. Сухие гильзы цилиндров также могут поставляться полуфабрикатными с прессовой посадкой. Это означает, что вам придется профессионально установить его внутри блока цилиндров с усилием, а блок двигателя будет снят перед установкой гильзы.
Мокрые гильзы цилиндров
Мокрые гильзы цилиндров подвергаются прямому контакту с охлаждающей жидкостью. Гильза изготовлена ​​с буртиком в верхней части, который входит в канавку на блоке цилиндров.

Для предотвращения попадания воды внутрь картера мокрая гильза уплотнена снизу уплотнительными кольцами. Кроме того, чтобы выдерживать высокое давление, ударную нагрузку и осевую нагрузку, толщина его стенки больше, чем у сухого вкладыша, и составляет от 3 до 6 мм.

Мокрые гильзы цилиндров часто отделаны алюминием для защиты от коррозии и ржавчины.

Ребристые гильзы цилиндров
Ребристые гильзы цилиндров также изготавливаются из устойчивого к загрязнениям металла, но с дополнительными ребрами в верхней части для обеспечения эффективного охлаждения. Они используются для двигателей с воздушным охлаждением и работают как сухие гильзы. Разница лишь в том, что в качестве охлаждающей среды используется воздух. Для повышения коррозионной стойкости оребренные гильзы цилиндров часто фосфатируют.
Заключение
Гильзы цилиндров обычно изготавливают из чугуна, легированного специальными элементами для повышения его твердости, ударной вязкости, стойкости к коррозии и истиранию и обеспечения поверхности скольжения. Мы надеемся, что вы узнали из этой статьи о том, как каждая функция гильзы цилиндра в дизельном двигателе борется с ее правильной конструкцией материала.

Что такое гильза цилиндра? | Материал для гильзы цилиндра | Назначение гильзы цилиндра

Важный момент

1

Что такое гильза цилиндра?

В двигателе стенка цилиндра подвергается воздействию высокой температуры и высокого давления, при этом поршни и поршневые кольца скользят с высокой скоростью. В частности, поскольку для двигателей грузовых автомобилей и автобусов требуется длительный срок службы, чугунные цилиндры, обладающие прекрасными износостойкими свойствами, применяют только для деталей цилиндров. Кроме того, в связи с недавней тенденцией к более легким двигателям материалы для блоков цилиндров переходят от чугуна к алюминиевым сплавам.

Однако, как поверхности скольжения для внутреннего цилиндра, прямолинейное скольжение алюминиевых сплавов имеет недостатки деформации во время эксплуатации и износостойкости. По этой причине в большинстве случаев используются чугунные гильзы цилиндров.

Гильзы цилиндров представляют собой гильзы, в которых взаимодействуют поршни двигателя. Срок службы цилиндра между повторными отверстиями зависит от двух основных факторов: абразивного износа и коррозии. Трение зависит от атмосферных условий и эффективности воздушного фильтра и масляного фильтра. Запыленный атмосферный воздух более вреден, так как увеличивает трение в цилиндре.

Коррозия цилиндров вызывается коррозионно-активными продуктами сгорания, которые образуются после сжигания топлива с воздухом. Коррозия усиливается при низких температурах цилиндров из-за кислотосодержащей влаги на стенках цилиндров. Использование отдельных цилиндров или гильз, известных как гильзы цилиндров, увеличивает срок службы цилиндра. Эти гильзы цилиндров изготовлены из высококачественных материалов и подходят к блоку цилиндров.

Вкладыши являются съемными и могут быть заменены в случае износа или износа. Гильза цилиндра должна обладать хорошей износостойкостью и способностью удерживать масло для смазывания поверхности между стенками и поршневыми кольцами.

Читайте также: Что такое обработка коленчатого вала? | Обработка коленчатого вала | Способ обработки коленчатого вала | Детали обработки коленчатого вала

Материал для гильзы цилиндра:

Для гильзы цилиндра обычно используется никель-хромовое железо. Используемое никель-хромовое железо включает;

  • Углерод 3,5%;
  • Марганец 0,6%;
  • Фосфор 1,5%;
  • Сера 0,05%;
  • Силикон 2%;
  • Никель 2%; и
  • Хром 0,7%.

Для повышения износостойкости гильзы закаляются путем нагревания до 855°C-865°C в течение 30-40 минут с последующей закалкой в ​​масле. Этот вид термической обработки увеличивает срок службы гильзы в три раза по сравнению с цилиндрами из серого чугуна или чугуна.

Читайте также: Что такое турбокомпрессор? | Типы турбокомпрессора | Работа турбокомпрессора

Функция гильзы цилиндра:

Гильза цилиндра — это центральная рабочая часть поршневого двигателя или насоса, пространство, в котором перемещается поршень. Проблема износа цилиндров является существенной и решается за счет использования гильз цилиндров. Гильза цилиндра выполнена в виде ствола из специального железосодержащего сплава кремния, марганца, никеля и хрома. Они центробежнолитые. Гильзы цилиндров сейчас устанавливаются на двигатели легковых и грузовых автомобилей. Эти вкладыши относятся к типу закалки масла и обеспечивают гораздо более длительный срок службы двигателя.

№1. Формирование поверхности скольжения

Гильза цилиндра, действуя как внутренняя стенка цилиндра, образует поверхность скольжения для поршневых колец, удерживая внутри смазку. Наиболее важными функциями гильз цилиндров являются превосходные характеристики поверхности скольжения и эти важные моменты.

  • Высокие антизадирные свойства
  • Меньший износ самой гильзы цилиндра
  • Меньший износ партнерского поршневого кольца
  • Низкий расход смазочных материалов

#2. Теплопередача

Гильза цилиндра получает теплоту сгорания через поршень и поршневые кольца и передает тепло охлаждающей жидкости.

#3. Уплотнение для сжатого газа

Гильза цилиндра предотвращает утечку сжатого газа и продуктов сгорания. Все, что нужно, это гильза цилиндра, которую трудно заменить из-за высокого давления и высокой температуры в цилиндре. В двигателе стенка цилиндра подвергается воздействию высокой температуры и высокого давления, при этом поршни и поршневые кольца скользят с высокой скоростью.

В частности, поскольку для двигателей грузовых автомобилей и автобусов требуется длительный срок службы, чугунные цилиндры, обладающие отличными износостойкими свойствами, применяют только для деталей цилиндров. Кроме того, в связи с недавней тенденцией к более легким двигателям материалы для блоков цилиндров переходят от чугуна к алюминиевым сплавам.

Однако, как и поверхности скольжения для внутренних цилиндров, прямолинейное скольжение алюминиевых сплавов имеет недостатки деформации в процессе эксплуатации и износостойкости. По этой причине в большинстве случаев используются чугунные гильзы цилиндров.

Читайте также: Что такое центробежный нагнетатель? | Центробежные нагнетатели | Работа центробежного нагнетателя | Основные части центробежного нагнетателя

Типы гильзы цилиндра:

#1. Сухие вкладыши

Сухие вкладыши выполнены в форме бочки с фланцем наверху. Фланец удерживает гильзу в блоке цилиндров. Гильза плотно прилегает к цилиндру. Правильный контакт гильзы с блоком цилиндров необходим для эффективного охлаждения гильзы.

Кроме того, давление газа, тяга поршня и ударная нагрузка при сгорании противодействуют общей толщине гильзы и цилиндра. Поэтому сухие вкладыши тоньше, с толщиной стенки от 1,5 мм до 3 мм, и в основном используются для ремонта изношенных вкладышей. Сухие вкладыши не имеют прямого контакта с холодной водой.

#2. Wet Liner

Мокрые вкладыши называются так потому, что холодная вода соприкасается с вкладышем. Эта гильза имеет в верхней части фланец, который входит в канавку, выполненную в блоке цилиндров. Для предотвращения просачивания холодной воды в картер нижний торец мокрой гильзы герметизируется с помощью уплотнительного кольца или кольца набивки. Поскольку мокрый лейнер должен выдерживать давление, осевую нагрузку и ударную нагрузку газа, толщина стенки футеровки увеличена и сделана больше, чем у сухого лайнера.

Как правило, толщина стенки влажной футеровки составляет от 3 мм до 6 мм. Снаружи лайнер покрыт алюминием для защиты от коррозии. Мокрые вкладыши охлаждаются лучше, чем сухие вкладыши. Когда он изнашивается или изнашивается, его можно легко снять.

Также прочтите: Молоток и его применение | Части молота | 51 Типы молотков

Сравнение сухих и мокрых гильз:

Мокрая гильза легко заменяется, в то время как для сухой гильзы требуется специальное оборудование, поскольку она плотно прилегает к блоку цилиндров. Мокрая подкладка охлаждается именно потому, что она вступает в непосредственный контакт с холодной водой, тогда как сухая подкладка не вступает в прямой контакт с холодной водой. Следовательно, рабочая температура сухой подводки выше, чем у мокрой подводки.

Для мокрой гильзы требуются герметичные соединения, чтобы холодная вода не просачивалась в картер, тогда как для сухой гильзы такого требования нет. Мокрая подкладка не требует точной отделки снаружи, тогда как сухая подкладка требует точной отделки. Финишная обработка мокрого вкладыша может быть выполнена перед сборкой, в то время как для сухого вкладыша требуется отделка после сборки.

Также прочтите: Батарея дистанционного управления без ключа разряжена | Когда замена батареи брелока замена? | Как заменить батарею пульта без ключа


Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Гильзы цилиндров

Это цилиндр, который крепится к блоку цилиндров и образует цилиндр, и является важной функциональной деталью, формирующей внутреннюю часть двигателя. В Японии их обычно называют гильзами цилиндров, но в некоторых странах (компаниях) их называют гильзами цилиндров.

Подкладочный материал

Геомембраны представляют собой относительно тонкие листы гибких термопластичных или термореактивных полимерных материалов. Крайне непроницаемый характер этих мембран привел к их широкому выбору в качестве синтетического футеровочного материала для безопасного удаления опасных отходов.

Чугунные гильзы

Гильзы цилиндров из серого чугуна имеют ряд преимуществ. Мы используем уникальную технологию литья, гарантирующую более прочную рабочую поверхность.

Что такое цилиндр?

Узнайте все о цилиндрах и о том, как их идентифицировать. Цилиндр — это трехмерная фигура с двумя круглыми гранями, соединенными прямоугольным сечением.

Типы гильз цилиндров

Используются три основных типа гильз: горячие, сухие и ребристые. Целью каждого типа является защита поршня от тепла и загрязнений с использованием немного разных методов.


Learn more


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)