Чугунный блок цилиндров автомобиля ВАЗ

Рабочим инструментом хонинговального станка является хонинговальная головка – хона с абразивными брусками. Хонинговальная головка, закреплённая на хонинговальном или вертикально-сверлильном станке, одновременно совершает возвратно-поступательные и вращательные движения. Бруски прижимаются к обрабатываемой поверхности механически (например, пружинами), от руки, сжатым воздухом или иначе. Для обработки алюминиевых, бронзовых и чугунных деталей используются бруски из окиси алюминия Al2O3 или карбида кремния SiC. Для обработки стальных деталей могут использоваться алмазные бруски или бруски из нитрата бора. Задача хонингования – получение качественной рабочей поверхности, гладкой и одновременно в меру шероховатой, способной удерживать масло для смазки ответной детали, например, поршня. Создание такой поверхности достигается применением качественного абразивного материала и специальными способами и методами (технологиями) хонингования. На рис. 14 [8] показан участок поверхности цилиндра после хонингования.

Рис. 14. Фрагмент поверхности цилиндра (схема) подвергшегося плосковершинному хонингованию.

Угол α называется углом хонингования. Величина угла зависит от отношения скорости поступательного движения к скорости ее вращательного движения. Оптимальное значение угла хонингования лежит в пределах 60…750. При меньших значениях угла ухудшаются условия удержания на поверхности цилиндра масла, при больших – возрастает расход масла.
Предварительное (черновое) хонингование ведут брусками БХ-6С-100СТ1К или алмазными брусками АС6-100-М1 при режиме: окружная скорость 60... 80 м/мин, возвратно-поступательная скорость 15... 25 м/мин, давление на бруски 0,5 ... 1,0 МПа, смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) — керосин, припуск на хонингование 0,05 мм. В последнее время получило распространение алмазное плосковершинное хонингование (АПХ), которое выполняется алмазными брусками АСК 250/200 100 М1 на режимах: подача 15 м/мин, скорость резания 30 м/мин, удельное давление брусков 0,8 МПа, СОЖ — керосин.
Окончательное (чистовое) хонингование ведут брусками БХ-6С-М20 СМ1К или алмазными брусками АСМ 20-100-М 1, режимы обработки те же, кроме давления на бруски —0,3 ... 0,5 МПа, СОЖ — смесь керосина и индустриального масла 20 в соотношении 1:1. При АПХ — бруски АСО 28/20-100-М1 на режимах: подача 10 л/мин, скорость резания 36 м/мин, давление брусков 0,6 МПа, СОЖ — керосин. Припуск на хонингование 0,01 мм.
Замена абразивного инструмента алмазным при хонинговании позволяет повысить стойкость брусков, уменьшить шероховатость поверхности, значительно уменьшить износ отверстия цилиндров (при обработке АПХ износ уменьшается в 3 раза).
Дальнейшим совершенствованием способов обработки отверстий является процесс антифрикционного хонингования (АФХ), сущность которого заключается в том, что после двух операций АПХ (чернового и чистового) производится обработка брусками, содержащими приработочные антифрикционные вещества (графит, дисульфид молибдена). Во время обработки эти вещества покрывают рабочую поверхность и способствуют лучшей приработке деталей. Операция АФХ производится при давлении 0,2 ... 0,4 МПа без СОЖ в течение 15... 20 с. Для закрепления антифрикционного покрытия на рабочей поверхности цилиндров в зону обработки через хонинговальную головку вводится водорастворимый полимер. АФХ отверстий цилиндров позволяет исключить задиры поршней и прижоги поршневых колец, улучшить качество приработки деталей цилиндропоршневой группы, повысить их износостойкость, сократить цикл обкатки, снизить расход топлива при обкатке двигателей.
ОАО "Майкопский станкостроительный завод" выпускает хонинговальный полуавтомат модели 3К833. Он предназначен для хонингования отверстий в гильзах, блоках, шатунах двигателей внутреннего сгорания и других деталях. С 2006 года завод перешел на выпуск вертикального хонинговального полуавтомата модели ЗМ833 [4] вместо модели ЗК833 - это, по сути, модернизированный аналог.
Применение современного гидро- и электрооборудования, заложенного в новом проекте хонинговального полуавтомата ЗМ833, позволяет легко обслуживать его в послегарантийный период. Оснащение полуавтомата ЗМ833 хонинговальными головками с брусками из синтетического алмаза позволило увеличить производительность процесса хонингования и качество обработанных поверхностей изделия.
Характеристики станка: диаметр хонингования - 30-165 мм, длина хонингования - 30-40 мм, ход шпинделя - 500 мм, фиксированные частоты вращения шпинделя - 90, 145, 235 об. /мин., скорость возвратного поступательного движения (регулирование бесступенчатое) - 3 -18 м/мин.
Характеристика зарубежных станков для расточки блока цилиндров приведены в [4].

4.2.5. Хонингование зеркал цилиндров в условиях мастерских
1. Перед сборкой двигателя в обязательном порядке проводится хонингование зеркал цилиндров с целью достижения правильной посадки на них поршневых колец, обеспечивающей должную герметичность камер сгорания.
2. Прежде чем приступать к хонингованию, необходимо установить на место крышки коренных подшипников и затянуть крепежные болты с требуемым усилием.
3. Выпускаются два типа хонов для обработки зеркал цилиндров: хон типа “бутылочный ершик” и, более традиционный, поверхностный хон в виде насадки с подпружиненными точильными камнями. Оба инструмента обеспечивают необходимое качество обработки зеркал цилиндров, хотя использование первого для неопытного механика предпочтительнее. Потребуется также достаточное количество ветоши, специального хонинговочного или просто жидкого машинного масла, а также электродрель в качестве привода для хонинговочных насадок. Выполнять в следующем порядке:
a) Зажать хон в патрон электродрели, свести подпружиненные точильные камни/прутья ершика насадки и заправить последнюю в цилиндр.
b) Обильно смочить зеркало обрабатываемого цилиндра маслом, включить дрель и совершать насадкой возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Скорость вертикального перемещения хона должна обеспечивать нанесение на поверхности зеркала цилиндра сетчатого узора с углом пересечения сторон ячеи около 60°. Не жалеть масла и стараться не снимать с поверхности стенок цилиндра больше материала, чем это действительно необходимо для достижения требуемого результата.
c) Не извлекать хон из цилиндра до полной остановки дрели! Продолжать совершать возвратно-поступательные движения насадкой до тех пор, пока она не прекратит вращаться. После остановки дрели сжать точильные камни и извлечь хон из цилиндра. При пользовании хоном типа “бутылочный ершик” дождаться полной остановки дрели, затем извлечь насадку, продолжая вручную вращать патрон в нормальном направлении.
d) Протереть ветошью зеркало цилиндра и перейти к хонингованию следующего.
4. По завершении обработки надфилем снять фаски с верхних краев цилиндров, - данная обработка производится с той целью, чтобы не возникло затруднений с заправкой в цилиндры поршней с надетыми на них кольцами. Соблюдать крайнюю осторожность, чтобы не повредить надфилем зеркало цилиндра.
5. В заключение весь блок должен быть тщательно промыт теплым раствором мыльной воды. Цилиндры можно считать промытыми, когда после проведения по зеркалу смоченной маслом белой ветошью на ней не остается серого налета. Прочистить цилиндрической щеткой все масляные отверстия и каналы, затем промойте блок струей воды под напором.
6. После промывки тщательно просушить блок и смазать проточенные поверхности маслом для защиты их от коррозии. До начала сборки двигателя завернуть блок в чистый полиэтиленовый пакет.
Чистопольский завод "Автоспецоборудование" предлагает переносную установку для хонингования цилиндров автомобильных двигателей модели УХ. Диаметр обрабатываемых цилиндров - от 65 до 117 мм, номинальная частота вращения - 95, 165 об./мин., подача шпинделя - ручная, ход шпинделя - 270мм. мощность привода - 0,37 кВт.
Повреждения резьбы устраняют: при срыве менее двух ниток — прогонкой инструментом того же размера; при срыве более двух ниток — постановкой ввертыша или пружинной резьбовой вставки, а также заваркой с последующим сверлением и нарезанием резьбы по рабочему чертежу.
ЛИТЕРАТУРА
Вершигора В. А. и др. Автомобили «Жигули» моделей ВАЗ-2101 – ВАЗ-21013. Устройство и ремонт. - М.: Транспорт, 1996. - 240 с
Капитальный ремонт автомобилей. Справочник. /Под. ред. Р. Е. Есинберлина. М.: Транспорт, 1989. - 336 с.
Карагодин В. И., Митрохин И. И. Ремонт автомобилей и двигателей. – М.: Академия, 2003. – 280 с
Молодык Н. В., Зелкин А. С. Восстановление деталей машин: Справочник. - М.: Машиностроение, 1989. - 480 с.
Основы технологии производства и ремонта автомобилей: Метод. указ. к курсовой работе. /Сост. А. Д. Полканов; Вологодский политехнический институт: - Вологда, 1999. - 46с.
Румянцев С. И., Боднев А. Г., Бойко Н. Г. Ремонт автомобилей. –М.: Транспорт, 1988.- 327 с.
«АБС-авто», № 6, 1999 г.
«АБС-авто», № 4, 1999 г.
http://www.mehanika.ru/publ/obrabotka/stanki/
http://e-cto.narod.ru/dokumentaciy












ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Головка цилиндров 15 общая для четырех цилиндров отлита из алюминиевого сплава, имеет камеры сгорания клиновидной формы. С левой стороны в передней и задней части головни цилиндров выполнены каналы для стока масла в масляный картер. В головку запрессованы седла клапанов, изготовленные из специального чугуна, чтобы обеспечить высокую прочность при воздействии ударных нагрузок. Размеры седла впускного клапана больше размеров седла выпускного клапана. Рабочие фаски седел обрабатываются после запрессовки в сборе с головкой цилиндров, чтобы обеспечить точную соосность фасок с отверстиями направляющих втулок клапанов. Направляющие втулки клапанов также изготавливаются из чугуна и запрессовываются в головки цилиндров с натягом. В отверстиях направляющих втулок нарезаны спиральные канавки для смазки.
У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов - на всей длине отверстия. Для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между втулкой и стержнем клапана применены маслоотражательные колпачки, изготовленные из маслостойкой резины. Между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка, изготовленная из асбестового материала на металлическом каркасе и пропитанная графитом. По краям отверстий под цилиндры прокладка имеет окантовку из мягкой стали. Отверстие канала подачи масла к распределительному валу окантовано медной лентой. Чтобы прокладка не прилипала к блоку и головке цилиндров, перед сборкой ее рекомендуется натереть графитом.
Головка цилиндров крепится к блоку цилиндров одиннадцатью болтами. Для равномерного и плотного прилегания головки к блоку цилиндров и исключения коробления болты необходимо затягивать на холодном двигателе в два приема с помощью динамометрического ключа и в строго определенной последовательности от центра к периферии налево и направо поочередно).
В первый прием затяжка осуществляется предварительно - момент затяжки приблизительно 39,2 Нм (4кгс-м).Во второй прием производится окончательная затяжка моментом 112,7 Hм (11,5кгс-м) для основных десяти болтов и моментом 37,24 Нм (3,8кгс-м) для основных десяти болтов и моментом 37,24 Нм (3,8кгс-м) затяжки приблизительно 39,2 Н-м (4кгс-м). 60 второй прием производится окончательная затяжка моментом 112,7 Hм (11,5 кгс-м) для основных десяти болтов и моментом 37,24 Нм (3,8кгс-м) для болта на приливе около распределителя зажигания. Болты крепления головки цилиндров следует подтягивать после пробега первых (2000-3000) км, а в дальнейшем после снятия головки цилиндров или при появлении признаков прорыва газов или пропуска охлаждающей жидкости между блоком и головкой цилиндров.
Поршни 20 изготовлены из алюминиевого сплава и покрыты слоем олова для улучшения прирабатываемости. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, причем большая ось овала перпендикулярна оси поршневого пальца. По высоте поршень имеет коническую форму: в верхней части меньший диаметр, чем в нижней. Кроме того, в бобышки поршня залиты стальные терморегулирующие пластины. Все это выполнено для компенсации неравномерности тепловой деформации поршня при работе в цилиндрах двигателя, возникающей из-за неравномерного распределения массы металла внутри юбки поршня.
В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя. Это уменьшает возможность появления стука поршня при переходе через в.м.т. Для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец имеется метка "П". Поршень должен устанавливаться в цилиндр так, чтобы метка была обращена в сторону передней части двигателя. Поршни, как и цилиндры, по наружному диаметру подразделяются на пять классов через 0.01 мм и индивидуально подбираются к каждому цилиндру. По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются через 0,064 мм на три категории, обозначаемые цифрами 1, 2, 3. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня.
Поршневой палец стальной, цементированный, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна с натягом и свободно вращается в бобышках поршня. Поршневые пальцы, как и отверстия в бобышках поршня, по наружному диаметру подразделяются на три категории через 0.бб4 мм. Категория пальца маркируется на его торце соответствующим цветом: синим - первая категория, зеленым - вторая, красным - третья. Собираемые палец и поршень должны принадлежать к одной категории.
Поршневые кольца 19, 21 и 22, обеспечивающие необходимое уплотнение цилиндра, изготовлены из чугуна. На поршне установлены два компрессионных (уплотняющих) кольца, которые уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и отводят теплоту от поршня. и одно маслосъемное, которое препятствует попаданию масла а камеру сгорания. Кольца прижимаются к стенке цинндра силами соёственной упругости и давлением газов. Верхнее компрессионное кольцо 22 работает в условиях высокой температуры, агрессивного воздействия продуктов сгорания и недостаточной смазки, поэтому для повышения износоустойчивости наружная поверхность его хромирована и для улучшения прирабатываемости имеет бочкообразную форму образующей. Нижнее компрессионное кольцо 21 скребкового типа (имеет проточку по наружной поверхности), фосфатированное, выполняет также дополнительную функцию и маслосбрасывающего кольца. Кольцо устанавливается обязательно проточкой вниз, иначе возрастают расход масла и нагарообразование в камере сгорания.
Маслосъемное кольцо 19 имеет прорези для снимаемого с цилиндра масла и внутреннюю витую пружину-расширитель, обеспечивающий дополнительное прижатие кольца к стенке цилиндра. Шатуны 46 стальные, кованые со стержнем двутаврового сечения нижняя головка шатуна разъемная; в ней устанавливаются вкладыши шатунного подшипника.
Крышка нижней головки крепится двумя болтами и самоконтрящимися гайками. Шатун обрабатывают вместе с крышкой, и поэтому при сборке имеющиеся номера на шатуне и крышке должны быть одинаковы и находиться с одной стороны.
Коленчатый вал 1 отлит из чугуна воспринимает действие давления газов и инерционных сил. Материал вала работает на усталость. Повышение усталостной прочности достигается большим перекрытием коренной и шатунной шеек, наличием пяти опор (полноопорный), поверхностной закалкой шеек токами высокой частоты на глубину 2-5 мм, специально выполненными плавными переходами между шейками и щеками, тщательной обработкой напряженных мест.
Смазка от коренных подшипников к шатунным подводится по сверленым каналам, которые закрываются колпачковыми заглушками. Передний и задний концы коленчатого вала уплотняются самоподжимными резиновыми сальниками. В заднем конце коленчатого вала выполнено гнездо под передний подшипник первичного вала коробки передач.
Маховик 34 отлит из чугуна и имеет напрессованный стальной зубчатый обод для пуска двигателя стартером. Маховик крепится к заднему торцу коленчатого вала шестью болтами, под которыми установлена общая стальная шайба. Центрируется маховик по наружному диаметру подшипника первичного вала коробки передач. Маховик устанавливается на коленчатый вал так, чтобы метка (конусообразная лунка около зубчатого обода маховика) и ось шатунной шейки первого цилиндра находились в одной плоскости и по одну сторону от оси коленчатого вала.
Вкладыши коренных и шатунных подшипников - тонкостенные, биметаллические, сталеалюминиевые. Вкладыши каждого коренного или шатунного подшипника состоят из двух половинок. От провертывания вкладыши удерживаются выступом, входящим в паз шатунного или коренного подшипника. Все шатунные вкладыши одинаковые и взаимозаменяемые. Вкладыши первого, второго, четвертого и пятого коренных подшипников одинаковые и взаимозаменяемые, имеют канавку на внутренней поверхности (с 1987 г. нижние вкладыши этих подшипников устанавливаются без канавки).













36