Гильзы в двигателе: Назначение гильз цилиндров двигателя

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Назначение гильз, требования к гильзам цилиндров.

Стенки цилиндра двигателя образуют совместно с поршнем, кольцами и поверхностью камеры сгорания пространство переменного объема, в котором совершаются все рабочие процессы двигателя внутреннего сгорания. Стенка цилиндра должна быть тщательно обработана и образовывает с поршневыми кольцами пару скольжения. Цилиндры и гильзы цилиндров нагружаются силами давления газов, боковой нагрузкой от поршня и температурной нагрузкой. Переменная по величине и направлению боковая нагрузка вызывает изгиб и вибрацию цилиндра и ослабляет его крепление к картеру. Стенки цилиндра под действием возникающих при движении поршня сил трения подвергаются, кроме того, износу. Гильзы цилиндров должны быть прочными, жесткими, износостойкими, обеспечивать, возможно, меньшие потери на трение поршня о поверхность цилиндра. Внешняя и внутренняя поверхность гильз должна обладать антикоррозионной устойчивостью.

Конструкция гильз должна также обеспечивать надежность уплотнений в местах стыков гильз с головкой и блоком цилиндров. Гильзы цилиндров могут, являются как самостоятельной конструкционной единицей двигателя («мокрые» и гильзы двигателей  воздушного охлаждения), так и являться элементом ремонтной технологии, предусмотренной заводом изготовителем (например: «сухие» гильзы для двигателей, где цилиндры выполнены заодно с блок-картером). В автомобильных и тракторных двигателях наибольшее распространение получили чугунные гильзы.

По конструкции гильзы цилиндра современных автомобильных и тракторных двигателей можно разделить на три основные группы:

1. «Мокрые» гильзы цилиндров.
2. «Сухие» гильзы цилиндров.
3. Гильзы для двигателей с воздушным охлаждением. 

 

«Мокрые» гильзы. Конструкцией двигателя с водяным охлаждением предусмотрена полость в картере двигателя, так называемая «рубашка охлаждения». Гильза, соприкасающаяся свой поверхностью с охлаждающей жидкостью находящейся в «рубашке охлаждения» называется «Мокрой».

«Мокрые» гильзы цилиндров обеспечивают лучший отвод тепла, но картер двигателя с такими гильзами обладает меньшей жесткостью. Большое распространение эти гильзы получили на грузовых и тракторных двигателях в силу своей высокой ремонтопригодности. Как правило, выпускаемые производителями «мокрые» гильзы не требуют перед установкой, какой либо доработки. Изношенные «мокрые» гильзы в большинстве случаев не ремонтируют, а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси. Для предотвращения прорыва газов в охлаждающую жидкость и просачивания этой жидкости в цилиндр и картер двигателя «мокрые» гильзы комплектуются уплотнительными прокладками. Внутренняя поверхность гильз тщательно обрабатывается (хонингуется)для того что бы обеспечить наличие требуемой масляной пленки для смазки поршневых колец. Двигатели с «мокрыми» гильзами устанавливаются почти на все современные коммерческие автомобили.

«Сухие» гильзы. Гильзы, не имеющие соприкосновения с охлаждающей жидкостью, называются «сухими» гильзами. Конструкцией некоторых двигателей предусмотрена заливка при изготовлении в блок картер гильз изготовленных из износостойкого материала, создавая тем самым оптимальные условия для работы цилиндропоршневой группы. Например, некоторые модели двигателей HONDA, Land Rover, Volkswagen, AUDI, VOLVO и многих других производителей имеют алюминиевый блок цилиндров (для уменьшения веса силового агрегата) и залитые в него «сухие» гильзы (для увеличения ресурса и повышения ремонтопригодности). Но самое широкое распространение «сухие» гильзы получили в сфере капитального ремонта двигателя. Не «загильзованный» блок цилиндров современного двигателя имеет несколько, предусмотренных технологией, расточек с последующей установкой в него ремонтных поршней. Установка «сухих» гильз позволяет не менять блок двигателя даже после износа цилиндра расточенного в последний ремонтный размер. Производители гильз выпускают так называемые, заготовки гильз, то есть гильзы имеющие запас по длине и внешнему диаметру, которые после токарной обработки запрессовываются с натягом в блок цилиндров.

Такие гильзы как правило не имеют обработки внутренней поверхности. Они растачиваются и хонингуются только после установки гильзы в блок цилиндров. Поверхность блока цилиндров под установку тоже повергается тщательной обработке: расточке и в некоторых случаях хонингованию. Гильза с упором устанавливается в блок под давлением, с натягом (в среднем 0,03-0,04 мм), для гильз, не имеющих упора натяг больше. Наружная поверхность «сухих» ремонтных гильз, как правило, подвергается шлифовке, для увеличения плотности прилегания к блоку цилиндров. Гильзы могут фиксироваться при установке верхним буртом, нижним буртом или вообще могут устанавливаться без упора. Некоторые японские производители, например ISUZU, изготавливают двигатели с тонкостенными стальными гильзами, имеющими покрытие из пористого хрома железом. Такие гильзы не подвергаются механической обработке и устанавливаются в блок цилиндров без натяга, с небольшим усилием и удерживаются в блоке за счет прижатия широкого бурта гильзы головкой блока. Блок картер с сухими гильзами имеет повышенную жесткость по сравнению с блоком, с установленными «мокрыми» гильзами.

Гильзы цилиндров для двигателей с воздушным охлаждением. В двигателях воздушного охлаждения конструкция оребрения и необходимость создания охлаждающих воздушных потоков не позволяют применять блок-картерный тип отливки. В этих двигателях применяют отдельно отлитые цилиндры с воздушными ребрами, расположенными чаще всего перпендикулярно оси цилиндра. Эти гильзы цилиндра крепятся к верхней части картера короткими шпильками через опорный фланец (несущие цилиндры) или при помощи анкерных (несущих) шпилек. Гильзы цилиндров двигателей воздушного охлаждения изготавливают как из одного (монометаллические), так и из двух (биметаллические) металлов. Монометаллические цилиндры делают из чугуна, реже из стали или легких сплавов. Из биметаллических цилиндров получили распространение чугунные или стальные цилиндры с залитыми (или навитыми) алюминиевыми ребрами. Широкое распространение двигатели с воздушным охлаждением получили среди производителей тяжелой строительной техники.

Ярким примером является всемирно известный производитель индустриальных двигателей немецкая фирма DEUTZ.

Гильзы цилиндров

Создание максимально легкого и мощного двигателя — первоочередная задача для инженеров всех автомобильных компаний, которую они с тем или иным успехом пытаются решить уже более ста лет. Настоящей революцией стало появление двигателей, полностью сделанных из алюминия. Однако применение этого материала поставило перед разработчиками новую задачу — как создать в алюминиевом блоке прочные цилиндры? Самым удачным решением стало применение гильз, активно применявшихся при создании двигателей для мотоциклов, у которых нет общего блока цилиндров.

Виды гильз и требования, которые к ним предъявляются

Гильза должна быть очень прочной и тугоплавкой, ведь в случае с алюминиевым блоком он играет лишь роль корпуса, в котором она держится. Противостоять теплу, давлению и износу ей приходится самостоятельно. Поэтому гильзы должны обладать высокой  износостойкостью, высокой антикоррозийной устойчивостью, жаростойкостью и  прочностью. В зависимости от конструкции двигателя гильзы делятся на «мокрые» и «сухие». суть этого термина напрямую связана с особенностями системы водяного охлаждения двигателя.

«Мокрые» гильзы получили наибольшее распространение, так как отлично решают задачу отвода тепла

«Мокрые» гильзы

«Мокрыми» называются гильзы, наружная поверхность которых омывается охлаждающей жидкостью, циркулирующей в системе каналов, пронизывающих толщу блока цилиндров. Эта система называемой «водяной рубашкой» и служит для равномерного отвода тепла от блока цилиндров. В районе установки гильз охлаждающая жидкость «выходит на поверхность», чтобы напрямую омывать стенки гильзы. Поэтому такой тип гильз и называется мокрым. Блок цилиндров с «мокрыми» гильзами обеспечивает лучший отвод тепла, поэтому «мокрые» гильзы получили очень широкое распространение. Они применяются на легковых автомобилях Volvo, Renault, ГАЗ-24, Москвич и других.

Уплотнение между гильзой и блоком достигается путем установки медной прокладки между отлитым буртом гильзы и плоскостью блока

Ремонт двигателей, оснащенных «мокрыми» гильзами, крайне прост — в блок устанавливается новые пары гильза-поршень, не требующие доработки. Для капремонта даже нет необходимости снимать двигатель, и он может быть выполнен даже в полевых условиях.

«Сухие» гильзы

«Сухие» гильзы запрессованы в тело цилиндра и не имеют прямого контакта с охлаждающей жидкостью.  Некоторые производители предпочитают делать алюминиевые блоки с не сменными гильзами методом литья. В этом случае гильзы укрепляются в форме для отливки, которая позже заполняется расплавленным алюминием. Созданные таким образом блоки цилиндров по жесткости от обычных чугунных не отличаются. При необходимости ремонта гильзы растачиваются и хонингуются, как обычные цилиндры. Такую технологию используют для производства двигателей Volkswagen, Land Rover, Honda, Audi,Volvo и ряда других.

«Сухие» гильзы хуже отводят тепло, но их применение позволяет придать блоку цилиндров монолитную жесткость

Применение гильз снимает ограничение с количества капремонтов, которые способен выдержать блок. Теоретически этом можно делать неограниченное количество раз, хотя на деле это никому не нужно, так как кузов автомобиля, к сожалению, не вечен. Так, для обычного блока без гильз допустимо не более 3-4 предусмотренных изготовителем калибров ремонтных поршней. Это ограничивает количество возможных ремонтов. Когда же выполнен последний ремонт и цилиндр больше не подлежит расточке, то «выручают» гильзы, запрессовка которых вновь поднимает ресурс блока на несколько ремонтов.

Установка гильзы в цилиндр

Внутренняя поверхность цилиндра растачивается и тщательно шлифуется перед запрессовкой, такой же обработке подвергают и наружную поверхность гильзы для плотности посадки в цилиндр. Затем гильзы, имеющие, как правило, упорную кромку в верхней части, запрессовываются в расточенный цилиндр с натягом 0.03-0.04 мм.

Поршень и гильза цилиндра

«Мокрые» гильзы полностью «готовы к употреблению». После запрессовки в блок цилиндров внутреннюю поверхность обрабатывать не нужно, на ней уже есть хон. Сухие гильзы, как правило, нужно растачивать после установки.

Гильзы растачивают и хонингуют строго под определенную группу поршней.  Каждый поршень замеряется, и по его замерам идет расточка гильзы. После такой подгонки поршень маркируется по цилиндру и не подлежит установке в другие цилиндры. Кстати, при капремонте гильзованного двигателя рекомендуется покупать так называемые «ПОНы», подобранные в заводских условиях комплекты из гильз, цилиндров и пальцев.

Как исключение можно упомянуть японскую компанию Isuzu, выпускающую двигатели, где в блоке установлены стальные тонкостенные гильзы с покрытием из пористого хрома, не требующие механической обработки.

В двигателях Isuzu гильзы устанавливаются в блок без натяга и удерживаются в теле за счет прижима притянутой болтами установленной поверх головки блока цилиндров.

Гильзы в двигателях с воздушным охлаждением

Для двигателей воздушного охлаждения гильзы цилиндров выполнены по образу мотоциклетных, с ребрами охлаждения. Так как цилиндры должны охлаждаться потоком воздуха, из них нельзя сформировать блок и они устанавливаются на двигатель в виде отдельных деталей.

Гильзы крепятся к картеру (через медные прокладки) посредством невысоких шпилек через специальный опорный фланец или же посредством анкерных шпилек, проходящих сквозь всю головку цилиндров. Головка устанавливается на эти шпильки и затягивается в обычном порядке, прижимая тем самым цилиндры к картеру и обеспечивая герметизацию.

Мотоциклетные двигатели с воздушным охлаждением и стали «донором», давшим миру автомобильные гильзованные двигатели

Для двигателей с воздушным охлаждением гильзы цилиндров изготавливаются либо из одного вида металла (монометаллические), либо из двух металлов (биметаллические).

Монометаллические цилиндры воздушного охлаждения выполняют в основном из чугуна, иногда из стали или из легких сплавов.

Биметаллические цилиндры также выполнены из чугуна или стали, а поверх корпуса отлиты алюминиевые ребра.

Недостатки блоков с гильзами воздушного охлаждения

Двигатели с гильзами воздушного охлаждения очень восприимчивы к температурному режиму и при перегреве «страдают» отпусканием резьбы шпилек крепления цилиндров в алюминиевом блоке. Это ведет к вытягиванию шпильки и разрушению резьбы, что ослабляет затяжку гильзы  и вызывает разгерметизацию и потерю компрессии. Попытка подтяжки соединения заканчивается полным выходом посадочной резьбы шпильки из тела картера и последующим ремонтом. Иными словами, допускать перегрева алюминиевого двигателя не стоит ни при каких обстоятельствах.

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.

Почему используются гильзы цилиндров

Фото предоставлено: Costex Tractor Parts

Почему гильзы цилиндров являются очень важным компонентом двигателя? Все ли двигатели имеют гильзы цилиндров? В этой статье мы обсудим, почему используются гильзы цилиндров: их функции и значение, а также как они появились.

Гильзы цилиндров являются одной из основных частей двигателя. В первую очередь они служат защитой от износа двигателя. Гильза цилиндра представляет собой тонкий цилиндрический компонент, установленный в блоке цилиндров и непосредственно контактирующий с процессом сгорания топлива.

Гильзы, также известные как гильзы цилиндров, точно изготовлены для того, чтобы направлять узел поршня, таким образом эффективно преобразовывая сгорание топлива в механическую энергию.

Кроме того, ниже мы подробно расскажем о функциях гильзы цилиндра.
Какова функция гильз цилиндров?

В нашем предыдущем посте о том, как изготавливаются гильзы цилиндров, мы обсуждаем сложность изготовления гильз цилиндров и важные аспекты, необходимые для их создания. Прочность, точность и однородность гильз цилиндров важны, поскольку они выполняют следующие функции:
Служат в качестве поверхности скольжения

Гильзы цилиндров образуют внутреннюю стенку цилиндра, в непосредственном контакте с поршневыми кольцами, которые скользят по поверхности гильзы. Гильзы цилиндров имеют отличные характеристики поверхности скольжения, так как они разработаны с высокими противозадирными свойствами.

Хотя поверхность скольжения покрыта тонкой масляной пленкой для смазки, масло остается вместе с глазурью, которая естественным образом образуется при контакте металла с металлом. Это вызывает меньший износ гильзы цилиндра и поршневого кольца. Кроме того, эта естественная смазка позволяет снизить расход масла при работе двигателя.
Герметизация сжатого газа

Поскольку двигатель работает на сжатом и быстро расширяющемся газе (сгорание), герметизация камер является критическим фактором для обеспечения эффективной и безопасной работы двигателя.

Здесь на помощь приходят гильзы цилиндров. Гильзы цилиндров изготавливаются с жесткими допусками, чтобы предотвратить утечку сжатого газа и продуктов сгорания. Находясь в контакте с высокой температурой и давлением, гильзы цилиндров должны быть устойчивы к разрушению в таких условиях.
Служит теплоносителем
Поскольку гильза цилиндра находится в непосредственном контакте с горением, она получает тепло и передает его охлаждающей жидкости.

Большинство двигателей имеют «сухие гильзы», которые предназначены для контакта только с блоком цилиндров. В этом случае блок двигателя находится в контакте с охлаждающей жидкостью. С другой стороны, мокрая гильза находится в прямом контакте с охлаждающей жидкостью по своей внешней поверхности, обеспечивая более эффективное охлаждение.

Есть три основные причины, по которым важно охлаждать двигатели:

Повышение объемного КПД: более холодные двигатели позволяют большему количеству воздуха поступать в цилиндры. Наличие большего количества воздуха означает более высокую производительность и лучшее сгорание.

Предотвращение неравномерного воспламенения: особенно для бензиновых двигателей с искровым зажиганием более низкая температура может предотвратить преждевременное сгорание топливно-воздушных смесей. Это вызывает стук в двигателе и, что еще хуже, может привести к перегреву и износу компонентов.

Обеспечение надежности двигателя: Перегрев двигателя может вызвать различные проблемы, если его не предотвратить. Достижение температуры выше допустимой может привести к размягчению и деформации компонентов. Легкие двигатели с алюминиевыми компонентами склонны к этой проблеме, так как алюминий может размягчиться при температуре выше 200°C.

Защита блока цилиндров от износа

Фото предоставлено: Ceramizer

Гильзы цилиндров обеспечивают защиту блоков цилиндров, поскольку они «принимают» износ, а не блок двигателя. При этом в случае износа проще и экономичнее заменить гильзу цилиндра, а не весь блок двигателя.

Для двигателей без гильз цилиндров ремонт цилиндра производится путем растачивания имеющегося цилиндра для создания новой гладкой поверхности с последующей заменой поршня и поршневых колец на более крупные.

Однако существует еще один способ набивки втулки: растачивание цилиндра с последующей установкой новой втулки, чтобы компенсировать большее отверстие, образовавшееся при расточке.

ВИДЕО: https://www.youtube.com/watch?v=5_7PtvziB-Q
Краткая история гильз цилиндров

Ранее двигатели полностью изготавливались из чугуна по нескольким причинам. Железо было одним из самых прочных металлов, а также его было легко и дешево производить. Поскольку эти двигатели были полностью изготовлены из чугуна, в гильзах цилиндров не было необходимости.

Они использовались в течение длительного времени, хотя алюминиевые блоки цилиндров начали производить еще в начале 1960-х годов. Эти блоки цилиндров были изготовлены из более легкого материала – алюминия, но с установленными прочными чугунными гильзами. Алюминиевые блоки цилиндров были очень редки: только 2% автомобилей устанавливали алюминиевые блоки цилиндров.

После 1990-х годов производители начали переходить на алюминиевые двигатели, поскольку правила по выбросам и расходу топлива ужесточились. Это подтолкнуло производителей к поиску способов снижения веса транспортных средств и создания более эффективных двигателей.

Сегодня алюминиевые блоки цилиндров составляют почти две трети всех производимых блоков двигателей, и их количество продолжает расти.
Типы гильз цилиндров
Существует несколько типов гильз цилиндров, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:
Сухие гильзы цилиндров
Сухие гильзы цилиндров являются наиболее распространенным типом и тоньше, чем мокрые гильзы. Они не находятся в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью двигателя, однако установлены с очень плотной посадкой, обеспечивая защиту от тепла и загрязнений.

Плюсы:
Простая замена, так как это самый распространенный тип.
Отсутствие проблем с водяной рубашкой, что снижает прочность.
Может использоваться практически во всех типах двигателей.
Минусы:
Блок цилиндров, в котором он установлен, сложен в изготовлении и
Неэффективный отвод тепла

Мокрые гильзы цилиндров
Мокрые гильзы цилиндров вступают в непосредственный контакт с охлаждающей жидкостью двигателя. Некоторые мокрые гильзы цилиндров снабжены небольшими отверстиями, которые рассеивают тепло и загрязнения.

Плюсы:
сравнительно просты в изготовлении
Более эффективное охлаждение
Минусы:
замена может быть более сложной
риск проблем с утечкой воды

Ребристые гильзы цилиндров небольшие ребра, которые пропускают воздух вокруг цилиндра для обеспечения охлаждения.