Хонингование цилиндров своими руками
Самым завершающим этапом при капитальном ремонте любого двигателя является хонингование. В этой статье вы подробно узнаете о том, что такое хонингование блока цилиндров, зачем оно производится и как осуществить его своими руками.
Что такое хонингование
Хонингование выполняется для уменьшения шероховатости поверхности цилиндров, чтобы обеспечить минимальное трение между поршнем и рабочей частью цилиндра. Данная процедура выполняется при помощи режущей обработки. Хонинговальные бруски устанавливаются в специальные хонинговальные головки, которые устанавливаются как радиально, так и плоскопараллельно через конусные механизмы или зубчатые рейки. Таким образом, достигается крестовая шлифовка поверхности и соответствующая сетка штрихов. В связи с этим, хонингование получило второе название – перекрестная шлифовка. Смазка и охлаждение обрабатываемого материала обеспечивается с помощью специального хонинговального масла, которое подается на всем протяжении обработки.
Для чего необходимо хонингование цилиндров
В процессе эксплуатации, двигатель поддается как термическим, так и механическим воздействиям, которые непременно меняют форму цилиндров. Цилиндр должен иметь строго определенную высоту и диаметр, который не должен меняться на всем протяжении стенок. Тем не менее, длительная эксплуатация и износ делают свое дело – цилиндры меняют свою форму на бочкообразную, конусообразную или седлообразную. Данные изменения невидимы не вооруженным глазом, тем не менее, довести форму цилиндра до ума просто необходимо. Именно для этого и применяется хонингование, которое может расточить цилиндр до самых номинальных размеров с точностью до миллиметра.
Если цилиндры не обрабатывают и оставляют все, как есть, то можно получить, примерно, следующую картину:
- Снижение давления в цилиндрах (компрессии), потеря мощности. Данный параметр напрямую зависит от формы цилиндра.
- Повышения расхода смазывающего материала и топлива.
Сквозь промежутки, которые могут возникнуть между поршнем и стенками цилиндра, масло будет подниматься в камеру сгорания, прогорать и уходить в выхлопную систему.
Сквозь промежутки, которые могут возникнуть между поршнем и стенками цилиндра, масло будет подниматься в камеру сгорания, прогорать и уходить в выхлопную систему.Хорошо, если дело обойдется только расточкой цилиндров. Однако, бывают случаи, когда капитальный ремонт становился слишком затратным. Многие водители умудрились довести мотор до такого состояния, что потребовалась замена всего кривошипно-шатунного механизма.
Требования к инструменту и материалам
Как вы уже догадались, применение обычного расточного станка при хонинговании блока цилиндров недопустимо. Для этого используется только специальное оборудование, которое позволяет добиться самых точных результатов. Ведь такой параметр, как размер, в блоке цилиндров играет очень важную роль.
Обработка блока цилиндра, изготовленного из алюминия должна выполняться с помощью специальных брусков. Для достижения более точной геометрии элемента их количество должно составлять от 5 до 8.
Расположение брусков выполняется по всему периметру обрабатываемой поверхности. Монтаж инструмента осуществляется с помощью гидравлического или электромеханического привода, который позволяет изменить их положение в соответствии с требуемым размером. Такой подход, в отличии от ручной настройки, позволяет обеспечить точное регулирование брусков, в соответствии с требуемыми нормами. Именно поэтому, применение обычного станка, с малым количеством брусков и регулировкой механическими рейками недопустимо.
При расточке блока цилиндров применяются специальные бруски с алмазными зернами. Крепление зерен обеспечивается с помощью пластмассовой связки. Данный материал применим для обработки блока цилиндров, изготовленного из алюминия. Конструкция брусков позволяет добиться самозатачивания алмазов. Это означает, что связывающая пластмасса очень прочна, что немало важно при удержании алмазов в процессе обработки, и достаточно мягкая, чтобы удержать алмазы, концы которых уже затупились.
Как правильно делается хонингование цилиндров двигателя
Капитальный ремонт блока делится на несколько этапов. Вначале происходит расточка цилиндра до ремонтного размера. Обязательным условием является оставление припуска в 0,1-0,15 миллиметров. Данный размер позволяет вначале придать форму будущему цилиндру, а затем провести обработку шероховатой поверхности, чтобы сделать ее максимально гладкой.
После того, как второй этап будет завершен, необходимо выполнить промывку двигателя. Дело в том, что при обработке появляется большое количество металлической стружки, которая сразу может быть и незаметна. Однако, ее присутствие на стенках гильз совсем не желательно и может привести к повторному износу блока, поэтому ее необходимо удалить.
Внимание! Чтобы бруски не замазались и не переломились, необходимо через определенные промежутки времени прерывать хонингование, примерно, на 30 секунд.
При этом, касание инструмента стенкам цилиндра должен быть прекращен. За это время обрабатываемую поверхность и бруски нужно промыть и обработать новой порцией хонинговального масла. После этого, можно снова продолжать обработку.
Чтобы бруски изнашивались равномерно, рекомендуется постоянно менять направление вращения головки. Данное требование позволяет не только ровно обработать деталь, но и добиться повышенной экономии материала, что не маловажно при проведении работ любого вида.
На этом хонингование блока цилиндров завершено. Как видно, на теории в этом нет ничего сложного. Однако на практике многие водители могут столкнуться с различными трудностями, например, отсутствие необходимого оборудования или специальных навыков, нужных при обработке блока цилиндров. Именно поэтому, такую работу лучше доверить профессионалу, который за относительно небольшие деньги выполнит точную и качественную шлифовку цилиндров.
Хонингование цилиндров что это такое
Хонингование цилиндров – завершающий этап капитального ремонта двигателя автомобиля, им завершается расточка гильз цилиндров.
Цель проведения данной операции – уменьшение шероховатости поверхности гильз после расточки. Благодаря хонингованию существенно продляется срок службы мотора до следующего капремонта.
Зачем хонинговать двигатель
По мере естественного износа детали силового агрегата утрачивают свою первоначальную форму. Это, в первую очередь, касается гильз: их стенки искривляются и они принимают конусообразную или бочкообразную форму, а в поперечном сечении цилиндры становятся овальными. Помимо этого, на их стенках возможно образование царапин и задиров.
Все эти факторы отрицательно сказываются на состоянии блока цилиндров:
- ухудшается компрессия;
- растет расход горючего и масла;
- двигатель перестает развивать полную мощность.
Чтобы вернуть его к жизни, требуется капитальный ремонт. Если своевременно не выполнить его, такое состояние гильз отрицательно отразится на состоянии других узлов двигателя, и потребуется не только ремонт блока, но и куда более затратные мероприятия, вплоть до замены всего кривошипно-шатунного механизма.
Комплекс ремонтных мероприятий состоит из нескольких этапов: вначале производится расточка гильз до следующего ремонтного размера (если капремонт ранее не производился, то расточка осуществляется до первого ремонтного размера). При этом обязательно оставляют небольшой припуск (0,1 – 0,15 мм) для финишной обработки цилиндров. Для того чтобы придать расточенным гильзам правильную форму и максимально уменьшить шероховатость стенок, проводят хонингование.
Плосковершинное хонингование предпочтительнее других операций по доводке, таких как притирка и шлифование, поскольку дает лучшие результаты, как по точности, так и по эффективности.
Хонингование позволяет в несколько раз сократить процесс обкатки блока цилиндров, ведь расточка – это серьезное вмешательство, после которого требуется довольно длительная обкатка. Как результат – уменьшается износ других деталей блока. Помимо этого, повышается компрессия, снижается расход масла, а в картер прорывается меньше отработавших газов.
Хонингование цилиндров своими руками
Если расточка цилиндров – задача, требующая наличия специального оборудования, и справиться с ней в гаражных условиях невозможно, то выполнить плосковершинное хонингование вполне возможно и своими руками, хотя в условиях автомастерской данная процедура, разумеется, осуществляется на станке.
Процесс хонингования проходит в два этапа. На первом этапе применяется инструмент для хонингования с крупнозернистым абразивом. С его помощью проводится черновая обработка, в процессе которой снимается верхний дефектный слой металла с гильз цилиндров, выравнивается их форма и удаляются крупные шероховатости.
Второй этап – финишная обработка. Хонингование блока цилиндров выполняется мелким абразивом, позволяющим выполнять работу с высокой точностью.
При желании можно дополнительно выполнить обработку абразивной пастой, чтобы добиться максимальной гладкости гильз. По окончании второго этапа хонингования, необходимо тщательно промыть весь двигатель, чтобы удалить металлическую пыль, стружки и остатки полировочных материалов.
Цилиндрическое хонингование: важность вершин и долин — СКЛАД КРУГОВЫХ ПУТЕЙ | PERFORMANCE RACING DISTRIBUTOR
Надлежащее хонингование цилиндров может существенно повлиять на производительность и долговечность двигателя.
Хонингование цилиндров — это лишь один из элементов подготовки высокопроизводительного двигателя, который часто воспринимается как нечто само собой разумеющееся, однако он может быть эффективным средством не только для поддержания надлежащего контроля масла, но и для увеличения мощности. Большинство энтузиастов высокопроизводительных двигателей понимают, что при восстановлении двигателя и установке новых колец блок необходимо будет правильно отшлифовать в виде поперечной штриховки, но немногие осознают, что твердость блока, ход поршня, материал кольца и натяжение, а также применение необходимо учитывать перед выполнением любой работы.
По мнению экспертов, в высококлассных гоночных двигателях разница между правильной и неправильной хонинговкой цилиндров может достигать 30 лошадиных сил. При надлежащем хонинговании качество обработки отверстия цилиндра приводит к тому, что двигатель обеспечивает как превосходное уплотнение кольца, так и увеличенный срок службы кольца. Часто возникает тонкий баланс между наличием достаточной площади поверхности, позволяющей поршневым кольцам герметизироваться, но не настолько большой, чтобы нарушались удержание масла и смазка колец. При визуальном осмотре цилиндров только что отточенный цилиндр выглядит довольно шероховатым из-за процесса хонингования, оставляющего штриховку, в то время как использованный цилиндр имеет «глазурованную» поверхность с небольшой видимой штриховкой или без нее, в зависимости от степени износа.
Если рассматривать под микроскопом только что отточенный цилиндр, на поверхности появляется множество «пиков» и «впадин».
«Пики» — это самая высокая точка поверхности, которая соприкасается с кольцами. «Долины» — это области, которые были вырезаны абразивами в процессе хонингования. Как только новый двигатель запускается, вершины «пиков» буквально срезаются, когда кольца садятся в цилиндры, создавая «плато» для движения колец и легкую масляную пленку, которая остается в «впадинах». ».
Чтобы добиться надлежащей подготовки стенок цилиндра, изготовитель двигателя и/или механик обычно тщательно изучает три области; отделка, штриховка и искажение, все с целью достижения превосходного кольцевого уплотнения и максимальной производительности. Мастерские по производству высокопроизводительных двигателей используют профилометр для тщательного контроля поверхности стенок цилиндров, ранее называвшейся «RA» (средняя шероховатость). Сложный электронный инструмент оснащен стилусом с алмазным наконечником, похожим на иглу на проигрывателе виниловых пластинок, который проводит по поверхности, измеряя распределение пиков и впадин.
Профилометр предоставляет современные, определенные описания обработки отверстия цилиндра, которые включают «RPK» (уменьшенная высота пика), «RVK» (уменьшенная глубина впадины) и «RK» (глубина шероховатости сердцевины), которые основаны как на «RPK», так и на Измерения РВК.
Поскольку «РВК» относится к глубине впадин, удерживающих нефть, она напрямую связана с расходом нефти. По мнению экспертов Hastings Manufacturing, чрезмерное количество «RVK» способствует высокому расходу масла, а недостаточное количество может привести к чрезмерному износу колец и цилиндров. Как описано ранее, окончательная отделка стенок цилиндра сильно зависит от множества факторов. Высококачественные гоночные двигатели в некоторых случаях имеют очень глубокие «впадины», чтобы удерживать больший объем масла, и «пики» с небольшой площадью поверхности, по которой могут двигаться кольца.
Во время хонингования цилиндра также тщательно проверяется угол поперечной штриховки, который зависит от того, насколько быстро вращается хонинговальная головка и как быстро она совершает циклы вверх и вниз.
Угол можно проверить с помощью транспортира или практичной и креативной визитной карточки от Total Seal, которая служит гибким пластиковым транспортиром. Чтобы проверить угол поперечной штриховки с помощью специальной визитной карточки, начните с удаления полупрозрачной подложки с карточки. Затем вдавите ее в изгиб цилиндра и совместите верхний край карты с поверхностью колоды. Продолжайте, прочитав карту, удвоив сумму, соответствующую штриховке. Например, если он читает 20 градусов, истинный угол равен 40 градусам.
Угол поперечной штриховки должен быть одинаковым по всей длине цилиндра, и хотя наиболее распространенный угол составляет примерно 45 градусов, он может варьироваться в зависимости от натяжения кольца или длины хода. Некоторые строители предпочитают, например, 20-30-градусную поперечную штриховку при использовании маслосъемных колец низкого напряжения, потому что это уменьшает количество движения масла вверх и вниз по цилиндру. С другой стороны, длинноходные двигатели могут работать лучше с увеличенным поперечным сечением 60 градусов, так как угол обеспечивает повышенное движение масла к верхней части канала ствола и более быстрый возврат масла в поддон, хотя прорыв газов может несколько увеличиться.
по мнению экспертов Total Seal.
При хонинговании высокопроизводительного блока цилиндров важно установить стопорную пластину. Тормозная пластина при использовании с надлежащей прокладкой головки блока цилиндров и крепежными элементами имитирует нагрузку, воздействующую на блок при установке головки блока цилиндров, и, следовательно, помогает получить более круглые и точные отверстия цилиндров в процессе хонингования, сводя к минимуму искажение отверстия. В большинстве магазинов высокопроизводительных двигателей есть моментные пластины для самых популярных двигателей.
Естественно, чем круглее и точнее цилиндры, тем легче кольца могут прилегать к цилиндру и тем лучше они прилегают к цилиндру. Квалифицированные мастерские с соответствующим оборудованием нередко достигают искажения канала ствола всего 0,0005″. Отверстия цилиндров можно проверить с помощью нутромера с установленной на месте пластиной крутящего момента.
После завершения операций механической обработки очень важно тщательно промыть двигатель водой с мылом.
Нет ничего более вредного для двигателя, чем грязь и мусор. Протирание цилиндров белой тряпкой, пропитанной WD-40, а затем осмотр ткани гарантирует, что цилиндры действительно чистые.
Полный список процедур хонингования цилиндров, рекомендации и технические советы можно получить у таких производителей, как Hastings, Total Seal и Sunnen.
Хонингование блока цилиндров — обработка двигателя — Технический обзор
| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия
Вот результат, когда солидный инженерный и практический опыт сталкиваются при изучении концентричности отверстий в блоке цилиндров… при рабочей температуре
Широко известно, что литые, обработанные металлические детали имеют имеют память, созданную от внутренних напряжений. При наличии температурных изменений эти напряжения часто вызывают размерные и структурные сдвиги. Производители гоночных двигателей знают об этом условии, которое может иметь прямое отношение к концентричности отверстия цилиндра.
На самом деле, мы часто тратим дополнительное время и средства на производство круглых цилиндров, пытаясь получить размеры отверстия, равные тем, которые существуют после того, как двигатель достигнет рабочей температуры и давления в цилиндре.
В частности, литые и обработанные отверстия в блоке цилиндров подвергаются термическому распределению и распределению нагрузки, что усложняет задачу поддержания концентрических отверстий в работающем и сильно нагруженном двигателе. Нравится вам это или нет, но в задачу создания отверстий цилиндров с правильными размерами, которые моделируют те, которые подвергаются воздействию тепла в процессе эксплуатации, встроена некоторая погрешность Кентукки.
Мы знаем, что распределение рабочих температур и давления сгорания далеко не однородно в металлической конструкции, окружающей цилиндры, и тот факт, что трехмерный рост материала блока, происходящий в этой близости, неизбежен. Итак, мы изобрели способы предварительной загрузки блоков хонинговальными пластинами; путем нагревания материала или использования других методов, предназначенных для прогнозирования того, как данный блок будет испытывать деформацию отверстия после сборки с деталями и запуска .
Ничто из этого не означает, что такие методы неэффективны, потому что они были и есть. Скорее, эти комментарии относятся непосредственно к проблеме разработки улучшенных способов компенсации эффективных искажений, неизбежных под влиянием условий эксплуатации.
Входит Стивен Кузара из Шеридана, штат Вайоминг, Корпорация «Миллениум Продактс». Предыстория Стивенса по существу двусторонняя. В свои 53 года он имеет инженерное образование, 35 лет работает сборщиком двигателей/слесарем и 16 лет руководит собственным механическим цехом. Это не недостойное сочетание. В то время, когда он работал слесарем, когда использование торсионных пластин стало обычным явлением, ему казалось, что после ввода в эксплуатацию должны быть другие способы изготовления концентрических отверстий.
В предыдущих беседах со Смоки Юником (который пробовал процесс горячего хонингования в 1950-х годах) Кузара исследовал способы циркуляции нагретой жидкости через охлаждающую рубашку блока цилиндров во время чистового хонингования.
Любопытство и разочарование возникли из-за погони за последними десятками в процессе заточки, говорит Кузара. В начале 70-х я работал с другом-механиком, у которого был CK-10. Я начал задаваться вопросом, насколько важны эти последние несколько десятых в общих усилиях по созданию прецизионно обработанных блоков. Я уже наблюдал, как камни будут нагревать поверхности канала ствола и создавать изменения размеров, поэтому казалось логичным, что некоторые серьезные изменения, вероятно, произойдут при рабочих температурах двигателя.
На самом деле, Смоки отказался от этого процесса (хотя в 70-х он поделился с этим автором преимуществами, которые, по его прогнозам, должны были произойти), учитывая, что способ, которым он пробовал этот метод, был громоздким, грязным и занимал слишком много времени.
Кузара оказался более настойчивым. «Моя первая установка была подключена к нашему водонагревателю: по одному шлангу вода текла в блок, а по другому — в канализацию», — говорит он.
На выпускном шланге был манометр и клапан, чтобы контролировать давление и контролировать поток. Температура воды во время первого теста, который я провел, составляла 180 градусов по Фаренгейту. Измеренное искажение было достаточно значительным, чтобы я быстро пришел к выводу, что последние несколько десятых, которые я гнался за холодом, были потеряны в большем искажении, которое я видел при горячем, что было в несколько раз больше, чем производил торсионными пластинами.
Интерпретация? В то время как пластины крутящего момента выполняют предварительную нагрузку и создают искажение отверстия, тем самым предоставляя данные, которые позволяют повысить точность хонингования, процесс горячего хонингования (с использованием пластин крутящего момента), по-видимому, создает и допускает движение материала, которое тесно связано с размерами цилиндра работающего двигателя при температуре. . В следующих частях этой истории вы найдете данные и комментарии, призванные помочь вам сформировать собственное мнение, но доказательства довольно очевидны.
Впоследствии Стивен передал Kwik-Way лицензию на технологию для производственных и маркетинговых целей.
Типичные вариации размеров цилиндров Для целей этой статьи из запасов Wells Racing Engines в Дунканвилле, штат Техас, были выбраны четыре малоблочных блока цилиндров Chevrolet: стандартный 350, стандартный Bow Tie, Dart с увеличенным расточкой 0,060 и Dart Little M. (облегченный). В другом месте этой истории есть диаграммы с предоставленными данными, каждая из которых представляет полученные размеры отверстия цилиндра (1) в холодном состоянии (65 градусов по Фаренгейту) с торсионной пластиной и в горячем состоянии (температура рубашки 200 градусов по Фаренгейту и температура охлаждающей жидкости торсионной пластины 195 градусов по Фаренгейту) . Замеры диаметра цилиндра производились как по длине (параллельно оси коленчатого вала), так и по тяге (перпендикулярно оси коленчатого вала). Также были сделаны три измерения на цилиндр: верх, середина и низ.
По ним вы можете определить разницу в размерах и точность, измеренную между двумя используемыми методами: торсионными пластинами и горячим хонингованием по сравнению ни с тем, ни с другим. Особенно интересны данные, которые показывают количество хонинговальных проходов, необходимых для приведения цилиндра в концентричность, как показано на диаграмме, озаглавленной Dart Little M Lightened (обратите внимание на цилиндр № 4). На этой же диаграмме также показано сравнение (тот же цилиндр) холодных показаний при 60 и 70 градусах по Фаренгейту и одного при 70 градусах со снятой пластиной крутящего момента. Здесь два показания делают прямое сравнение между показаниями с пластиной и без нее. Помните, что все показания показаны в десятых тысячных на дюйм. Некоторые заключительные мысли Стоит ли использовать горячее хонингование? Некоторые наблюдения могут быть сделаны из информации, собранной в этой истории. Например, при использовании моментных пластин могут возникать напряжения и деформации отверстия, создаваемые установкой головок цилиндров.
Было также очевидно, что цилиндры в облегченных блоках значительно выиграют от процесса горячего хонингования и должны подвергаться окончательной хонинговке после удаления всего материала.
Наконец, как отмечает Уэллс, калибровочные цилиндры, подвергнутые горячему хонингованию и охлаждению, будут давать результаты измерений, которые кажутся весьма искаженными. После доведения до температуры эти же цилиндры приобретут желаемую концентричность и, согласно данным, будут более концентричными, чем если бы процесс горячего хонингования не применялся.
В тех случаях, когда для приближения к условиям эксплуатации (в различных двигателях или деталях) используется моделирование или аппроксимация, чем ближе процесс подходит к воспроизведению этих условий, тем более выгодным он становится.