Лекція 2. Виготовлення гільз блоків циліндрів двигунів

2.1. Конструктивно-технологічні особливості гільз

Гільзи двигунів характеризуються відносно малою товщиною стінок, великими діаметрами і довжиною, високою точністю і низькою шорсткістю посадочних і робочих поверхонь. Від цього в значній мірі залежить термін служби двигуна, адже гільзи працюють у важких умовах: під дією високих температур і великих тисків при згорянні робочої суміші. Крім того, на робочих поверхнях гільз відбувається абразивне зношення, причому найбільш інтенсивне зношення спостерігається в зоні руху верхнього компресійного поршневого кільця.

Для підвищення точності з'єднання „гільза - поршень” застосовують селективне складання цієї пари. Гільзи після остаточної обробки сортують по розмірних групах, кількість яких для різних двигунів автомобілів різна. Розбивання гільз на розмірні групи дозволяє правильно комплектувати пари „гільза - поршень” для одержання необхідного теплового зазору між поверхнями гільзи і поршня. При складанні комплектують пари однієї розмірної групи.

Рис.2.1. Гільзи автомобільних двигунів: а – суха, б - мокра

Сухі гільзи часто виготовляють вкороченими - у вигляді вставок, довжина яких відповідає величині переміщення головки поршня, і запресовують у блок циліндрів (рис.2.1, а). При експлуатації сухі гільзи не випресовують; при ремонті циліндри розточують і хонінгують так само, як і циліндри, що не мають гільз.

Широке поширення мають мокрі гільзи (рис.2.1, б), двигуни з якими зручні й економічні. Мокрі гільзи є змінними, вони омиваються охолоджувальною рідиною, тому що зовнішня поверхня гільз є внутрішньою стінкою водяної сорочки блоку циліндрів. У блок мокрі гільзи встановлюють під невеликим натягом і центрують у ньому двома поясками: верхнім і нижньої. Для запобігання витікання рідини з водяної сорочки циліндрів у масляний піддон у канавках нижнього пояска гільзи закладені гумові ущільнювальні кільця. У верхній частині є буртик, який входить у виточки в блоці і забезпечує необхідне положення гільзи відносно верхньої поверхні блоку. Кільцевий поясок на верхньому торці гільзи виступає над площиною блоку, до нього щільно притискається прокладка головки циліндрів. Внаслідок невеликої поверхні пояска забезпечується надійне відокремлення простору циліндрів від каналів водяної сорочки. Стінки мокрих гільз, які сприймають робочий тиск газів, виготовляють товстішими, ніж стінки сухих гільз. Товщина стінок стальних гільз – 4...7 мм, чавунних – 5...9 мм; товщина стінок напрямних поясків - на 2...3 мм більша мінімальних товщин стінок.

Оскільки гільза є тонкостінним циліндром, який має малу жорсткість у радіальному напрямку і легко деформується в процесі обробки різанням під дією сил затискання і різання, а також при термічній обробці, одержання високої точності основних робочих поверхонь зв'язано з певними труднощами. Для досягнення концентричності зовнішніх і внутрішніх поверхонь їх багаторазово обробляють з видаленням за кожну обробку незначних припусків. Найбільше труднощів викликає обробка гільз, які гартуються, тому що через деформації, які виникають при цьому, потрібно виконувати чистову й остаточну обробку по внутрішньому і зовнішньому діаметрах.

Як уже вказувалося, до основних поверхонь гільзи ставлять високі точність розмірів, форми і взаємного розташування:

1. Точність внутрішнього діаметра гільзи – 7...8 квалітети. Овальність і конусність по внутрішньому діаметрі - в межах 0,01 мм.

2. Шорсткість дзеркала гільзи – Ra=0,32...0,63 мкм.

3. Биття посадочних поясків у мокрих гільзах відносно поверхні дзеркала - не більше 0,03...0,10 мм; різниця биття верхнього і нижнього поясків в одній площині - не більше 0,08 мм.

4. Шорсткості посадочних поверхонь мокрих гільз Rа=1,25...0,63 мкм.

5. Точність обробки вільних розмірів - 12 квалітет.

Гільзи випробовують гідравлічним методом під тиском не менше 400 кПа протягом 2 хв і більше, при цьому не допускається запотівання зовнішньої поверхні гільзи.