Цилиндры

Материалы. Цилиндры в современных двигателях выполняются непосредственно в блоке или как сменные гиль­зы (мокрые и сухие). Часто в верхней части цилиндры имеют вставки из аустенитного чугуна, отличающегося хорошей износоустойчивостью.

В качестве материала для блоков двигателей с вставными гильзами применяются серый чугун и сплавы алюминия. Для вставных гильз цилиндров применяются специальные легиро­ванные чугуны, обладающие износоустойчивостью, коррозионно-и жаростойкостью.

Большая коррозионная стойкость алюминиевых сплавов, их хорошие технологические свойства (обрабатываемость, жидкотекучесть) и прочность дают возможность применять их также для блоков двигателей и гильз. Такие цилиндры хромируются, что значительно увеличивает время их работы между ремонтами и улучшает коррозионную стойкость.

Причины коррозии. Износ цилиндра двигателя вызывает изменения размеров его поверхности как в поперечном, так и в продольном направлениях, приводящих к появлению соот­ветственно овальности и конусности, превышающих допусти­мые значения.

Изнашивание зеркала цилиндра наступает от трения порш­невых колец и вследствие коррозии. Овальность цилиндров, проявляющаяся особенно в верхней части, может иметь раз­ные причины. Однако основной является эрозионное действие струи горячей смеси, поступающей через всасывающий клапан, что приводит к сильному износу цилиндров напротив него. Особенно интенсивно это происходит при низкой температуре стенок цилиндра из-за конденсации смеси и смывания слоя масла.

Коррозионный износ является следствием действия на зер­кало цилиндра, поршни и кольца продуктов сгорания газооб­разного или жидкого топлива, а также продуктов окисления масла. Этот износ увеличивается при наличии воды, конден­сирующейся па холодных стенках в период простоя двигателя.

Влияние топлива и продуктов его сгорания на износ ци­линдров зависит от наличия кислых соединений минерального происхождения или образовавшихся в результате старения топлива. Особенно пагубное влияние оказывает содержащаяся в топливе сера, а также свинец, имеющийся в эти­ловой жидкости, добавляемой к бензину с целью повышения его октанового числа. Сернистые соединения в принципе мало­активны и их действие на цилиндры проявляется лишь после длительной эксплуатации двигателя. Агрессивность их возра­стает в условиях повышенной влажности воздуха вследствие конденсации водяного пара на холодных стенках цилиндров.

Коррозионные процессы при интенсивной эксплуатации двигателя играют второстепенную роль. Однако при неболь­ших периодах работы и длительном простое двигателя эти про­цессы становятся очень опасными. Например, особенно сильна коррозия при длительном хранении недостаточно защищенного автомобиля под открытым небом при больших температур­ных перепадах. Практически можно считать, что хранение неработающего двигателя в течение 10 - 14 дней создает доста­точные условия для возникновения очагов коррозии на неза­щищенной поверхности цилиндров. Такой коррозионной ак­тивности в большой степени способствует действие продуктов сгорания и их загрязнений, которые в соединении с водными парами, проникающими в цилиндр вместе с атмосферные воз­духом, образуют электролит. Вследствие этого появляются локальные гальванические элементы, вызывающие точечную коррозию, которая затем переходит в язвенную.

На коррозионный износ поршней и колец влияет также качество масла, применяемого для двигателя. Из-за обильною смазывания масло защищает их от коррозии и значительно уменьшает износ. Однако масло, несмотря на постоянное фильтрование, подвергается постепенному разжижению топли­вом и водой, конденсирующейся в картере двигателя. Такая смесь масла, топлива и воды способствует появлению хими­ческой или электрохимической коррозии, разрушающей детали цилиндропоршневой группы.

Профилактические меры. Износ цилиндров поршней и колец можно предупреждать:

- выбором оптимального топлива и масла, улучшением фильтрации воздуха, топлива и масла, а также обеспечением соответствующих температурных условий работы двигателя. Например, не следует забывать, что во время пуска холодного карбюраторного двигателя богатая смесь смывает масляную пленку с зеркала цилиндра. Это приводит к появлению сухого трения и одновременно уменьшает коррозионную стойкость;

- технологическими мерами, применяемыми при производстве для повышения стойкости деталей как к трению, так и к кор­розии.

Например, высокую стойкость к изнашиванию и корро­зии можно получить при хромировании гильз цилиндров ил колец. Очень важным параметром коррозионной стойкости яв­ляется также шероховатость поверхности гильзы. Плохо обработанные поверхности затрудняют смазку, приводит к разры­ву масляной пленки, вследствие чего появляется сухое и полу­сухое трение. Кроме того, грубо обработанная поверхность гильзы способствует накоплению агрессивных агентов в раз- пых углублениях и неровностях, что приближает начало кор­розионного процесса. Поэтому тщательность механической об­работки зеркала цилиндра, а также термическая или химико-термическая обработка имеют решающее влияние на износ цилиндров.