Головка блока цилиндров

Материалы. Головки цилиндров отливаются из се­рого чугуна или из сплавов алюминия. Последние легко отли­ваются под давлением и в кокиль. Они хорошо обрабатываются и после специальной обработки имеют хорошую износоус­тойчивость и коррозионную стойкость.

Причины коррозии. Головка цилиндра работает в особенно неблагоприятных коррозионных условиях, так как постоянно соприкасается с горячими отработавшими газами при одно­временном прохождении через ее каналы охлаждающей жид­кости. Такие условия благоприятствуют коррозии в охлажда­ющих каналах.

Практически износ головки происходит в большей степени в результате механических повреждений, чем коррозионных. Тем не менее нельзя игнорировать коррозию, так как она ча­сто все же бывает доминирующей причиной износа. К корро­зионным повреждениям головки следует отнести иногда появ­ляющиеся трещины, в результате чего вода из охлаждающих каналов попадает в камеру сгорания. Вследствие этого появ­ляется газовая коррозия, протекающая при высокой температу­ре в среде горячих отработавших газов. Образование трещин в чугунных деталях, работающих длительное время при вы­соких температурах, объясняется выделением графита. В об­разовавшиеся поры под высоким давлением и при большой тем­пературе в материал проникают горячие газы, вызывающие структурные изменения материала головки.

Кроме этого, на развитие в головке коррозионных процес­сов влияет качество топлива и охлаждающей жидкости. При­менение топлива с малым содержанием смол и тяжелых фрак­ций препятствует образованию нагара как на головке, так и на поршнях и клапанах. Помимо того что нагар отрицатель­но влияет на работу двигателя, он резко увеличивает скорость коррозионных процессов на поверхности головки двигателя со стороны камеры сгорания.

Головки подвергаются также коррозии в каналах для ох­лаждающей жидкости. Протекающая через них вода или анти­фриз, замерзающий при низкой температуре, содержит кислоты и неорганические соли (сульфаты, хлориды и др.), вызыва­ющие электрохимическую коррозию. Накипь, откладываю­щаяся на внутренних стенках каналов, кроме вредного дейст­вия на работу системы охлаждения вследствие ухудшения теплопроводности, значительно ускоряет коррозию головки. В головках наблюдается также коррозионный износ краев отвер­стий охлаждающих каналов, а также значительное количест­во очагов межкристаллитной коррозии.

Профилактические меры. Коррозию головки блока можно уменьшить правильной эксплуатацией двигателя, в частности, применением соответствующего топлива, своевременным сня­тием нагара, исключением использования агрессивных охлаж­дающих 'жидкостей.

Поршни и поршневые кольца

Поршни. Изготовляются из прочного и твердого материала, устойчивого к действию высоких температур. Кро­ме того, он должен быть по возможности легким, так как от массы поршня зависят силы инерции, возникающие при работе двигателя. Как правило, поршни для карбюраторных и впрысковых двигате­лей изготовляются из сплава алюминия с добавлением меди и кремния. Поршни многих дизельных двигателей изготовляются из чугуна.

Ввиду исключительно тяжелых условий работы поршней после изготовления их подвергают различным дополнитель­ным видам обработки. Например, применяются оксидирование, хромирование.

Как цилиндры и головки, поршни подвержены (непосред­ственному коррозионному действию горячих газов, топлива и масел. В результате химического и термического действия этих элементов в верхнем слое днища поршня возникает язвенная коррозия, а также происходит выгорание некоторых компонен­тов сплава, что ведет к изменению структуры материала и уменьшению его прочности. Коррозионные процессы иногда приводят к прогоранию днища поршня.

При работе двигателя на днище поршня и в пазах для ко­лец откладывается нагар в результате попадания в камеру сгорания масла. Осаждению нагара способствует также окис­ление масла, присутствие тетраэтилсвинца в бензине, а так­же загрязнения в топливе и масле.

Следует подчеркнуть, что коррозия, вызываемая действи­ем горячих газов и масла, а также особыми условиями работы поршня, менее опасна при эксплуатации двигателя, чем износ боковых стенок поршня, вызываемый трением. Кроме того практика показывает, что поршни изнашиваются значительно медленнее, чем цилиндры.

Дли повышения срока службы поршней необходимо, преж­де всего, тщательно соблюдать рекомендации завода-изгото­вителя и ремонтного предприятия в отношении режимов экс­плуатации и обслуживания. При эксплуатации двигателя ну­жно следить за условиями работы, особенно в начальный пери­од эксплуатации, своевременно доливать или заменять масло, рекомендованное инструкцией, содержать в чистоте масляные и воздушные фильтры, а также соблюдать правильный тепловой режим двигателя.

Поршневые кольца. Метод изготовления поршневых колец, а также материалы (различные марки чугуна) выбирают в за­висимости от назначения и типа двигателя. После обработки кольца проходят нормализацию и закалку, а иногда фосфатируются или хромируются.

Часто наружная поверхность колец покрывается слоем по­ристого хрома толщиной 0,10 - 0,15 мм. Это значительно увели­чивает их поверхностную твердость и сопротивление износу, но вместе с тем интенсифицирует износ поверхности цилинд­ра. Иногда на слой хрома наносят мягкий антифрикцион­ный слой олова или подшипникового сплава для увеличения срока службы колец и лучшей приработки . их к цилинд­рам.

В результате износа колец в картер двигателя проникают отработавшие газы, а масло попадает в камеру сгорания, что значительно увеличивает расход масла.

Проникновению отработавших газов в картер двигателя во время рабочего хода и топлива при сжатии рабочей смеси способствуют неточное изготовление деталей и некачественное выполнение сборки, особенно во время ремонта. В результате этого больше расходуется масла и значительно сокращается ресурс его использования. Невысокое качество обработки, не­правильная сборка цилиндропоршневой группы во время ре­монта, а также применение несоответствующих масел и топли­ва ускоряют процесс нагарообразования на кольцах и способ­ствует коррозионному разрушению. Отложение нагара вызы­вает залегание колец, в результате чего они не могут свобод­но перемещаться в пазах поршня.