В каких двигателях есть гильзы

Цилиндропоршневая группа КАМАЗ

Цилиндропоршневая группа — важнейшая часть двигателя внутреннего сгорания. От качества поршня, гильзы, пальца и поршневых колец зависит срок службы двигателя, его мощность, расход масла и топлива. ОАО «КАМАЗ» рекомендует использовать только оригинальные комплекты цилиндропрошневой группы к автомобилям КАМАЗ и для этого есть целый ряд причин.

Производство

Осенью 2009 года ОАО «КАМАЗ» и «Federal Mogul Corporation» создали совреместное предприятие «Федерал Могул Набережные Челны» для выпуска деталей цилиндропоршневой группы. Компания «Fedral Mogul Corporation» обладает многолетним опытом производства и проектирования ЦПГ для мировых автомобильных брендов: Mercedes-Benz, MAN, Volvo, Renault, BMW, GM, Ford, Cummins.

Совместное предприятие ОАО «КАМАЗ» и «Federal Mogul Corporation» на сегодняшний день используют наиболее современные и инновационные подходы в разработке и производству комплектов Цилиндро-поршневой группы. Регулярно улучшаются и обновляются производственные мощности завода в Набережных Челнах, вносятся дополнительные технические решения, совершенствуется система контроля качества. В 2012 г. было закуплено и запущено в работу новое мехообрабатывающее оборудование под поршень и гильзу цилиндра, новая печь проходного типа под сушку графита поршня.

Все детали цилиндропоршневой группы производятся на совместном предприятии, только для автомобилей KAMAЗ и реализуются конечным покупателям, только через официальных дилеров по запасным частя ОАО «КАМАЗ». Найти ближайшего к Вам дилера вы можете здесь.

Основные технические достижения

Цилиндропоршневая группа КАМАЗ регулярно совершенствуется, повышаются требования к ее технологичности и надежности, но при этом на рынке запасных частей продаются ЦПГ альтернативных и контрафактных производителей. Научно-техническим центром ОАО «КАМАЗ» были проведены испытания альтернативных и контрафактных ЦПГ, в результате которых выявлены серьёзные несоответствия требованиям ОАО «КАМАЗ», альтернативные ЦПГ значительно уступают ЦПГ КАМАЗ, ухудшают показатели и надежность двигателя.

Ключевые преимущества оригинального поршня КАМАЗ над альтернативными и контрафактными:

1. Все поршни КАМАЗ изготавливаются из одного сплава S2N, имеющего лучшие прочностные характеристики, чем у алюминиевых сплавов альтернативной и контрафактной продукции.
2. Нанесение графитового покрытия на поверхность юбки поршня производится с помощью шаблона (отпадает необходимость защиты головки поршня и отверстия под поршневой палец от попадания графита).
3. Введены радиусы скругления кромок выемки в поршне и цековок под клапаны для предотвращения трещинообразования характерного для альтернативных и контрафактных ЦПГ.
4. В конструкции поршня разработан специальный зазор «палец-отверстие в поршне» в отличие от переходной посадки исключает нагрев поршня для монтажа поршневого пальца.
5. Выемка на юбке под масляную форсунку, а также контур радиусом 130,5 мм под противовес коленвала изготавливаются литьем, а не мехобработкой.
6. Отсутствует необходимость доработки поршня вручную (снятие заусенцев напильником).
7. 100% контроль всех основных размеров поршня, в том числе и 100% контроль кромки выемки в поршне и схватываемости нирезистовой вставки ультразвуковым методом.
8. Качество поршней отвечает требованиям мирового уровня.

Ключевые преимущества оригинальных поршневых колец КАМАЗ над альтернативными и контрафактными:

1. Полная унификация колец для двигателей уровня Евро-1, 2, 3, 4, 5.
2. Использование вместо молибдена, хромоалмазное покрытие GDC50 на верхнем компрессионном кольце, что увеличивает износостойкость колец в 3 раза в отличии от альтернативных и контрафактных производителей и позволяет достичь ресурса ЦПГ КАМАЗ 1 млн. км.
3. Введение минутного кольца во второй канавке вместо полутрапецеидального улучшает маслосъемные свойства колец и позволяет достичь расхода масла на угар менее 0,1%.
4. Качество поршневых колец отвечает требованиям мирового уровня.

Ключевые преимущества оригинальной гильзы КАМАЗ над альтернативными и контрафактными:

Значительно более сниженные шероховатости и маслоемкости рабочей поверхности гильзы цилиндров, что позволяет получить меньший износ как во время приработки, так и в дальнейшем, а значит и больший интервал замены масла. Кроме того, это снижает расход масла на угар до менее 0,1% от расхода топлива.

При производстве используется характеристика шероховатости поверхности тремя параметрами Rpk, Rk и Rvk и оптимальным углом хона 45°, что позволяет получать гильзы цилиндров со стабильным качеством рабочей поверхности в отличии от альтернативных и контрафактных гильз.

В производстве гильз КАМАЗ используется более качественное литье и механическая обработка позволяющая получать гильзы с качеством исполнения рабочей поверхности мирового уровня.

Плавающий поршневой палец КАМАЗ позволяет монтировать его в поршень без нагрева и улучшает поступление масла в отличии от альтернативных и контрафактных производителей.

Контроль качества

На производстве ЦПГ введены системы наиболее современного и технологичного контроля качества, которыми не могут «похвастаться» альтернативные и контрафактные производители. На предприятии введена целая система контроля качества, которая позволяет выявить наиболее мелкие недостатки. Ключевым из них является зона ультразвукового контроля позволяющего детально контролировать качество поршня, в том числе контроль камеры сгорания и схватываемости нирезистовой вставки.

Именно современная и четкая система контроля позволила ОАО «КАМАЗ» совместно с «Federal Mogul Corporation» разработать наиболее совершенные и качественные детали цилиндро-поршневой группы и продолжать работу над их совершенствованием.

Испытания.

Ключевым аспектом в подтверждении высокого качества и технологичности ЦПГ КАМАЗ является регулярное проведение испытаний в Научно-техническом центе ОАО «КАМАЗ». Работоспособность оригинальных запчастей ежеквартально подтверждается испытаниями на двигателях КАМАЗ на специальных стендах и ежегодными ресурсными испытаниями на автомобилях КАМАЗ.

Не один альтернативный и контрафактный производитель ЦПГ не может позволить себе такие испытания, так как не обладает специализированными научно-техническими центрами, дорогостоящими испытательными стендами и средствами даже для провидения регулярных ресурсных испытаний по работе деталей на автомобиле КАМАЗ.

Стоит ли платить за такой риск, приобретая цилиндропоршневую группу сомнительного производства? Решение остаётся за Вами, но исследования проводимые ОАО «КАМАЗ» показывают то, что экономия от более низкой стоимости альтернативных и контрафактных ЦПГ приводит к гораздо большим затратам: сокращению ресурса двигателя, росту дополнительных простоев автомобиля, росту затрат на ремонт и повышенный расход масла.

Где приобрести оригинальные запчасти KAMAЗ.

Покупайте запасные части только у официальных дилеров ОАО «КАМАЗ». Дилерская и сервисная сеть ОАО «КАМАЗ» расположена на всей территории России. Официальные дилеры продают только оригинальные запчасти КАМАЗ — приобретая запасные части у наших дилеров, вы гарантировано, защищены от подделок.

Найти ближайшего к вам дилера вы можете здесь.

Как отличить оригинальные ЦПГ от альтернативных и контрафактных.

Все комплекты Цилиндропоршневой группы КАМАЗ продаются в фирменной упаковке с логотипом KAMAZ. Ознакомитесь с внешним видом упаковки запасных частей ЦПГ КАМАЗ и приобретайте ЦПГ только в данной упаковке:

Фирменная упаковка KAMAZ содержащей специальную этикетку с защитной наклейкой и надписью «Внимание! ОПЛЛОМБИРОВАННО!» — необходимый атрибут подлинника. Защитная наклейка позволяет контролировать несанкционированное вскрытие упаковки. Как только эту наклейку попытаются убрать с коробки, на ней проявляется надпись «ВСКРЫТО!», которую удалить невозможно.

Все запасные части, реализуемые ООО «АвтоЗапчасть КАМАЗ» содержат код ДЗЧ. Большинство альтернативных и контрафактных производителей заменяют этот номер на другой, для избегания юридической ответственности за производство поддельной продукции. Обратите внимание в нашем списке ЦПГ на код ДЗЧ необходимой Вам запасной части и не приобретайте запасную часть с иным кодом.

Детали цилиндропоршневой группы КАМАЗ для двигателей экологического класса ЕВРО-1 и 2 с ходом 120 мм входят в состав ремкомплектов 740.30-1000128-05 (с высоким поршнем 40-я группа, обозначение 7.12094А101-40, гильзой цилиндров К000918290 или 740.30-1002021, поршневым пальцем 12094-50972 или 740.30-1004020, комплектом поршневых колец 740.60-1000106-02) и 740.30-1000128-06 (с низким поршнем10-я группа, обозначение 7.12094А101-10).

Детали цилиндропоршневой группы КАМАЗ для двигателей экологического класса ЕВРО-2 и 3 с ходом 130 мм, входят в состав ремкомплектов 740.60-1000128-04 (с высоким поршнем 40-я группа, обозначение 7.12094-101-40, гильзой цилиндров К000919000 или 740.51-1002021, поршневым пальцем 12094-50971 или 740.70-1004020, комплектом поршневых колец 740.60-1000106-02) и 740.60-1000128-05 (с низким поршнем 10-я группа, обозначение 7.12094-101-10).

Обратите внимание на маркировку деталей ЦПГ КАМАЗ. На рис.1 представлено фото поршня, маркировка обозначения выполнена на днище ударным способом, при этом цифра 8 после запятой означает порядковый номер последнего изменения внесенного в конструкцию. Размерная группа поршня по высоте указана в нижней строке.

Рисунок 1.Внешний вид поршня 12094А101-20 и его маркировка.

На рисунке 2 показана маркировка поршневых пальцев выполненная на торце деталей.

Рис. 2. Маркировка пальцев поршневых

На рисунке 3 приведена маркировка поршневых компрессионных и маслосъемного колец. Товарный знак предприятия изготовителя GOE 6 нанесен слева от замка. На компрессионных кольцах справа от замка нанесена маркировка ТОР, что означает верх. Торец кольца с такой маркировкой при установке на поршень должен располагаться со стороны днища.

Рисунок 3. Маркировка поршневых колец

Верхнее компрессионное кольцо

Второе компрессионное кольцо

Второе компрессионное кольцо

Приобретайте только оригинальные запасные части Цилиндропоршневой группы КАМАЗ, это повысит надежность и эффективность работы Вашего автомобиля.

Внимание!

При замене ЦПГ предыдущего поколения на двигатели КАМАЗ, необходимо производить замену поршня, пальца и колец одновременно из нового комплекта ЦПГ, в независимости от величины износа отдельных деталей ЦПГ.

Установка старого пальца в новый поршень и наоборот приведет к дисбалансу работы ЦПГ КАМАЗ, последствиями которого станут серьезные разрушения цилиндропоршневой КАМАЗ и повлекут за собой дополнительный более дорогостоящий и длительный ремонт автомобиля.

Алюсил не виноват: настоящие причины ненадежности алюминиевых моторов

Алюсил? Не, не слышал

Сам по себе алюминий – металл достаточно мягкий, – это знают все, кто гнул в детстве бабушкины алюминиевые вилки. И даже прочности его сплавов, которые используются в автомобилестроении, недостаточно для использования на поверхности цилиндра – он попросту не выдержит трения поршневых колец.

Но соблазн использовать цельноалюминиевый мотор слишком велик. Масса алюминиевого блока в разы меньше, чем у чугунного, он лучше прогревается, у него меньше напряжения в сопряжении блока и головки цилиндров. Казалось бы, запрессовать чугунные гильзы в алюминий и успокоиться, но и тут есть сложности.

Так называемая «мокрая» посадка гильзы, как на моторах ЗМЗ V8, не обеспечивает достаточной жесткости и не технологична, а «сухая» гильза, которую заливают в блок на этапе отливки или штамповки, обходится дорого. И в любом случае чугун ухудшает теплопередачу и тепловой зазор приходится оставлять большим из-за разного коэффициента расширения металлов. А новые требования к моторам заставляют искать способы уменьшения зазоров в цилиндрово-поршневой группе для усовершенствования работы «на холодную» и улучшения экологичности.

Газ-53 с двигателем ЗМЗ V8

Выход нашли сначала в нанесении на алюминий очень тонкого слоя особопрочного материала. Пример тому – покрытие по технологии Nikasil из сверхтвердого карбида никеля, наносимое гальваническим методом на алюминиевую гильзу цилиндра.

Технология была разработана в 60-е годы для роторно-поршневых моторов NSU и применялась на легендарных Ro-80 и на некоторых Porsche, а в 90-е годы пришла в массовое автомобилестроение. Но совсем ненадолго. Буквально за пять-шесть лет выпуска производители «разочаровались» в технологии. Формальным поводом стали случаи разрушения прочнейшего покрытия из-за химических проблем: например, при использовании высокосернистого топлива. Особенно часто сложности встречались в северных штатах США и в Канаде.

NSU Ro 80 ‘1967–1977

Отзвуки громкого скандала с никасилом дошли и до нас, но это как раз тот случай, когда проблема оказалась вовсе не технической – просто это очень дорогой способ, и у него «нашли» «недостаток». Хотя дело было скорее в низкой технологичности и высоких шансах на производственный брак при сложной процедуре. Забавно, что громкий отказ в массовом автомобилестроении от никасила никак не повлиял на его использование в мотоспорте и на заряженных гражданских мотоциклах: там он по-прежнему весьма популярен.

Но потерпев неудачу с никасилом, конструкторы не отчаялись и обратились к более технологичным аналогам. Вспомним, что чугун в моторах появился не просто так. На поверхности этого металла при обработке проявляются зерна графита, благодаря твердости которых чугунные цилиндры обладают высокой износостокостью. Если насытить алюминий кремнием выше определенного порога, то можно получить своеобразный «алюминиевый чугун» – заэвтектический сплав, в котором кремний будет содержаться в виде очень твердых износостойких зерен.

Достаточно лишь в блоке цилиндров, отлитого из заэвтектического сплава, специальным образом обработать поверхность цилиндра, «осадив» алюминий и оставив зерна кремния на поверхности. Технология Alusil или Silumal, основанная на этом принципе, а также гильзы по технологии Locasil, оказались крайне инновационны и недороги. Во многом этот способ даже дешевле «сухих» чугунных гильз в алюминиевом блоке. А о достоинствах цельноалюминиевого мотора я уже писал выше. И все же вал отказов моторов с алюсиловыми цилиндрами вполне обоснованно ставит под сомнение надежность самой технологии. Но в ней ли проблема?

В теории все отлично

Если ограничиться только широкоизвестными примерами «неудачных» моторов, то можно подумать, что именно в покрытии цилиндров и заключена суть проблемы. Но стоит приглядеться подробнее и обнаружится, что весьма удачных моторов с технологией Alusil хватает. Вот, например, серия двигателей M112-M113 от Mercedes, которые вполне обоснованно считаются крайне надежными, беспроблемными и неприхотливыми. И не беда, что тут гильзы цилиндров с алюсиловым покрытием – моторы проходят все 300-500 тысяч километров до проблем с поршневой группой, и известны примеры с куда большими пробегами – при нормальной эксплуатации износ в этом сопряжении практически отсутствует. В чем же разница между ними и признанными «неудачниками» серии М272-М273?

Двигатель Mercedes-Benz M113.M273

Алюминиевые блоки обеспечивают более стабильные характеристики поршневой группы при нагревании, позволяют почти без ущерба давать нагрузку на непрогретый мотор, а в итоге гарантируют лучшую экологичность и экономичность. И с ресурсом в теории тоже все хорошо: очень «скользкое» покрытие с минимальным коэффициентом трения, хорошими характеристиками удержания масляной пленки и высочайшей твердостью поверхностного слоя может работать очень-очень долго. Почти так же долго, как и очень дорогой Nikasil, и больше, чем чугун. Почему же на практике получается иначе?

Разберем подробно на примере пары двигателей: надежного М112 и крайне неудачного М272 от одного производителя, почтеннейшего Mercedes-Benz. Оба двигателя ставили на целый ряд машин, от С- до S-классов и тяжелых внедорожников на протяжении более 10 лет. Самое время проанализировать накопленный опыт. Представлю героев этой статьи подробнее.

Хороший пример

Моторы серии М112-М113 – унифицированное семейство моторов V6 и V8, с углом развала блока 90 градусов, с рабочим объемом от 2,6 до 5,4 литра. Моторы V8 отличаются от V6 только наличием еще двух цилиндров и отсутствием балансирного вала в развале блока, в остальном они идентичны. На базе шести- и восьмицилиндровых моторов этих серий делали и компрессорные агрегаты для машин AMG.

Блок цилиндров из алюминиевого сплава, сухие гильзы из заэвтектического алюминиевого сплава. Кованый коленчатый вал, кованые шатуны, привод ГРМ двухрядной роликовой цепью, по одному респредвалу на ГБЦ (SOHC), три клапана на цилиндр: два впускных, один выпускной. Распределенный впрыск, система зажигания с двумя свечами на цилиндр. Фазовращателей нет. Впускной коллектор переменной длины. Простой термостат, привод вентилятора через вискомуфту, температура термостатирования 87 градусов. Охлаждение масла в водомасляном теплообменнике.

Двигатель Mercedes-Benz M112

Мощностные показатели более чем неплохие, особенно с учетом сравнительно небольшой массы моторов и малых размеров – ГБЦ очень компактные. Моторы V6 с рабочим объемом 3,7 литра без наддува выдают до 245 л. с. и 344 Нм, а V8 объемом 5,4 литра – все 367 л. с. и 530 Нм крутящего момента. Компрессорные варианты – так и вовсе вплоть до 650 л. с.

Основные недостатки конструкции давно известны. Сравнительно высокий расход масла на угар из-за малого натяга поршневых колец и быстрого износа сальников выпускных клапанов. Течи масла с теплообменника двигателя, а при загрязнении системы вентиляции картера и с крышек ГБЦ, а также других мест. Не очень высокое качество резиновых уплотнений, но сальники выпускных клапанов выходят из строя в основном из-за высокой температуры единственного выпускного клапана.

Трескаются выпускные коллекторы из-за конструктивных просчетов. Сложно менять свечи нижнего ряда, и этой процедурой пренебрегают при обслуживании, из-за чего моторы часто не выдают расчетные характеристики. Сравнительно мал ресурс катализаторов, а при прогрессировании расхода масла они выходят из строя очень быстро. Выпускной коллектор имеет изнашиваемые заслонки, которые теряют уплотнение к пробегу в 200-350 тысяч километров и иногда выходит из строя их привод, после чего мотор значительно теряет либо в тяге «на низах», либо «на верхах».

Если вовремя заменить сальники клапанов, не допускать перегревов, вовремя устранять течи теплообменника и менять прокладки, то мотор даже со стандартным интервалом обслуживания в 15 тысяч километров и «оригинальном» масле способен на более чем 200 тысяч пробега. При качественном обслуживании и при пробегах «за 300» он вполне бодро себя чувствует, не требуя замены поршневой группы и цепей. Задиры поршневой группы на M112/113 – часто следствие пренебрежения интервалами замены воздушного фильтра, плохого масла и перегревов.

Причем перегреть этот мотор достаточно сложно, если только ездить с неисправным термостатом или порванным ремнем привода вентилятора и помпы. Моторы эти имели экологический класс Euro 3 и Euro 4, выпускались с 1997 года и считались очень удачными. Но прогресс – штука неумолимая.

Плохой пример

В 2004 году на моделях C-, E- и S-класса появились новые двигатели серии M272/273 с примерно такими же характеристиками. Моторы серии M113 оставили только для «проходимца» G55. Чем же новые агрегаты были хуже и почему для владельцев они превратились в символ угасания качества марки Mercedes?

Серия двигателей M272-M273 тоже унифицирована, это V6 и V8 охватывает диапазон рабочего объема с 2,5 до 5,5 литра. На первый взгляд моторы мало изменились в сравнении с предшественниками, но тем не менее где-то кроются те изменения, которые сказались на надежности самым радикальным образом.

Под капотом Mercedes-Benz SLK 350 ‘2004–07

Блок цилиндров с тем же межцентровым расстоянием, тоже алюминиевый. Целиком отлит из заэвтектического алюминиевого сплава, гильз не имеет. Кованый коленчатый вал, кованые шатуны, привод ГРМ двухрядной роликовой цепью. Два верхних распредвала в каждой ГБЦ (DOHC), четыре клапана и одна свеча на цилиндр. Фазовращатели на впускных и выпускных валах. Впрыск распределенный на большинстве моделей, но есть и варианты с непосредственным (CGI) впрыском. Впускной коллектор переменной длины. Электровентиляторы системы охлаждения, управляемый термостат с электронным управлением. Температура термостатирования без учета нагревательного элемента уже 100 градусов. Охлаждение масла происходит в водомасляном теплообменнике.

Масса и габариты моторов выросли: весить агрегат стал в среднем больше на 10-15 кг и прибавил в ширину восемь см. Правда, мощность немного подросла. Самые объемные V6 3,5 литра выдают 272-316 л. с. в варианте с обычным и непосредственным впрыском, а 5,5 литра V8 все 388 л. с. Крутящий момент остался прежним, 350-360 Нм для V6 и 530 Нм для V8, но сместился в зону низких оборотов: если у М112 максимум достигался при 3 000-3 500 оборотах, то у М272 это уже 2 400-2 500 оборотов, что хорошо сказывается на динамике и экономичности.

Казалось бы, совершенно непринципиальные изменения. Но вот недостатков у нового мотора оказалось куда больше, чем преимуществ. Первые серии двигателей поразили «новшеством» в виде небывало низкого ресурса ГРМ. При пробегах всего в 60 тысяч километров могучая двухрядная цепь могла перескочить и загнуть клапаны мотора. Учитывая специфику V образных двигателей, часто это приводило к отрыву клапанов и полному разрушению агрегата.

Система непрерывного изменения фаз ГРМ оказалась капризной и дорогой: первые ее варианты имели ресурс опять же в пределах 80-100 тысяч километров и хорошую вероятность отказа при меньшем пробеге. Вина лежит в основном на неудачно выбранном материале цепи балансиров, которая быстро изнашивалась, ломала зубья, но сама цепь ГРМ и материалы звезд ГРМ тоже оказались излишне мягкими и изнашивались следом.

И впускной коллектор оказался с сюрпризом: если на моторах М112 выход его из строя был редкостью, то на М272 его замена выполняется уже в рамках обычного техобслуживания, примерно каждые 60 тысяч километров. Mercedes доработал конструкцию, но на это ушло немало времени. Недостатки ГРМ в основном устранили после 2007 года, когда стабильный ресурс цепи достиг примерно 120 тысяч километров, и система управления фазами тоже была доработана для достижения стабильного ресурса, сравнимого с ресурсом цепи. Впускной коллектор так и остался проблемным местом.

Нужно отметить, что все работы по ГРМ на этом двигателе очень дороги, а звезда балансирного вала меняется только вместе с самим валом, что требует снятия двигателя. Стоимость работ и материалов составляет не меньше 200 тысяч рублей. Ну а цена впускного коллектора в 60 тысяч рублей на фоне этого может считаться просто мелочью, тем более что «гаражный сервис» заслонки просто удаляет и без видимого вреда для мотора.

Еще одна проблема проявилась именно с поршневой группой этого двигателя: задиры цилиндров и связанный с ними высокий расход масла стали проявляться при совершенно смешных по мерседесовским меркам пробегам, порядка 80-100 тысяч километров, причем для моторов после 2007 года эта сложность могла вылезти раньше, чем заканчивался ресурс ГРМ.

Как следствие всех этих особенностей выросла стоимость эксплуатации и число отказов, в том числе требующих замены блока цилиндров или гильзовки. Но в общем-то и проблемы «предка» в лице М112 никуда не делись: слабые уплотнения, система вентиляции, теплообменник все также протекает и катализаторы умирают быстро. Правда, такой мотор масла практически не расходует, в отличие от предшественников, для которых пол-литра или литр на 15 тысяч километров пробега был в общем-то нормой, которая еще не говорила о начинающихся проблемах. Самое время взглянуть внимательнее, чем еще отличаются моторы и что может влиять на ресурс поршневой группы. И причем тут вообще алюсил.

Самое очевидное, что сказывается на условиях работы поршневых колец и сальников клапанов, – это изменение рабочей температуры. 87 градусов против 100 кажется не такой уж значительной прибавкой, но надо учесть еще и режим работы вентиляторов. Вискомуфта на М112 обеспечивает резкое снижение температуры сразу после открытия термостата при исправной работе и при заклинивании, а электровентиляторы на М272 срабатывают только при 107 градусах, даже если термостат открылся раньше. Побочным эффектом управляемого термостата является и резкое повышение вероятности детонации при ускорениях после пробок – мотор не успевает остыть быстро даже при снижении порога термостатирования под нагрузкой. А детонация для алюсилового мотора легко разрушает легкий слой поверхностного упрочнения.

Поршни, на первый взгляд, разнятся мало: почти одинаковая компрессионная высота, высота самого поршня различается меньше чем на 3 мм, но вот жаровой пояс у новых моторов М272 составляет всего 5 мм против 7,5 мм у М112. При прочих факторах это означает заметно худшие условия работы поршневых колец: они находятся в гораздо более горячей зоне. А еще маслофорсунки на моторе М272 имеют меньший расход масла, что явно не лучшим образом сказывается и на температуре поршня и, опять же, на условиях работы поршневых колец.

И снова отличия вроде бы невелики, но в сочетании с большим количеством частиц износа в картере мотора из-за износа ГРМ, вероятностью разгерметизации впускного коллектора или отрыва его заслонок, более быстрым износом сальников клапанов из-за повышенной температуры, ресурс поршневой группы сокращается в два-три раза, а число отказов и вовсе в несколько раз.

Или мотористы в поисках идеала

В пьесе Чехова «Дядя Ваня» один из героев утверждает, что в человеке все должно быть прекрасно, и с тех пор эту фразу цитируют. К автомобилю мы выдвигаем те же требования. Покупатель хочет, чтобы цена его была низкой. Водитель – чтобы ехал быстро. «Зеленые» – чтобы природу не загрязнял… И вот в таких противоречивых условиях и вынуждены работать конструкторы. Что в итоге получается при исполнении всех этих чаяний, можно увидеть на примере Renault Arkana.

Теплопроводность напыления по технологии BSP выше, чем, например, у вставных чугунных гильз – ведь покрытие имеет толщину всего 0,2 мм, в десять раз меньше, чем гильза. А достоинство алюминиевого сплава – не только вес, но и повышенная теплопроводность. И больший срок службы даже при интенсивной эксплуатации.

Бензиновый двигатель мощностью 150 л.с., который сегодня устанавливается на Renault Arkana, появился немного раньше, чем сама модель. Его различающиеся по мощности версии также устанавливаются на другие модели Renault, Nissan и Mercedes-Benz. Да, это совместная разработка Альянса и концерна Daimler. Объединение усилий можно считать позитивным признаком для потребителя.

Во-первых, это означает увеличение инвестиций в новый проект – а современные разработки требуют все больше вложений. Это во времена Готлиба Даймлера и Луи Рено один человек с помощью пары помощников мог построить автомобиль целиком. Сегодня даже небольшие улучшения основываются на длительных исследованиях новых материалов и технологий.

Во-вторых, как бы ни старались компании стать лучшими во всем, у кого-то что-то получается лучше, чем у других. В данном случае Renault взялась за, так сказать, нижнюю часть двигателя – картер и блок цилиндров, коленвал, навесные узлы, а концерн Daimler занимался головкой блока и системой непосредственного впрыска.

В-третьих, требования к конструкции в разных компаниях также различаются, и, если конструкция соответствует и тем и другим, значит она проходит наиболее жесткие испытания. Если человек занимается не только спортом, но и музыкой, то он определенно получает больше возможностей.

Эффективность в деталях

На то, чтобы рекорд времени бега на стометровке сократился с 12 до 10 секунд, ушло 64 года. Нынешний рекордсмен Усэйн Болт добился результата в 9,58 секунды в 2009 году – через 49 лет после того, как Армин Хари пробежал сто метров за 10 секунд. Вот и в автомобилях сейчас конструкторы борются за каждый процент экономии топлива.

Создание двигателя TCe 150 – отличный пример того, как конструкторы «вылизывают» каждую деталь. Блок цилиндров сделан из алюминия для снижения массы. А для обеспечения прочности стенок цилиндров их, вместо того чтобы вставлять гильзы из другого сплава, покрывают тонким слоем стали – ее напыляют с использованием плазмы. Технология BSP (Bore Spray Coating – «напыление на стенки цилиндра») позаимствована у суперкара Nissan GT-R. Стенки становятся более твердыми. Это обеспечивает, с одной стороны, снижение трения поршней, а с другой – возможность более плотного прилегания к цилиндру поршневых колец без увеличения сопротивления. В результате повышается эффективность работы двигателя. Расход топлива снижается примерно на один процент.

Компактный двигатель, помимо очевидного преимущества в размерах и весе, быстрее прогревается и не расходует зря тепло на нагрев атмосферы. В TСe выпускной коллектор частично интегрирован в блок цилиндров, а каталитический нейтрализатор находится под турбонагнетателем – тепло отработавших газов не теряется.

Renault стала одной из первых компаний, которая внедрила на спортивных, затем и на серийных моделях двигатели с турбонаддувом. В 1972 году двигатель с турбонаддувом был установлен на Alpine A110 Group 5. В том же году Жан-Люк Терье привел автомобиль к победе на гонке Критериум-де-Шеве. Неудивительно! Луи Рено еще в 1902 году запатентовал идею наддува, то есть принудительной подачи в цилиндры дополнительного воздуха, чтобы сжечь там больше топлива.

Головка блока, разработанная и даже запатентованная Daimler, имеет треугольную форму – форсунка расположена вертикально по центру, а клапаны окружают ее. В итоге она стала выше, но тоньше и немного легче, что сделало более удобным ее обслуживание.

Непосредственный впрыск топлива в цилиндр под высоким давлением – 250 бар для бензиновых двигателей, это немало – позволяет максимально точно дозировать порции топлива в любом режиме. И не тратить его зря, когда оно не нужно.

Приводы и впускных, и выпускных клапанов имеют системы изменения фаз. Тридцать лет назад подобные системы использовались на нескольких моделях двигателей спортивных автомобилей – кстати, одним из первопроходцев был Nissan.

Еще один процент экономии дает масляный насос с изменяемой производительностью. Корпус перемещается, и при этом меняется объем рабочей полости насоса, тем самым регулируется подача масла и его давление. Таким образом расход масла варьируется в точном соответствии с потребностями двигателя, снижается потребляемая насосом мощность. Да и масло дольше сохраняет свои исходные качества и работает эффективнее.

Регулируется и производительность турбокомпрессора – перепускной клапан здесь получил электрическое управление, так что может изменять давление наддува в более широком диапазоне. Это дает возможность точнее управлять работой двигателя в целом и снижает эффект турбоямы.

Двигатели выпускаются на разных заводах: Renault – в Испании, Nissan – в Англии, Mercedes-Benz – в Германии. Для России максимальная мощность и Renault Arkana, и Mercedes-Benz A200 установлена на уровне 150 л.с., чтобы не перескочить на более высокую ставку транспортного налога. В Европе максимальная мощность такого двигателя – 163 л.с.

Откликаясь на желания

Проблема и с людьми, и с механизмами в том, что абсолютного идеала не существует. Но стремиться к нему похвально. Экология, конечно, важная штука, но иногда хочется поехать побыстрее – и не только для удовольствия, а просто для того, чтобы обойти фуру. И современный двигатель к этому готов! Вон сколько всего там можно поменять: и момент впрыска, и количество топлива, фазы газораспределения, опережение зажигания, давление наддува, даже напор масла! И все это позволяет конструкторам оптимизировать характеристики: например, максимальную мощность он развивает при 5250 об/мин, а у максимального крутящего момента получилась «полка» в диапазоне от 1700 до 3200 об/мин. В итоге новый двигатель при сравнительно небольшом росте мощности по сравнению с представителем прежнего поколения F4R – всего на пять процентов – выдает на 28 процентов больший крутящий момент и при этом расходует топлива меньше на 21 процент!

Еще точнее подогнать характеристики двигателя к необходимым помогает вариатор. Эта разновидность автоматической трансмиссии позволяет бесступенчато, то есть абсолютно точно, подбирать необходимое именно в данный момент, при такой скорости и нагрузке, передаточное число.

На Arkana используется вариатор производства японской компании Jatco. Он относится к восьмому поколению CVT, которое имеет повышенную на 10 процентов эффективность по сравнению с прежними конструкциями. Современные вариаторы сочетают в себе не только собственно шкивы с ремнем, который и позволяет плавно менять передаточное число, но и гидротрансформатор – такой же, как в гидромеханических «автоматах» традиционной конструкции. Здесь он выполняет роль сцепления и снижает нагрузки на сам вариатор. А еще Jatco добавила к ним двухступенчатый редуктор. Он переключается автоматически и позволяет расширить диапазон передаточных чисел, уменьшив при этом рабочий диапазон самого вариатора. Так он работает эффективнее и будет более долговечным. Впрочем, главное средство обеспечения долговечности узлов и агрегатов находится за рулем: если водитель и владелец соблюдает рекомендации по эксплуатации, то это заметно продлевает срок беспроблемной работы автомобиля. Как говорят на сервисах, чаще всего вариаторы, да и другие трансмиссии, выходят из строя из-за того, что владельцы несвоевременно меняют трансмиссионную жидкость – лучше всего это делать даже чаще, чем рекомендует инструкция по эксплуатации.

Человек вообще не всегда идеален. И если вдруг обычно экономному водителю захотелось почувствовать больше драйва, у вариатора есть возможность это ему дать. При нажатии педали акселератора более чем на треть трансмиссия переходит в режим D-Step – он постепенно перебирает до семи ступеней, просто фиксируется на определенных передаточных числах. Это выглядит так же, как разгон на «автомате» традиционной конструкции, и создает ощущение большего контроля над автомобилем. Ступени можно менять и вручную – хотя автоматика делает это точнее и лучше, чем человек. Но такие уж мы несовершенные – иногда хочется сделать что-то нерациональное. А когда это пройдет, то можно вернуться к обычному спокойному движению – и экономить топливо. Главное, что выбор есть!

PDF-версия

• 54
• 55
• 56
• 57
• 58

Расточка блока цилиндров. Зачем нужно двигателю и можно ли сделать своими руками + подробное видео

Ко мне на блог часто приходят вопросы касательно силового агрегата, а именно его расточки. Новичкам не совсем понятно — зачем вообще происходит этот процесс, что он дает и сколько раз можно делать. Лично я, когда то сам лично перебирал мотор, нам приходилось точить блок и после этого «гильзовать», все это было на моем МОСКВИЧЕ 2140. В современных же реалиях при совершенно другом уровне смазывающих и охлаждающих жидкостей, такие ремонты ОЧЕНЬ редки, сейчас это делается больше для тюнинга, однако все по порядку …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Для чего делается
• Алюминий и чугун
• Как происходит процесс растачивания
• Гильзы как способ ремонта
• Алюминиевый блок и гильзы
• ВИДЕО ВЕРСИЯ

Для начала небольшое определение

Расточка блока – это процесс физической проточки стенок цилиндров двигателя (на специальных станках) для восстановления правильной (почти идеальной) геометрической формы.

Делается при капитальных ремонтах мотора, либо для тюнинга в основном для увеличения мощности.

Для чего делается

Как я писал раньше (лет так 20 – 30 назад), основная задача это был ремонт. Стоит отметить, что силовой агрегат и все его основные части испытывают постоянные нагрузки, это – цилиндры, поршни, кольца, коленвал, распределительный вал (валы), клапана, вкладыши и т.д.

Особенно сильные нагрузки у поршня, он трется об цилиндр блока, причем этот процесс повторяется сотни — тысячи раз всего за одну минуту. Здесь идет максимальный износ, металл стенок стачивается, блок начинает терять свою первоначальную круглую форму. Если утрировать он становится — овальный, а не круглый. Прилегание поршней (а именно его колец) к стенкам начинает ухудшаться, соответственно горючая смесь или отработанные газы начинают поступать в картер, а масло наоборот в рабочую камеру – падает мощность, силовой агрегат начинает «жрать масло»! Из глушителя начинает лететь сизый (синеватый) дым. Это первые звоночки.

Справедливости ради, иногда залегают компрессионные кольца, тут также упадет компрессия и повалит дым, однозначно нужно будет вскрывать мотор и разбираться

Раньше не было нормальных масел, зимой они дико густели, летом пригорали, смазывающие способности были низкие — моторы приходилось «капитались» уже через 30 – 50 000 пробега, а грузовые итого чаще. Зимой (как ни странно) агрегаты перегревались, все потому что опять же не было нормальных ТОСОЛОВ или антифризов, лили воду которая замерзала, образовывала пробки тут и до перегрева недалеко, пусть локального, пусть не на долго – НО ЭТОГО ХВАТАЛО.

Сейчас технологии шагнули ДАЛЕКО вперед. Есть различные полусинтетические или синтетические составы, не только масел, но и охлаждающих жидкостей. Поэтому сейчас двигатель ходит долго! Ресурс от ремонтов увеличился в разы, если не в десятки раз.

Конечно через 250 000 (в среднем) километров все равно предстоит ремонт, но просто вдумайтесь какой это пробег! В средних городах редко когда наезжают 15 000 в год, таким образом 250 000 хватит примерно на 15 лет.

Первая причина – как вы догадались ремонт, если есть возможность (про это чуть ниже) овальную форму или задиры внутри цилиндра убирают путем расточки, ставят больше поршни и мотор живет еще долгие тысячи километров.

Вторая причина – это банально увеличения объема. Опять же если позволяет блок (а точнее его стенки) происходит расточка, устанавливаются поршни больше диаметра, они имеют большую способность засасывать воздушно-топливную смесь. Если утрировать поршень диаметром в 79,8 мм, засосет гораздо меньше, чем с диаметром в 82 мм. Топливо сгорает больше, а соответственно давление воспламененной смеси на поршень выше, вот вам и увеличение мощности. ДЕЛАЮТ в основном тюнеры для прокачки своих «железных» коней.

Алюминий и чугун

Прежде чем вам рассказывать про сам процесс, стоит упомянуть — есть различные материалы для изготовления блоков. Это чугун (он появился первым) и алюминий. Про них у меня будет отдельная статья, сегодня же я просто расскажу какие можно ТОЧИТЬ, А КАКИЕ НЕТ!

Чугун – практически идеальный вариант, дешевый, надежный, долговечный. Ходят долго, причем зачастую поддаются проточке. Снимаем нужный размер, ставим новые ремонтные поршни, и мотор опять в строю. Однако они имеют и существенные минусы – это вес (он в три раза тяжелее, чем алюминий), теплоотвод (нужно больше ходов и каналов, чтобы эффективно его охлаждать), и коррозия (от длительного простоя стенки могут ржаветь).

Алюминий – он легкий, лучший теплоотвод, не подвержен коррозии. Большой плюс это его вес, сейчас многие производители гонятся за понижением веса своих авто, алюминиевый вариант дает им большую экономию, а значит и меньший расход топлива автомобиля. НО этот металл мягкий и недолговечный по сравнению с чугуном. Для лучшей износоустойчивости внутренние стенки покрываются специальным налетом с большим содержанием кремния. ТОГДА и только тогда моторы могут работать достаточно длительное время.

ПОЭТОМУ алюминиевые моторы – зачастую не протачиваются, многие мастера их называют одноразовыми! Потому что нельзя снимать прочный верхний слой в цилиндрах

Как происходит процесс растачивания

Он проще, чем кажется на первый взгляд. ОДНАКО своими руками сделать у вас вряд ли что-то получится. Двигатель разбирается полностью, РАСТАЧИВАТЬ на машине не получится. Блок снимается и крепится на станину специального станка, причем крепят его по уровню!

Если процесс расточки выполняется для ремонта, то есть присутствует большой износ (образовался эллипс), тогда производится ряд измерений, при помощи микрометрических стрелочных приборов — сколько нужно снимать со стенок. И ВООБЩЕ ВОЗМОЖНО ЛИ ЭТО или сразу же нужно настраиваться на «ГИЛЬЗОВКУ».

Далее на вертикально – расточном станке выполняются работы. ЗАПОМНИТЕ НУЖНО ИСКАТЬ высококвалифицированного мастера с хорошим оборудованием, а не которое разваливается на части и не может держать нужный ТОЧНЫЙ размер.

Далее мастер набивает — либо зеркало внутри цилиндра, либо делает хонингование (это финишная обработка стенок, чтобы убрать все риски и задиры, для того чтобы стенки и кольца быстрее притерлись друг к другу), делается сначала крупным абразивом, затем мелким. И у того и у другого метода есть свои поклонники, какой из них выбрать дело каждого, споры не утихают до сих пор.

И заключительный этап это сборка. Уже под ремонтные размеры покупаются запчасти, а именно поршни, кольца все это в последующем устанавливается, подсоединяется к коленчатому валу и собирается двигатель целиком.

Все так просто когда нет необходимости гильзования, а вот тут то не все так просто.

Гильзы как способ ремонта

И в чугунных и алюминиевых блоках, есть такое понятие как «ГИЛЬЗОВКА», то есть устанавливаются специальные гильзы – это цилиндрические (как правило — чугунные) полые части похожие на большой кусок трубы.

Они запрессоваются в блок мотора под температурой и прочно сидят на своем месте. Основное назначение сделать мотор прочнее (в случае с алюминиевым вариантом), придать конструкции ремонтопригодность, увеличить ресурс. Гильзы могут быть из высокопрочного легированного серого чугуна, а также из обычного (стоит отметить варианты с тонкими стальными гильзами такое тоже есть, пример — машины фирмы ISUZU), есть и алюминиевые варианты, но они не так часто распространены.

Большим плюсом является то — что при износе гильзы, она как бы берет весь удар на себя. Вы ее просто вытаскиваете (вытачиваете), ставите ремонтную, или даже такую же по размерам. Меняете поршни и кольца (скорее всего, нужен будет ремонт). И мотор опять работает в штатном режиме.

Однако есть двигатели, которые не «гильзуются» с заводов как алюминиевые, так и чугунные. Если чугунный блок мы можем расточить, а также «прогильзовать» вариантом серого чугуна — поставить поршни больше (или такие е же) и кататься дальше — потому как нет разницы теплового расширения металла. То вот алюминий из-за своей сложной технологии изготовления такому зачастую не подвластен. Возникает справедливый вопрос – а можно ли поставить в него гильзы?

Алюминиевый блок и гильзы

Ребята это ОЧЕНЬ обширная тема, возможно, я напишу про нее чуть позже. А пока дам вам понять несколько основных постулатов.

Алюминиевые варианты, действительно зачастую не рекомендуется растачивать (хотя не все) и дело тут вот в чем. Для начала разберем технологию изготовления современных блоков:

• При отливке на заводе устанавливаются тонкостенные тонкие чугунные гильзы, толщина стенки 2 – 3 мм. Такие варианты получили название «сухие с чугунными гильзами». Расточка такого варианта допустима, причем под них выпускаются ремонтные поршни и кольца. Устанавливаются на такие машины как – VOLVO, Land Rover, HONDA, SUBARU, NISSAN, SUZUKI и некоторые другие.

• Цельноалюминиевые моноблоки по технологии SILUMAL (разработана фирмой MAHLE). Здесь идет литой алюминиевый корпус, но стенки изнутри подвергаются сложной химико-термической обработке, после которой на стенках образуется высокая концентрация кремния, этот материал не дает кольцам и поршням быстро изнашивать стенки и ресурс вырастает до 150 – 200 000 км. Слой достаточно толстый и его также можно НЕМНОГО растачивать, для таких моторов выпускается ремонтные комплекты с увеличение размера цилиндра на 0,5 – 1мм. Такие варианты устанавливаются на многие модели Mercedes, BMW, AUDI, PORSCHE и некоторые другие авто.

• Моноблочная технология NICASIL. Здесь также на поверхность стенок цилиндра наносится прочное покрытие только из смеси никеля и карбида кремния. Оно намного тоньше, чем предшественник, а поэтому не ремонтируется! Производитель не заложил ремонтных возможностей, также не предоставляет ремкомплектов. Устанавливаются на некоторые модели BMW и другие.

«Сухие гильзы» и SILUMAL достаточно ремонтнопригодны, то есть если у вас упала компрессия в виду износа от большого пробега, то вы легко можете снять 0,5 – 1 мм поставить ремонтную поршневую группу и кататься дальше. ТАКЖЕ для некоторых вариантов SILUMAL производители выпускают ОРИГИНАЛЬНЫЕ алюминиевые гильзы, нужны они, когда расточка будет больше 1мм. Правда стоимость их просто зашкаливает до 200 ЕВРО за одну, зато исключительное соотношение металлов и возможность полного восстановления (также в некоторых случаях можно купить одну штуку в один цилиндр). ИСКЛЮЧЕНИЕМ может быть только то, что стенка блока очень сильно повреждена, на глубину большую, чем возможна ремонтная расточка. Однако такие блоки бывает уже ничем не спасти, бывают фатальные повреждения, например повернуло поршень.

NICASIL – восстановить фактически не возможно! То есть как заверяет производитель это фактически одноразовый мотор. Как писал — выше у него нет одобренных заводом-изготовителем запчастей. Но в какой стане мы живем, есть куча компаний которая делает именно для Nicasil гильзы, причем чугунные с малой стенкой (2 – 3 мм), есть и мастера которые могут все это дело совместить! Правда при этом нужно помнить о тепловых расширениях и различных металлах. Скорее всего, дядя Вася в гараже сделать качественно, это не сможет. Однако цены на новые блоки, если взять топовые BMW могут доходить до 5000 – 7000 ЕВРО, заставляют искать таких мастеров.

Вот такой вот большой материал, если сложно читать, то посмотрите видео версию, в ней более подробно и просто.

НА этом заканчиваю, думаю было полезно ИСКРЕННЕ ВАШ АВТОБЛОГГЕР

(6 голосов, средний: 4,50 из 5)