Кошмар, знайомий кожному майстру по ремонту двигунів: в блок циліндрів двигуна встановлюється нова гільза циліндра. Головка зібрана, болти затягнуті - і раптом лунає легке клацання. Причина дивного звуку з'ясовується при подальшому демонтажі: буртик гільзи циліндра зірваний по всьому периметру і абсолютно не закріплений. Якщо його вийняти, буде видно, що злам стався нижче поверхні прилягання під кутом близько 30 °. Структура зламу груба. Крім того, ніяких дефектів матеріалу або лиття не видно навіть за допомогою лупи або мікроскопа. Така картина типова для статичного зламу при разової навантаженні.
Буртик гільзи і сідло буртика - як каструля і кришка
У блоці циліндрів двигуна є округле гладке поглиблення, так зване сідло буртика. Воно аксіально фіксує гільзу в блоці. Буртик повинен сидіти точно в поглибленні таким чином, щоб гільза повністю прилягала по всьому периметру сідла. Потім в блоці циліндрів встановлюється прокладка головки блоку циліндрів. Ущільнення камери згоряння (в прокладках старших поколінь металева окантовка, в більш сучасних металевих прокладках - профіль) має при цьому прилягати точно до верхньої стороні сідла буртика.
При затягуванні болтів головка блоку сильно притискається до блоку циліндрів. При цьому болти кріплення головки блоку і правила затяжки розроблені таким чином, що зв'язок головки блоку циліндрів з блоком витримує максимальний тиск циклу аж до 200 бар. В результаті через болти і прокладку передається гігантське зусилля на сідло буртика. Тому дуже важливо, щоб зусилля передавалось через прокладку на сідло строго вертикально (на рис. 1 показаний правильний монтаж).
Рис.1: тільки правильний монтаж гарантує правильний розподіл сил.
Рис.2: сторонні частинки під сідлом буртика - причина виникнення небезпечного моменту, що вигинає.
Небезпека, яка може привести до руйнування - передача зусилля під кутом
Гільзи циліндра виробляються з чавуну. Поряд з масою позитивних характеристик цей матеріал є крихким і не витримує згинальних моментів. Якщо зусилля передається навіть під невеликим кутом, в верхньому кінці гільзи циліндра з'являється вигинає момент, який може привести до зламу буртика.
Найбільш часті причини виникнення згинального моменту
Сторонні частки: при монтажі дуже важливо дотримуватися чистоти, щоб між буртиком і сідлом не потрапила бруд (стружка, що ущільнюють кошти, залишки прокладки і ін. См. Рис.2). Застосовувати герметики слід тільки згідно з приписом виробника двигуна, керуючись принципом «чим менше, тим краще».
Порада: перед запрессовивании попередньо обробленої гільзи циліндра слід перервати процес не доходячи кілька міліметрів до поверхні, щоб за допомогою стиснутого повітря видалити можливо потрапили в щілину між буртиком і сідлом сторонні частинки.
Мал. 3, 4: нахил в області сідла веде до зламу буртика гільзи циліндра.
Нерівності і перекоси в області сідла буртика в блоці циліндрів
Причиною тому служить тенденція до зниження ваги двигунів. Чим тонше стінки картера, тим сильніше перекіс. У той же час сучасні силові агрегати мають більшу потужність, характеризуються більш високим максимальним тиском циклу і обертовим моментом. Так в двигунах з пробігом більше 500 000 км можуть спостерігатися такі перекоси, що при установці нової гільзи циліндра необхідно заново обробляти сідло блоку. Плоскопаралельна притирання сідла буртика в блоці проводиться за допомогою свердлильно-розточувального верстата або мобільного лоботокарний інструменту вручну. Важливо, щоб поверхня була строго горизонтальна (див. Рис. 3, 4), а гостра кромка поверхні сідла зрізана (під кутом близько 1х45 °, див. Рис. 5). В іншому випадку велика небезпека зламу.
Рис.8: обробка головки блоку циліндрів: якщо канавка не правильно відрегульована, сили перерозподіляться неправильно (через протипожежний борт) і гільза зламається.
неправильна обробка
Іноді головка блоку циліндрів, наприклад, у деяких моделей Volvo, має канавку по всьому периметру, в яку входить протипожежний борт, причому головка і гільза циліндра не повинні стикатися. Якщо внаслідок перекосу або пошкодження головка блоку вимагає вирівнювання, канавка повинна бути пропорційно збільшена. В іншому випадку є небезпека того, що зусилля буде спрямовані не на прокладку, як повинно бути, а на протипожежний борт гільзи циліндра (рис. 8).
Халатність коштує дорого
При затягуванні болтів кріплення головки блоку циліндрів необхідно покластися на свій слух. Якщо Ви почули лякаючий звук, можна сказати, що Вам «пощастило». Відразу ж демонтуйте циліндр, проаналізуйте причину, усуньте дефект і встановіть нову гільзу.
В іншому випадку після пуску двигуна зламана гільза зрушиться в напрямку колінчастого вала, і як тільки місце зламу виявиться на висоті першого поршневого кільця, поршневі кільця вискочить вище місця зламу. При зворотному ході поршня він втисне гільзу циліндра. Обертається колінчастий вал розіб'є гільзу, поршень і шатун також будуть пошкоджені. В результаті майстер-ремонтник буде мати справу з шатуном, що стирчить з боку блоку циліндрів.
Малюнки: пошкодження гільзи циліндра, викликане помилкою монтажу.