Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

Автомобили
11 ноября 2019

Способ определения трещины гильзы автотракторного двигателя

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

Изобретение относится к области эксплуатации и ремонта автотракторных двигателей внутреннего сгорания, а также к области производства автотракторных двигателей.

Известен способ гидравлического испытания изделий [1], заключающийся в том, что внутреннюю полость изделия заполняют рабочей жидкостью (чаще всего водой), герметизируют, создают насосом избыточное давление и выдерживают изделие некоторое время.

Наличие дефекта устанавливают визуально по появлению капель рабочей жидкости или отпотеванию наружной поверхности изделия. Такой способ требует снятия двигателя из автомобиля и эффективен только при капитальном ремонте двигателя в специализированных ремонтных мастерских – это, во-первых.

Во-вторых, данный способ эффективен при гидравлическом испытании простых изделий, таких как топливные и масляные баки и т.п., у которых при применении данного способа не представляет трудности определение конкретного места негерметичности простым визуальным осмотром.

Автотракторный двигатель имеет сложную конфигурацию, имеет большие габариты и массу, что также усложняет определение конкретного места негерметичности.

Наиболее близким по технической сущности является пневматический способ [2] нахождения сквозных дефектов, который более чувствителен, чем гидравлический, который заключается в следующем. Проверяемое на герметичность изделие погружают в ванну с водой, предварительно заглушив отверстия.

Через одно отверстие нагнетают во внутреннюю полость изделия воздух под определенным давлением. Если у испытуемого изделия только одно отверстие, то воздух нагнетают через это единственное отверстие. Пузырьки воздуха, пробивающиеся наверх поверхности жидкости (воды), покажут наличие негерметичности. Но конкретное место дефекта (трещины, пробоины и т.

п.) при данном методе также сложно определить. Задача заключается именно в определении конкретного места дефекта.

Если применить данный метод для испытания автотракторных двигателей на герметичность, он также требует снятия двигателя из автомобиля, практически полной разборки двигателя, специального оборудования, в конечном счете, позволяет определить только наличие дефекта без указания конкретного места дефекта.

Сущность способа заключается в следующем. При эксплуатации, например, автомобилей КамАЗ, часто появляется сквозная трещина (чаще всего поперечная) верхней части гильзы двигателя в зоне камеры сгорания. Гильзу, у которой в процессе эксплуатации двигателя появилась трещина, необходимо выявить и заменить.

Для определения конкретной гильзы, у которой имеется трещина, используется давление газов, возникающее в камере сгорания в процессе работы двигателя.

Газы из камеры сгорания, прорываясь через щель трещины, сначала попадают в систему охлаждения двигателя, затем собираются в расширительном бачке, создавая избыточное давление, и охлаждающая жидкость начинает под давлением выбрасываться наружу через дыхательный клапан на крышке расширительного бачка. Расширительный бачок на двигателе находится выше всех элементов системы охлаждения.

Выбрасывание охлаждающей жидкости наружу и является признаком наличия трещины у одной из гильз. То есть в эксплуатации нет как бы необходимости специально проводить испытания на определение наличия трещины, оно само проявляется в виде выбрасывания рабочей жидкости через дыхательный клапан крышки расширительного бачка системы охлаждения. Это первый этап осуществления способа.

Следующий этап заключается в определении конкретной гильзы, у которой имеется трещина. Для этого предварительно удаляют форсунку одного из цилиндров, при удалении которой рабочий процесс в цилиндре прекращается и давление газов не будет прорываться через щель в гильзе. Запускают двигатель.

Если при удалении форсунки у конкретного цилиндра прекратится выбрасывание охлаждающей жидкости через дыхательный клапан крышки, это является признаком наличия трещины у гильзы данного цилиндра. Если же при удалении форсунки конкретного цилиндра выбрасывание рабочей жидкости через дыхательный клапан продолжается, это является признаком того, что у гильзы данного цилиндра отсутствует трещина и необходимо переходить к другому цилиндру.

Способ определения трещины гильзы автотракторного двигателя осуществляется следующим образом (на примере автомобиля КамАЗ). Удаляют крышку расширительного бачка системы охлаждения двигателя.

После удаления крышки расширительного бачка при работающем двигателе и при наличии трещины у одной из гильз охлаждающая жидкость не выбрасывается наружу, а как бы начинает кипеть, пузыриться и бурлить, что хорошо наблюдается через отверстие удаленной крышки. У одного из цилиндров удаляют форсунку.

Запускают двигатель и устанавливают обороты в пределах от номинальных до максимальных. При этом наблюдают за поведением рабочей жидкости в расширительном бачке. Если же после удаления форсунки пузырение и бурление не прекратится, это является признаком того, что у гильзы данного цилиндра отсутствует трещина.

Двигатель останавливают, удаленную форсунку устанавливают на место и закрепляют. Эту операцию повторяют до тех пор, пока при проверке одного из цилиндров не прекратится пузырение и бурление охлаждающей жидкости в расширительном бачке. Это и является признаком того, что у гильзы данного цилиндра имеется трещина, ее необходимо заменить.

Испытания данного способа в условиях эксплуатации показали его осуществимость и эффективность.

Применение данного способа по сравнению с существующими способами позволяет повысить производительность труда и культуру производства за счет устранения необходимости снятия двигателя с автотранспортного средства, уменьшения разборочно-сборочных операций и снижения простоя автотранспортного средства в эксплуатации за счет быстрого и эффективного определения наличия трещины конкретной гильзы двигателя, не требуется наличие дорогостоящего испытательного оборудования и дополнительных площадей.

1. Надежность и ремонт машин / В.В.Курчаткин, Н.Ф.Тельнов, К.А.Ачкасов и др.; Под Ред. В.В.Курчаткина. – М.: Колос, 2000. – 776 с.: ил. (Учебники и учеб. пособия для высших учебных заведений). ISBN 5-10-003278-2 (стр.113).

2. Ремонт машин. М.: Колос. 1967. 504 с. (Уч-ки и учеб. пособия для с.-х. техникумов.) Авт.: И.Е.Ульман, И.М.Герштейн, B.C.Насонов и др. УДК 631.3.004.67 (075.8) (стр.198-200).

Способ определения трещины гильзы автотракторного двигателя, заключающийся в пневматическом определении сквозных дефектов, отличающийся тем, что удаляют крышку расширительного бачка системы охлаждения двигателя и наблюдают за охлаждающей жидкостью, при наличии пузырьков и бурления охлаждающей жидкости, являющихся признаком наличия трещины у одной из гильз, удаляют форсунку одного из цилиндров, запускают двигатель и устанавливают обороты в пределах от номинальных до максимальных, при этом следят за поведением охлаждающей жидкости в расширительном бачке, наличие пузырьков и бурление охлаждающей жидкости является признаком отсутствия трещины у контролируемой гильзы, отсутствие пузырьков и бурления является признаком наличия трещины у контролируемой гильзы.

Дефекты гильзы в блоке цилиндров

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

Основные проблемы, которые могут возникнуть с гильзами блока цилиндров (далее БЦ):

  • износ внешней поверхности,
  • появление трещин,
  • излом бурта,
  • дефект внутренней поверхности гильзы (зеркала).

Износ внешней поверхности в основном означает появление коррозии на стенках гильзы.

Серьезность данной проблемы в том, что она приводит к микротрещинам в гильзе, через которые охлаждающая жидкость попадает в картер ДВС.

Решением проблемы может быть наложение полимерных композитов на места с повреждениями. Единственный нюанс: не исключено, что гильзу вскоре все равно придется поменять.

Еще одной распространенной неисправностью является появление трещин в гильзах БЦ. Обычно трещины вызывают неправильная эксплуатация мотора, использование неподходящего топлива, масла и охлаждающей жидкости, некачественный ремонт двигателя. Признаки того, что в гильзе может быть трещина:

  • нарушение температурного режима ДВС,
  • ощущение, что мощность двигателя упала,
  • эмульсия в масле и расширительном бачке,
  • запах выхлопных газов из расширительного бачка.

Гильза с трещиной не подлежит ремонту, поэтому решением данной проблемы является только замена поврежденной гильзы.

Излом бурта гильзы могут вызывать следующие факторы:

  • перекос в области седла буртика (округлое гладкое углубление, которое фиксирует гильзу в блоке),
  • несоблюдение технологии при ремонте и восстановлении гильз БЦ,
  • использование неподходящей по размерам прокладки ГБЦ,
  • появление между гильзой и буртом посторонних частиц.

Чтобы избавиться от проблемы, нужно либо приварить к гильзе полоски из стали, либо заменить гильзу — все зависит от того, насколько сильно поврежден бурт. При этом важно устранить дефект как можно скорее, т.к. в дальнейшем это может привести к «убийству» самого поршня, шатуна коленвала и т.д.

Если вы часто ездите по пыльным дорогам или через пром.зону, то велика вероятность, что частицы пыли попадут в цилиндры двигателя и вызовут царапины и задиры на зеркале гильзы. Когда таких повреждений становится больше, поршневые кольца прилегают к зеркальной стенке гильзы недостаточно герметично, а это в свою очередь вызывает падение давления в цилиндре.

Чтобы поправить дело, можно прибегнуть к методу хромирования, если же случай особо тяжелый, гильзу придется заменить. Чтобы не допускать попадания твердых частиц в цилиндры ДВС, стоит использовать соответствующие масла и фильтры, а также проводить ТО строго по регламенту, при этом особо проверять герметичность соединения воздуховодов.

Если вы столкнулись с каким-либо дефектом гильз блока цилиндров, настоятельно рекомендуем обратиться за помощью к специалистам, а не заниматься «самолечением». Непрофессиональная гильзовка и перегильзовка в гаражных условиях может существенно подпортить работу ДВС и сократить срок его службы.

Ремонт трещины в головке блока цилиндров

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

Трещина в ГБЦ возникает в результате неправильной работы двигателя вследствие перегрева и сдвига напряжений в металле.

Симптомы трещины в головке блока цилиндров

Трещины могут появляться в разных местах, отсюда и разные последствия. В основном бытует мнение, что при пробитой головке из выхлопной трубы идёт белый дым, но это только один частный случай. Трещина в головке может возникнуть между разными каналами, соответственно и признаки наличия трещины в ГБЦ будут разными.

Далее рассмотрим некоторые случаи трещин между системой охлаждения и другими системами двигателя.

Масляная система— при смешивании масла и тосола в двигателе вместо масла появляется эмульсия, беловатая пена, как у бисквитного теста, а в расширительном бачке системы охлаждения образуется масляная плёнка.

Впускной канал— если в него начинает попадать ОЖ, то в первую очередь она отмоет поршни до блеска, можно посмотреть через свечное отверстие,- поршни будут как новые. И при попадании в камеру сгорания- это как раз то случай, когда может пойти белый дым из выхлопной трубы, хотя не факт, что он пойдёт.

С каналом выпуска— тут ОЖ просто вылетит в трубу в виде пара. Двигатель постоянно выпускает пар и заметить что-либо в данном случае вряд ли получится, проста будет уходить жидкость из бачка. Скорее всего, даже запаха отработавших газов в бачке не будет.

С камерой сгорания— через трещину часть жидкости пойдёт в камеру сгорания, но очень малое количество, всё из-за разницы давления. В двигателе при сгорании топлива образуется большое давление, и выхлопные газы через эту самую трещину попадают в систему охлаждения, повышая давление в ней. Из-за этого раздуваются патрубки, а из бачка воняет выхлопными газами.

  Но жидкость также может пойти и в камеру сгорания- система охлаждения всё ещё находится под давлением, а в камере сгорания уже пошло разрежение и начал засасываться воздух. Из-за разницы в давлении ОЖ начинает просачиваться в камеру сгорания. Признаком такой трещины будут чистые поршни (не всегда), запах в бачке, упругие патрубки и холодный радиатор печки (воздушная пробка).

Типичные места образования трещин в ГБЦ

Автопроизводители допускают образование трещин в головке, и это не будет считаться неисправностью, так как трещина будет неглубокой и она не будет соединять две ёмкости. В дизельных двигателях VW головка с трещиной между клапанами допускается к использованию.

Но найти все трещины- задача проблематичная даже для опытного моториста. Казалось бы, на одних и тех же моторах трещины должны образовываться в одних и тех же местах. Но от этого поиск не упрощается. Есть места, которые можно обнаружить одним взглядом на головку:

между клапанами— трещина сразу видна, проходит под сёдлами двух соседних клапанов.

между свечой и клапаном— та же ситуация, опять же, всё на виду и никуда не надо заглядывать

в дизельном двигателе трещина может пойти от клапана в сторону форкамеры, такую трещину легко заметить, но как её увидеть, если она образуется под форкамерой и не выходит наружу?

под направляющей клапана— ещё одно злачное место, где не видно трещины, во-первых, в канале и так темно, а во-вторых, трещина прикрыта направляющей втулкой.

Тут нужен другой подход, а не только визуальный.

Да и какая польза от обнаружения трещины между клапанами, если через неё не прорываются газы? Не будем полагаться на случай, тем более метод диагностики придуман давно и зарекомендовал себя с лучшей стороны.

Проверка ГБЦ на трещины

Чтобы проверить ГБЦ на трещины, её надо опрессовать, то есть герметично закрыть все отверстия, и дунуть воздуха в каналы. Если опустить головку в воду, то из трещины пойдут пузырьки.

Или наоборот- заглушить все отверстия и налить воды в канал, после чего накачать насосом туда воздуха, создав давление 0,6-0,7МПа, и дать постоять так головке 1=2 часа.

Если вода уйдёт- значит головка пробита.

Существуют ещё красители, которыми подкрашивают воду. Их очень хорошо видно на трещине.

А закрываются отверстия в охлаждающей рубашке очень легко: на ник кладётся резиновая прокладка, которая чуть больше отверстия, сверху накладывается металлическая пластина, которая прикручивается болтом к головке. И никакая вода так не пройдёт. А к штуцеру, который будет выступать из головки, подсоединяют насос и накачивают воздух. Такая опрессовка позволяет выявить все трещины.

Ремонт трещин

Качественно заделать трещину получится только с помощью сварки.

Никаким клеевым составом не получится качественно заделать трещину в головки, потому что при нагревании до рабочих температур головка будет расширяться и трещина будет становиться больше, то есть нужен состав для заделывания трещины, который имел бы такие же линейные температурные расширения, как и материал головки, к тому же быть устойчивыми к другим нагрузкам. Всего этого возможно добиться только сваркой.

Подготовка головки для сварки

Перед сваркой трещину необходимо разделать, для этого фрезерной машинкой высверливают металл по всей длине трещины. Канавка должна получиться достаточно глубокой, 6-8 мм в глубину и примерно такая же по ширине, по форме желательно сделать клиновидной. Это поможет лучше проварить металл. Для разделки трещины между сёдел, сначала нужно извлечь сёдла, а только потом разделать трещину.

После разделки трещин головку надо нагреть до температуры 200-250°C, но не выше, чтобы головку не повело. Нагрев позволяет снизить напряжения в металле, возникающие при сварке. Для нагрева лучше всего использовать ацетиленовую горелку либо печь, но нельзя использовать паяльную лампу, потому что её можно легко перегреть ГБЦ.

Сварка ГБЦ

Для сварки головки блока цилиндров можно использовать газовую сварку с использованием присадочного материала, но лучшие результаты даёт аргонно-дуговая сварка (TIG). К головке подключается масса, а дуга горит в среде аргона между вольфрамовым электродом и головкой, куда подсовывают алюминиевую присадочную проволоку.

После сварки шов надо зачистить, повторно опрессовать, и если всё хорошо, то поверхность, прилегающую к блоку, отфрезеровать, чтобы была идеально ровной.

Лопнула ГБЦ – как определить?

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

Головка блока цилиндров – важнейшая часть автомобильного двигателя внутреннего сгорания. И если случилась такая неприятность, что лопнула ГБЦ, то дальнейшая нормальная работа двигателя будет невозможна.

В ГБЦ сконцентрирован практически весь газораспределительный механизм, также в ней проходят магистрали для охлаждающей жидкости и масла. Масло смазывает все элементы ГРМ, расположенные в головке – распределительный вал, коромысла, клапана.

Лопнуть головка может во многих местах, но самые распространенные – между цилиндрами и между масляными и охлаждающими каналами. Результатом этого будет попадание масла в охлаждающую систему, а охлаждающей жидкости – в масляную магистраль. И то, и другое совершенно недопустимо.

Основными причинами того, что лопнула ГБЦ, является неправильная эксплуатация, в частности, частый перегрев двигателя, а также исчерпание рабочего ресурса.

Причины выхода из строя ГБЦ

Если головка лопнула или вышла из строя вследствие длительной эксплуатации, то возможных решений два – попытаться восстановить, либо заменить ГБЦ, купив новую или подобрав бывшую в употреблении, но еще в хорошем состоянии. Второй вариант надежнее, быстрее, а в некоторых случаях даже и дешевле, даже в случае с новой ГБЦ. Если же ГБЦ лопнула вследствие неоднократных перегревов, то тогда после снятия следует проверить ее плоскость.

Почти в восьмидесяти случаев из ста ГБЦ после перегрева искривляется.

Ставить ГБЦ с искривленной поверхностью категорически нельзя, потому что она не зажмет прокладку по всей плоскости и из-под головки будет постоянно протекать масло, а по прошествии некоторого времени выхлопные газы тоже пробьют себе дорогу и будут поступать под капот автомобиля, а не в выхлопной коллектор. Чтобы этого не произошло, после снятия необходимо убедиться в том, что поверхность головки ровная. Это же надо сделать и при покупке подержанной ГБЦ.

Помимо этого в результате перегрева может лопнуть ГБЦ, либо повылетать клапанные седла, вследствие чего в верхней части мотора будет слышен сильный металлический стук.

При такой поломке двигатель просто заглохнет или заклинит, что еще и хорошо, потому что если он будет продолжать работать дальше, то попросту разобьется поршень и повредится гильза.

В данном случае капитальный ремонт двигателя неизбежен.

Как обнаружить неисправность ГБЦ

При перегреве ГБЦ она может лопнуть между клапанами, либо в случае с дизельными двигателями – между седлом клапана и отверстием, куда вставляются форсунки.

Обычно такие микротрещины визуальным осмотром обнаружить не удается, следовательно, при осмотре ГБЦ плоскость надо тщательно протереть от масла, очистить от нагара, после чего провести ногтем вокруг окружности клапанного седла – если ноготь будет цепляться, то значит лопнула головка.

Есть еще один способ обнаружить трещины в ГБЦ – при работающем двигателе нужно открыть крышку радиатора и внимательно посмотреть.

Если на поверхности охлаждающей жидкости заметны пузырьки воздуха, это значит, что ГБЦ лопнула и выхлопные газы под высоким давлением просачиваются в систему охлаждения и попадают в радиатор. Некоторые считают, что страшного в этом ничего нет, но это не так.

Во-первых, это может отрицательно сказаться на работе системы охлаждения, что приведет к перегреву двигателя, а во-вторых, газы продавливаются под большим давлением, температура у них очень высокая, так что со временем микротрещина разрастется в большую «дорогу».

А при неработающем двигателе охлаждающая жидкость будет проникать в цилиндры и в поддон, где смешается с маслом. Это также очень вредно для двигателя.

Если в системе охлаждения вместо тосола или антифриза залита обычная вода, то она также может стать причиной повреждения ГБЦ. Поэтому при осмотре головки нужно обращать внимание на состояние магистралей системы охлаждения – жесткая вода со временем может вымыть в металле «дорожки». И если такие дефекты замечены, то ее лучше сразу заменить.

Но если действительно лопнула ГБЦ, то лучше сразу отправиться на станцию техобслуживания. Там мастера определят степень повреждений и подскажут, что лучше сделать – ремонтировать ГБЦ или поставить новую.

Цилиндры и гильзы цилиндров

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

Описание повреждения

Трещины большей частью проходят в вертикальном направлении. Это распространяется отчасти также на сухие гильзы изза относительно небольшой толщины стенки.

Оценка повреждения

Трещины гильз такого рода часто вызваны ненадлежащим обращением (ударные нагрузки). Даже если повреждение гильзы не сразу видно, микротрещина или насечка может в последующей работе двигателя привести к поломке и тем самым к выходу двигателя из строя.

Как уже было описано выше, дефектный опорный поясок буртика или загрязнение между гильзой и блоком цилиндров также может вызвать такие повреждения.

Если дефектный опорный поясок буртика является причиной продольных трещинах, то вместе с продольным трещинами часто наблюдаются также поперечные трещины.

Возможные причины повреждения

ненадлежащее или неосторожное обращение с гильзами во время транспортировки или ремонта и связанные с этим трещины или насечки.

 гидравлические удары

 посторонние тела под контактными или уплотнительными поверхностями

дефектные опоры буртиков (см. также пункт 3.10.1 «Буртик на гильзе цилиндра отломался»).

Отломавшийся буртик гильзы цилиндра

рис. 1

Описание повреждения

В гильзе цилиндра весь буртик гильзы полностью оторван (рис. 1). Трещина буртика начинается в углублении нижней кромки буртика гильзы и проходит под углом ок. 30° наверх.

Оценка повреждения

Такие повреждения вызваны изгибающими моментами, появляющимися при некачественной сборке (загрязнения и дефекты формы). Причины, приводящие к таким поломкам, различны. В большинстве случаев буртик гильзы цилиндра отжимается уже при затяжке головки блока цилиндром.

В новых поколениях двигателей для грузовых автомобилей с системой впрыскивания «насос-форсунка» или «общий топливопровод высокого давления» нагрузка на блок двигателя все больше возрастает в связи с более высоким давлением горения В связи с конструктивным использованием в таких типах очень прочных стальных уплотнений головки блока цилиндров, после большого пробега может возникнуть перекос блок-картера в зоне опоры буртика гильзы. Деформацию опорной поверхности невозможно выявить чисто визуально без вспомогательных средств. Простым методом контроля перекоса является использование туши. Тушь наносится очень тонким слоем на опорную поверхность буртика гильзы на блок-картер. После этого вставляют новую гильзу без уплотнений и вжимают гильзу в свое седло. Затем снова снимают гильзу. Опорная поверхность гильзы должна быть равномерно покрыта тушью по всему периметру. Если части поверхности не вошли в контакт в краской, необходимо доработать седло гильзы. Эту доработку лучше всего проводить на стационарном сверлильном станке или на переносном устройстве для торцовки буртика гильзы (см. приложение с инструментом). Только таким образом обеспечена плоскопараллельность к поверхности картера (рис. 2)

рис. 2

Возможные причины повреждения

 Не использовались предписанные уплотнения (уплотнения других изготовителей имеют отчасти другую форму и другой диаметр).

 Не соблюдались предписанные изготовителем двигателя моменты затяжки и углы затяжки.

 Седло гильзы в блок-картере не было тщательно очищено от грязи.

 Прямоугольность и/или плоскопараллельность опоры буртика не были обеспечены (рис. 2 и рис. 5).

Если буртик гильзы не выходит за уплотнительную поверхность цилиндра на предписанный размер (В) или если он входит даже немного вглубь (рис. 6), буртик при сборке недостаточно сильно прижимается к седлу гильзы.

При работе двигателя это может вызвать также качающееся движение гильзы из-за качательного движения поршня. Постоянно действующие из-за этого усилия приводят к тому, что буртик гильзы отламывается.

Если необходимо доработать опору буртика гильзы при ремонте двигателя, то можно или вложить компенсационные шайбы из стали или использовать гильзы более крупных размеров, чтобы обеспечить необходимый выступ гильзы относительно поверхности цилиндра.

Гильзе более крупных размеров буртика* следует дать предпочтение по сравнению с компенсационными шайбами, потому что это ведет к технически большей стабильности.

рис. 3
рис. 4
рис. 5
рис. 6

Кавитации на гильзах цилиндра

Описание повреждения

Мокрая гильза цилиндра в зоне водяной рубашки имеет сильно выраженную кавитацию. Она доходит до такой степени, что уже появилась дыра во внутренней полости цилиндра.

Оценка повреждения

Кавитация появляется в основном в плоскости качания поршня (на нагруженной стороне или на ненагруженной стороне), она вызвана вибрациями стенки цилиндра. Высокочастотные вибрации вызваны давлением сжигания, боковыми усилиями поршня и перекладка поршня в нижней и верхней мертвой точке.

Если охлаждающая вода не может больше повторять вибрации стенки цилиндра, водяная пленка кратковременно приподнимается с гильзы цилиндра. В возникшей изза этого зоны разряжения образовываются пузырьки пара, которые при обратном движении стенки цилиндра разрушаются (имплозия) с чрезвычайно высокой скоростью.

Вытесненная пузырьками вода при имплозии ударяет о поверхность цилиндра. В результате энергии удара из поверхности цилиндра вылетают малейшие частицы. Со временем вследствие этого образовываются (вымываются) настоящие дырки. Особенность кавитации заключается в том, что происходит расширение дырок вовнутрь (рис.

3) и в результате образовываются полости в материале, откуда в конечном счете также взято название кавитации.

Возможные причины повреждения

 Не соблюден правильный зазор поршня (повторная установка уже работавших поршней

или цилиндры со слишком большими размерами)

 Некачественная или неточная посадка гильзы в корпусе.

 Отсутствует предписанная присадка для защиты от замерзания с защитой от коррозии или соответствующая присадка для охлаждающей воды.

Средство защиты от коррозии содержит ингибиторы, предотвращающие пенообразование. Эти ингибиторы,однако, в течение времени теряют свой эффект.

Поэтому необходимо заменять средство защиты от коррозии через каждые 2 года и предусматривать правильное соотношение смеси.

 Использование неподходящих средств охлаждения, как напр соленая вода (морская вода), агрессивная или содержащая кислоту вода или другие жидкости.

недостаточное избыточное давление в системе охлаждения. Необходимое избыточное давление радиатора не обеспечено из-за неподходящих крышек радиатора (недостаточная герметизация из-за дефектного предохранительного клапана) или из-за негерметичности в системе охлаждения.

При правильном избыточном давлении в системе охлаждения температура кипения охлаждающего средства выше, чем при атмосферном давлении.

Избыточное давление в системе охлаждения не может устранить причину для образования паровых пузырьков, но во всяком случае это мешает образованию пузырьков.

Слишком низкая рабочая температура двигателя: если двигатель в определенных условиях эксплуатации или из-за дефектов термостата не достигает обычной рабочей температуры, то в системе охлаждения не может образоваться избыточное давление из-за более низкого теплового расширения охлаждающего средства. Изза слишком низкой рабочей температуры поршни также не имеют правильного теплового расширения. Они работают при эксплуатации с повышенным поршневым зазором. И то, и другое способствует образованию пузырьков и тем самым кавитации.

Неравномерный износ цилиндра

Описание повреждения

Отверстия цилиндра имеют признаки неравномерного износа в виде отдельных блестящих полированных мест (рис. 2} Поршень не имеет признаков износа или мест истирания. Двигатель теряет масло в точках стыка, особенно, однако, на радиальных уплотнительных кольцах для вала. На рис. 1 четко видна коррозия на наружном периметре гильзы, которая после установки в цилиндр вызвала некруглость цилиндра

рис. 2

Оценка повреждения

Неравномерный зеркальный внешний вид поверхности скольжения на рабочих поверхностях цилиндра всегда является признаком перекоса цилиндра. Слишком мокрые или сухие гильзы цилиндров могут иметь перекос уже непосредственно после сборки.

Поршневые кольца не могут безупречно герметизировать перекос цилиндра ни относительно масла, ни относительно газов сжигания. Масло проходит мимо поршневых колец, попадает в камеру сгорания и сжигается.

В результате газов сжигания, протекающих в большом объеме мимо поршня, также повышается давление в блок-картере. Это избыточное давление приводит к потере масла в различных местах стыка двигателя, особенно на радиальных уплотнительных кольцах для вала.

Кроме того, масло продавливается во впускной и выпускной коллекторы через направляющую клапана, всасывается двигателем и сжигается или выбрасывается.

Возможные причины повреждения

 неравномерная или неправильная затяжка болтов головки блока цилиндров

 неплоские торцевые поверхности блока цилиндров и головки блока цилиндров.

 нечистая или перекошенная резьба болтов головки блока цилиндров

 неподходящие или неправильные уплотнения головки блока цилиндров.

 дефектная опора буртика в картере, неправильный выступ буртика и перекос и/или износ нижней направляющей буртика могут быть причиной существенного перекоса цилиндра.

 слишком слабая или слишком прочная посадка буртика в картере (в сухих гильзах цилиндра).

 В базовых отверстиях картера в сухих втулках в эксплуатации часто появляются существенные неровности из-за контактной коррозии (коррозия в посадке, рис. 1). В таком случае базовое отверстие цилиндра должно быть тщательно очищено.

Если эта очистка сама не обещает успеха, необходимо доработать базовые отверстия цилиндра и затем установить гильзы цилиндра с избыточным наружным размером . Эти очень тонкостенные гильзы должны прилегать к отверстию по всей длине и всему периметру. Если этого нет то, гильзы деформируются уже при вводе в базовое отверстие и тем более в работе двигателя.

В сухих гильзах цилиндра различают исполнения «Pressfit» и «Slipfit». Гильзы «Pressfit» впрессовываются в блок цилиндров двигателя, после этого необходимо провести еще расточку и хонингование. Гильзы «Slipfit» полностью обработаны, они вводятся только в базовое отверстие.

Из-за зазора, который остается в гильзах «Slipfit» между гильзой и базовым отверстием цилиндра, это исполнение в отличие от исполнения «Pressfit» скорее вызывает проблемы, связанные с перекосом и коррозией.

двигатели склонны к перекосу при монтаже головки блока цилиндров. Если расточка и хонингование в этих двигателях осуществляются обычным способом, то при последующей эксплуатации могут возникнуть проблемы в связи с перекосами.

Рекомендация:

в блоках цилиндров без гильз с цилиндрами,просверленными непосредственно в блок цилиндров, рекомендуется перед обработкой цилиндров навинтить на торцевую поверхность блока цилиндров нажимную пластину.

Эта нажимная пластина имеет те же отверстия, что и блок цилиндров за исключением водяных каналов, ее толщина составляет несколько сантиметров.

Благодаря навинчиванию и заданной затяжке с моментом затяжки болтов головки блока цилиндров создаются условия напряжений при обработке цилиндра, как будто установлена головка блока цилиндров.

Перекосы в отверстиях цилиндров, которые могут возникнуть при затяжке болтов головки, создаются таким образом в определенном виде и учитываются при обработке. Это обеспечивает (при условии правильной обработки) максимальную круглость и цилиндричность отверстия цилиндра при последующей эксплуатации двигателя

Блестящие места в верхней зоне цилиндра

Описание повреждения

Рабочая поверхность цилиндра имеет в верхней части металлические места с глянцевым блеском, на которых уже исчезла хонинговальная структура (рис, 1 + 2). Сам поршень не имеет значительных следов износа. Двигатель имеет повышенный расход масла.

Оценка повреждения

Такие виды износа появляются тогда, когда при эксплуатации на жаровом поясе поршня образовывается твердый масляный нагар в результате несгоревшего масла и остатков горения (рис. 3).

Этот нагар имеет абразивный эффект и в работе приводит к повышенному износу в верхней части цилиндра от движения поршня вверх и вниз и перекладка.

Повышенный расход масла не вызывается самими местами блеска, потому что цилиндр в результате полирования не теряет существенно свою круглую форму и поршневые кольца и далее могут выполнять свою функцию уплотнения.

Смазка цилиндра также не понижается, потому что несмотря на потерю хонинговальной структуры в открытых зернах графита поверхности цилиндра всетаки находится достаточное количество масла.

При оценке такого повреждения важно, что в данном случае места блеска появились только в местах в цилиндре, которые в работе вступают в контакт с жаровым поясом с масляным нагаром. Если места блеска имеются также в других местах, по которым жаровой пояс не проходит, то причина скорее связана с перекосом цилиндра (пункт «3.10.4 Неравномерный износ цилиндров»), с переполнением топливом (пункт 3.11.3 Износ поршней, поршневых колец и цилиндров от переполнения топливом») или с попаданием загрязнений (пункт «3.11.2 Износ поршней, поршневых колец и цилиндров вследствие загрязнений»).

Возможные причины повреждения

 Попадание чрезмерно большого количества моторного масла в камеру сгорания из-за дефектов турбонагнетателя, недостаточное отделение масла в системе вентиляции двигателя, дефектов уплотнений стержней клапанов и т. д.

 Избыточное давление в блок-картере из-за большого количества газов, проникших в картер из камеры сгорания, или из-за дефектного клапана вентиляции картера.

 Недостаточная конечная обработка цилиндра и в результате этого повышенный выход масла в камеру сгорания (см. к этому также пункт 3.11.3 Износ поршневых колец вскоре после капитального ремонта двигателя).

 Использование неразрешенных к применению моторных масел или моторных масел низкого качества.

Трещина гильзы из-за гидравлического удара

Описание повреждения

Гильза имеет в верхней зоне большую трещину и задиры на рабочей поверхности (рис. 1 и 2). Соответствующий поршень также имеет задиры на стороне давления и на ненагруженной стороне. В днище поршня в той зоне, в которой на стержне имеются задиры, появилось углубление (рис. 3).

Оценка повреждения

Цилиндр повергался в работе гидравлическим ударам. Высокое давление жидкости разорвало гильзу и образовало углубление в днище поршня. В результате этого материал поршня выдавился наружу, что привело к резкому уменьшению зазора в этой зоне и к задирам на обеих сторонах поршня и на гильзе.

Больше невозможно установить, появился ли гидравлический удар при работе двигателя или во время его пуска.

Возможные причины повреждения

непреднамеренное всасывание воды при переезде через воду, лужи или низкие воды или из-за попадания большого количества воды от брызг проезжающих впереди или мимо автомобилей.

заполнение цилиндра водой при неработающем двигателе из-за негерметичности уплотнения головки цилиндра или трещин в конструктивных элементах.

заполнение цилиндра топливом при неработающем двигателе из-за негерметичных форсунок. Остаточное давление в системе впрыскивания сбрасывается через негерметичную форсунку в цилиндр. В этом и в предыдущем случае при пуске возникают описанные повреждения.

Заделываем трещины в головке и блоке двигателя своими силами

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

С течением времени многие агрегаты автомобиля изнашиваются, выходят из строя или, что еще хуже, ломаются. Сегодня мы вам поведаем, как самостоятельно устранить образовавшиеся в головке и блоке двигателя трещины.

Заделываем трещины в головке и блоке двигателя электросваркой

Реанимации подвергаются все трещины, за исключением тех, которые проходят сквозь клапанные гнезда, зеркала цилиндров, а также плоскости прилегания блока и головки. В последнем случае изделие бракуют, в остальных стараются их реабилитировать, этим-то мы сейчас с вами, уважаемые читатели, и займемся.

В самом начале стоит сообщить о том, что существует несколько способов устранения дефектов. Коротко обо всех.

К первому способу можно отнести заделывание трещин с помощью обычной дрели или электросварки.

В случае если блок чугунный, то концы трещины можно засверлить сверлом и зашлифовать их под углом 90 по всей длине кругом, зубилом или каким-нибудь другим приспособлением.

Если вы выбрали ликвидацию трещин с помощью электросварки, то перед началом работы блок необходимо разогреть до 600-650С.

Затем с помощью чугунно – медного присадочного прутка диаметром 5 мм и флюса, нужно нанести сплошной ровный слой, который не должен торчать над поверхностью металла более чем на пару миллиметров.

После того, как трещина была заварена, блок следует медленно охладить в термошкафу.

Выше предложенный метод является не единственным, вы можете заварить трещину и без подогрева блока, но для этого вам понадобится электросварка.

Привариваем заплатку на трещину в головке двигателя

Вы можете также приварить заплатку, для этого вам понадобятся медные электроды, обернутые жестью. В завершение швы необходимо покрыть эпоксидной пастой.

Эпоксидную пасту, о которой мы уже упомянули, можно использовать для устранения трещин в головке и блоке двигателя еще и другим способом. Для этого необходимо зачистить их поверхность, просверлить на концах трещины небольшие отверстия, после в них следует нарезать резьбу и ввернуть заподлицо заглушки из меди или алюминия.

Затем необходимо обезжирить поверхность (для этого подойдет ацетон или бензин). После с помощью шпателя нужно наносить слой за слоем, в результате у вас должен получиться слой толщиной 3-4 миллиметра. После этого в течение суток эпоксид должен застыть, а если создать стоградусную жару, то он затвердеет за пару часов.

В завершение следует отшлифовать поверхность и готово!

Для третьего способа ликвидации трещин нам вновь потребуется эпоксидная паста и стеклоткань, которую будем использовать в качестве заплатки.

Подготовительный этап к работе аналогичен выше представленному, только каждый слой пасты нужно чередовать со стеклотканью.

Не пожалейте, делайте заплатку с запасом в несколько миллиметров, иначе результат будет неудовлетворительным. Последний слой должен быть эпоксидным.

И завершающий на сегодня, но не последний в общем списке, вариант реанимирования трещин блока и головки двигателя – с помощью штифтов. Для этого в самом начале по всей трещине просверливаем отверстия на расстоянии 7-8 мм друг от друга.

Нарезаем резьбу и ввертываем прутки из меди на глубину соответствующую толщине стенки. Затем обрезаем их ножовкой, оставляя выступающие над поверхностью детали на несколько миллиметров концы. После несильными ударами расчеканиваем концы штифтов, которые и образуют сплошной шов.

Для закрепления результата в завершение можно покрыть это все эпоксидкой.

Мы описали наиболее подходящие для самостоятельного устранения трещин в головке и блоке двигателя варианты, однако на этом неприятности с авто, к сожалению, не заканчиваются, проблемы могут еще возникнуть при износе распредвала, а также при отработке амортизаторов. В любом случае, не отчаивайтесь, все это легко устранить своими руками, лишь следуя нашим нехитрым рекомендациям.

Повреждения деталей ЦПГ и их причины

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

При работе ДВС в системе поршень-гильза происходят обратно-поступательные движения с высокими значениями скоростей, а также огромными нагрузками. Ненадлежащее техническое обслуживание может привести к ускоренному износу элементов и вызвать частичную техническую неисправность двигателя или вовсе полный отказ.

В большинстве случаев диагностика позволяет выявить лишь малую часть проблем. Определить техническое состояние и причины поломки можно при осмотре отдельных компонентов, что поможет сделать приведенная ниже информация.

Повреждения гильзы цилиндра

Деформация цилиндра

  • Неравномерная или ненадлежащая затяжка головки блока
  • Ненадлежащее состояние поверхностей головки и блока
  • Грязная или повреждённая резьба крепежа головки блока
  • Несоответствующая прокладка головки блока
  • Отложения в системе охлаждения
  • Некачественная посадка бурта гильзы, несоответствующее выступание гильзы, ненадлежащее состояние нижнего посадочного места гильзы
  • При сухих гильзах слишком слабая посадка гильзы так же вредна, как и слишком тугая
  • В посадочных местах блока при сухих гильзах возникает контактная коррозия, посадочное место должно быть тщательно обработано для обеспечения прилегания гильзы по всей площади.
  • Отдельно стоящие цилиндры воздушного охлаждения должны быть строго параллельны блоку и головке, при единой головке цилиндры должны быть одинаковой высоты, очень важна исправность воздуховодов.

Отрыв бурта гильзы цилиндра

  • Некачественно обработано посадочное место гильзы в блоке
  • Не соблюдены предписанные порядок и моменты затяжки
  • Применены прокладки несоответствующей толщины

Кавитация

  • Не соблюдён зазор поршень/цилиндр (установлены б/у поршни)
  • Ненадлежащая посадка гильзы в блоке
  • Пониженное давление в системе охлаждения
  • Ненадлежащее качество охлаждающей жидкости

Повреждения поршня

Эрозия материала на днище поршня (дизельный двигатель)

  • Неисправная форсунка
  • Неисправный нагнетательный клапан в топливном насосе высокого давления
  • На форкамерных двигателях — дефект форкамеры

Эрозия на днище и жаровом поясе поршня (бензиновый двигатель)

  • Качество топлива не соответствует степени сжатия двигателя, дизельное топливо в бензине, масло в камере сгорания
  • Ненадлежащее калильное число свечей, ненадлежащий угол опережения зажигания Негерметичные выпускные клапаны
  • Значительное количество нагара в камере сгорания
  • Слишком высокая температура впускного воздуха, общий перегрев

Прихват от перегрева, в основном на головке поршня

  • Эксплуатация необкатанного двигателя с высокими нагрузками
  • Повышенная температура в камере сгорания из-за неисправности системы питания
  • Неисправность системы охлаждения

Разрушение перемычек между канавками поршневых колец (дизельный двигатель)

  • Неисправная форсунка
  • Низкая компрессия в цилиндре
  • Дефект форкамеры
  • Неправильное или чрезмерное пользование пусковыми средствами
  • Цилиндр при неработающем двигателе заполнился водой или топливом (гидроудар)

Разрушение перемычек между канавками поршневых (бензиновый двигатель)

  • Качество топлива не соответствует степени сжатия двигателя, дизельное топливо в бензине, масло в камере сгорания
  • Увеличена степень сжатия из-за несоответствующей прокладки или фрезерованной на большую величину головки блока цилиндров
  • Раннее зажигание, бедная смесь
  • Общий перегрев двигателя

Трещины на днище и вокруг камеры сгорания в поршне

  • Неисправность системы питания
  • Дефект форкамеры
  • Перегрев двигателя
  • Неисправность моторного тормоза

Износ поверхностей из-за избытка топлива в камере сгорания

  • Избыток топлива в камере сгорания в бензино­вом двигателе и в дизеле из-за неисправности топливной системы, в бензиновом двигателе из-за неисправности системы зажигания
  • Пониженная компрессия
  • На дизелях ненадлежащий зазор между поршнем и головкой

Задиры при недостаточном зазоре между поршнем и цилиндром

  • Ненадлежащая обработка блока при ремонте – диаметр цилиндра меньше допустимого размера
  • Головка блока перетянута или затянута неравномерно, повреждена или загрязнена резьба на элементах крепления головки к блоку цилиндров, не смазаны опорные места для гаек и болтов в головке
  • Имеются повреждения привалочных поверхностей блока цилиндров и головки блока
  • Некачественная прокладка головки блока
  • Деформация цилиндров из-за неравномерного охлаждения – накипь или грязь в системе охлаждения
  • Не подготовлены посадочные места для гильз в блоке
  • Нагружение двигателя без предварительного прогрева

Задиры на боковой поверхности поршня рядом с бобышками

  • Нагружение двигателя без предварительного прогрева
  • Деформация цилиндра при перегреве двигателя
  • Недостаточный зазор между пальцем и бобышкой поршня

Сухой прихват на юбке (недостаток масла)

  • Неисправность системы смазки или полное отсутствие масла в двигателе
  • Недостаточное разбрызгивание масла из-за малого зазора в шатунных вкладышах

Задиры на поршне только с одной стороны

  • Воздушные и паровые пробки в системе охлаждения из-за выхода из строя термостата или водяного насоса, а также загрязнения в полости охлаждения в блоке, приводят к местному перегреву и прекращению охлаждения

Задиры на боковой поверхности (сухой прихват)

  • Неисправности системы охлаждения

Информация предоставлена компанией «Мотордеталь». www.motordetal.ru

Неисправности и проблемы головки блока цилиндров. Дефектовка ГБЦ, ремонт

Лопнула гильза в двигателе: причины и ремонт неисправности

В двигателе внутреннего сгорания имеется много важных и неотъемлемых частей, и головка блока цилиндров считается одним из них. Ведь, как и весь кривошипно-шатунный механизм мотора, который установлен в блоке цилиндров и работает там, также и ГБЦ, она же головка блока цилиндров, выполняет роль плацдарма для ГРМ.

В головке блока цилиндров также проходят масляные смазочные магистрали для узлов газораспределительного механизма, которые расположены в головке цилиндров (такие, как распредвал, клапаны и коромысла).

И каналы для «попадания» в мотор топливно-воздушной смеси и вывода выхлопных газов, а также система охлаждения, точнее её магистрали.

Главными причинами выхода из строя головки цилиндров кроются в исчерпании рабочего ресурса, ну а наиболее распространенная причина – это его перегрев.

Если ГБЦ выкинул белый флаг в связи с долгим сроком службы, то тут существует два решения: первое – либо её попытаться реанимировать, путём замены всех изношенных деталей и жидкостей; либо, во-вторых, не мучиться и лучше приобрести новую ГБЦ, или хотя бы найти и подобрать «бэушную» поцелее. В общем, Второй путь быстрее, надежнее, а порой и дешевле будет!

Если же перегрета головка, то необходимо в таком случае проверить её плоскость. Довольно часто при перегреве моторов ГБЦ, скорее всего, искривляется (это около  80-85 % случаев у двигателей российских марок и также советских).

Головку с искривленной плоскостью ставить нельзя, ибо она просто прокладку ГБЦ не зажмет, из-под неё будут постоянно течь масло и вода, ну и самое главное – если не сразу, то точно со временем выхлопные газы в силу больших рабочих температур и давлений пробьют прокладку! И начнут вылетать не в выхлопную трубу, а прямо в подкапотное пространство. Чтобы не допускать такого, необходимо при проведении ремонта убедиться в качестве плоскости головки блока (необходимо сделать то же самое и при покупке б/у ГБЦ). Приведём пример последствий перегрева головки блока: двигатель КАМАЗа, восьмицилиндровый V-образной конфигурации, на каждый цилиндр с отдельной алюминиевой головкой.

Почти всегда, после случаев перегрева вылетает клапанное гнездо на одной или двух головках, или же само седло. И после этого в верхней части мотора появляется неприятный «саундтрек» – звонкий стук.

В таком случае мотор может просто заглохнуть в лучшем случае, или же вовсе заклинит (если опять же повезет)! А может и продолжит дальше тарабанить, разбивая при этом поршень/поршни ушатывая при этом гильзу, пока до тех пор не дотарабанится, что сам не заглохнет, или шофёр не додумается, что что-то не то происходит…

В данном случае необходимо будет обновлять ГБЦ  ибо она уже не подлежит восстановлению, поршень/поршни, а возможно даже и гильзу, при том что ГБЦ камазовского мотора обойдётся от 3.900 рублей, а цена за пару поршень-гильза стартует от 2.500рублей.

Рассмотрим ещё одну нередкую проблему при перегреве головки блока, больше свойственна дизельным агрегатам – это на плоскости между клапанами головки появление трещин или микротрещин. Или бывает между отверстием для форсунки и гнездом клапанным.

Трещины часто не обнаружить на глаз удается, и поэтому, при проведении осмотре головки, проверьте такие места внимательно. Далее, очистить их от нагара, проведя ногтём большого пальца по окружности в зоне посадки клапанного гнезда, если существует трещина, то ваш ноготь за нее будет цепляться.

Также, можно еще один признак наличия микротрещин в головке блока увидеть при заведенном моторе. Итак, для этого необходимо открыть крышку радиатора, и если там окажутся стабильно проскакивающие воздушные пузырьки, то значит в ГБЦ появилась трещина.

Дело в том, что воздух, который находится в камере сгорания, во время такта сжатия продавливается под огромным давлением через трещину в систему охлаждения, и далее, продолжая свой путь, выходит пузырьками в радиатор.

Ничего страшного – на первый взгляд, однако, если в систему будет попадать слишком большое количество газов, то это на процессе охлаждения отрицательно скажется, то есть, мотор начнёт греться.

Ещё случай – если двигатель будет стоять некоторое время, то «охлаждайка» будет в цилиндр капать, вызывая при этом ржавчину стенок гильзы, И далее, тосол пойдёт вниз, окажется в поддоне, где и происходит его смешивание с «моторкой».

Еще следует на состояние путей охлаждающей системы обратить внимание, особенно если в радиаторе применяется вода, а не антифриз или тосол. Дело в том, что жесткая вода начинает взаимодействовать с алюминием и чугуном, размывает постепенно металл до дыр.

Если существуют видимые серьезные дефекты в охлаждающей системе головке блока, то лучше всего заменить головку.

При этом необходимо также проверить состояние здоровья направляющих клапанных втулок. Необходимо для этого брать клапан – еще не рассухаренный, за пружину, и пробовать его шатать из стороны в сторону. И если клапан не болтается во втулке, то ещё сойдёт, а если же существует люфт серьезный, то лучше их заменить. Ну а если по хорошему, то нужно измерять выработку с помощью микрометра и щупа.

Необходимо обязательно проверить состояние клапанов на износ. Можно судить об износе клапана по выработке на стержне клапана в тех местах, которые во втулке работают. И если есть износ, на стержне клапана будут резкие переходы ощущаться.

Также определить выработку клапана можно по состоянию краев, которые закрывают клапанное отверстие. Сильно изношенный клапан в этой области имеет новообразованные канава по всей окружности рабочей поверхности – зоны.

Если клапана и втулки изношены, то необходимо заменить, и не забываем провести процедуру притирки клапанов.

Поделиться новостью