Как происходит гильзовка блока цилиндров? — сегодня мы попытаемся понять, что лучше гильзы или покрытия из Nikasil и Alusil.
Споры не утихают, что лучше алюминиевый блок или чугунный. Прогресс неизменная вещь в нашем мире, так на смену тяжелым чугунным двигателям пришли новые легкие и алюминиевые. Производители уверяют, что алюминиевые блоки по всем направлениям превосходят чугунные: они легче, не подвержены коррозии, теплопроводность в 4 раза выше чем у чугунного блока. Так ли все хорошо?
Чугунный блок
Большинство автопроизводителей идут по пути наименьшего сопротивления и с каждым годом стараются уменьшить вес производимых автомобилей. И замена чугунного двигателя, к слову, он в три раза тяжелее алюминиевого, не заставила себя долго ждать.
Чугунный блок является очень прочным элементом, отличается низким коэффициентом трения между стенками цилиндра и поверхностью поршня. Ремонтопригодность — это второе имя чугунного блока. Стенки цилиндра восстанавливаются при помощи расточки и установки поршней ремонтного размера
Вечный спор — чугун или алюминий? Какой двигатель лучше?
Многие из вас даже не догадываются из чего изготовлен блок цилиндров вашего авто, и еще больше не в курсе, что такое блок цилиндров. Здесь нет ничего постыдного, данная информация, как правило, не афишируется производителем как, например, количество подушек безопасности или набор опций, повышающих уровень комфорта в авто.
Информация о блоке цилиндров известна лишь тем, кто этим интересуется, а это происходит в двух случаях: либо вы подыскиваете себе новый автомобиль, либо у вас проблемы с мотором. Есть еще третий вариант — у вас проблемы с мотором, и вы подыскивает себе автомобиль
«Сухая» гильзовка от производителя
Двигатели Gamma 1.4 л. и 1.6 л., устанавливаемые на Hyundai Solaris и Kia Rio, изготавливаются с помощью метода «сухой» гильзовки — чугунная гильза с неровными внешними краями заливается жидким алюминием. «Сухая» гильзовка вызывает трудности при ремонте блока, в отличии от «мокрой» где блок возможно разгильзовать, заменить гильзы и поршни.
Рабочие поверхности цилиндров, покрытые нитридом титана
Сранительно новый метод, не применяемый ещё в серийном производстве, представляет собой покрытие рабочих поверхностей цилиндров нитридом титана (TiN) или нитридом титана и алюминия (TiAIN). Для достижения нужной износостойкости хонингованные алюминиевые рабочие поверхности цилиндров покрываются PVD-методом («Physical Vapour Deposition»: физическое отделение газообразной фазы). Толщина покрытия относительно невелика, так что структура хонингования при покрытии остаётся. Сравнительно высокие затраты и недостаточная надёжность процесса стоят, однако, на пути широкого применения данного метода.
При применении PVD-метода испаряется в вакууме существующий в твёрдой форме материал-донор. Это происходит либо путём ионной бомбардировки, либо в форме электрической дуги. На изображении 5 схематически показано, как ионизированные ионы газа аргона выбивают из материала-донора мельчайшие частицы. Испарённые или выбитые металлические частицы движутся по баллистическим орбитам через вакуумную камеру или откладываются на покрываемых поверхностях. Длительность процесса покрытия определяет требуемую толщину покрытия. Если подвести в PVD-камеру реагирующие газы, такие, как кислород, азот, или углеводороды, то могут быть отделены также оксиды, нитриды или карбиды.
| Изображение 5 |
Nikasil и Alusil
Тонкостенные покрытия (никасиловое или алюсиловое покрытие) в теории такой метод имел только положительные стороны, но на практике все оказалось куда плачевнее. Официальная версия .
Скорее всего технология с покрытием Nikasil оказалась дорогостоящей и трудоемкой, с высоким процентом брака, который списали на высокосернистый бензин. Вторая теория гласит о том, что Nikasil и Alusil прочное, но тонкое покрытие, находящееся на алюминиевом сплаве блока и при высоких температурах просто-напросто вдавливается в алюминий.
Достоинство алюминиевых моторов
Моторы с напылением при использовании хорошего масла и бензина могут выдерживать высокие нагрузки. Такие моторы не подвержены эффекту неравномерного температурного расширения и могут долго работать на высоких оборотах.
В 2000-е годы началось активное внедрение этой схемы в массовое производство. Гильзы уже не ставились в цилиндры, а их роль выполняло лазерное или плазменное напыление на основе кремния (технология алюсил). Такие технологии теоретически на треть увеличивали ресурс силового агрегата.
Цепь или ремень ГРМ? Какие двигатели автомобилей самые надежные Подробнее
Алюминиевые двигатели обладают более высокой теплопроводностью, чем чугун, из-за чего лучше нагреваются и охлаждаются. Они меньше весят и проще обрабатываются, но, главное, позволяют сравнительно долго работать на пике характеристик, раскручивая мотор до «красной зоны». Алюминиевые двигатели М112, М113, М272, М273 с алюсилом устанавливались, к примеру, на Mercedes-Benz. Бренд BMW применял такую же технологию в двигателях М52, М60, М62, М70, М73 и др., а Audi делает моторы 2.4 V6, 3.2 FSI V6, 4.2 FSI V8, 5.2 FSI V10.
В идеальных условиях и на хорошем бензине моторы с напылением могли проходить 500 тыс. км и больше. Но в России далеко не идеальные условия эксплуатации. Вскоре стали выявляться недостатки, которые поставили под сомнение заявленную надежность.
Нюансы технологического процесса
Когда начинаешь описывать процесс, всегда сначала кажется, что описывать толком и нечего Расточили блок под внешний размер гильзы, запрессовали гильзу, на этом практически все. Казалось бы, ничего сложного. Однако же, нет.
- В зависимости от конкретного блока и сочетания материалов — запрессовка может выполняться по разным техпроцессам. Для чугунных блоков самый распространенный метод — запрессовка гильзы прессом, иногда с дополнительным нагревом блока цилиндров. Если гильзуется алюминиевый блок – его нагревают практически всегда.
- После установки гильз в цилиндры — гильзы обычно несколько выступают над плоскостью сопряжения блока цилиндров с головкой. После этого плоскость блока цилиндров протачивается или шлифуется для обеспечения ровной поверхности.
- В большинстве случаев гильзы после установки в цилиндр требуют проточки (на толщину около 0.1 мм), а также хонинговки. Принципиально нет сложностей изготовить гильзу сразу готовую к употреблению, однако при установке гильза может несколько деформироваться, и проточка позволяет гарантированно устранить потенциальную несоосность и другие нарушения геометрии.
Тем не менее, в отдельных случаях встречаются и гильзы, поставляемые сразу отхонингованными и не требующими дополнительных действий после установки в цилиндр.
Если говорить о «мокрых» гильзах» — они всегда поставляются «готовыми к использованию», и дополнительных действий после установки не требуют.
- «Сухие» гильзы обычно прессуются с натягом 0.03-0.04 мм. Принципиально возможно установить гильзу вовсе без натяга – гильза будет зафиксирована упором от перемещения вниз и головкой блока – от перемещения вверх. Однако нет гарантий, что со временем деформации от циклического нагрева-остывания не приведут к тому, что гильза начнет иметь свободный ход в вертикальном направлении. В этом случае двигатель несколько раньше «попросится» на ремонт.
Некоторой «страховкой» от такой ситуации служит порядок технологических операций. Если гильза «сидит» недостаточно плотно, то при хонинговании ее «поднимет» и она начнет выступать относительно плоскости сопряжения с головкой. Если же проход по плоскости выполнять после хонинговки – есть риск, что выступающая часть гильзы просто будет сточена, и факт недостаточно плотной посадки останется незамеченным.
Надёжность двигателя 1.2 TDI
Что можно сказать о надёжности двигателя 1.2 TDI ? Этот мотор унаследовал все плюсы и минусы 4-цилиндровых моторов с насос-форсунками. По сути, это уменьшенный и облегчённый мотор 1.9 TDI со своими особенностями. Поэтому этот маленький мотор преследуют все те же недостатки. Однако отремонтировать этот мотор не просто: если придется снять ГБЦ, то не факт, что блок цилиндров это переживёт. При ослаблении винтов ГБЦ происходит ослабление крышек коренных опор, что может повлечь за собой деформацию постели коленвала. Такова информация от производителя.
Разрушение оплётки на электропроводке форсунок
Самый маленький турбодизель с насос-форсунками тоже может преподнести неприятный сюрприз в виде отключения одной из насос-форсунок. В последствии двигатель будет работать с одним отключенным цилиндром. Причина стандартная: разрушение оплетки на электропроводке, фиксируются ошибки, указывающие на сбой в электрической цепи одной из насос-форсунок. Для устранения этой неисправности нужно менять часть электропроводки под клапанной крышкой. Также может помочь поджимание пинов в клемме конкретной форсунки.
Тандемный насос
На моторах с насос-форсунками используется так называемый тандемный насос. Он состоит из двух секций. Одна секция, наружная, подкачивает топливо в топливную рампу. Во внутренней секции находится вакуумный насос.
Этот сдвоенный узел частенько протекает топливом, в салоне появляется запах солярки.
Вместе с этим дизтопливо может просачиваться в вакуумную секцию и там примешиваться к маслу, которое подается для смазки. Возможна и обратная ситуация, когда масло попадает в секцию подкачки.
Проблема с нарушением герметичности тандемного насоса решается заменой его уплотнений, которые поставляются в ремкомплектах. Там же в ремонтном комплекте присутствуют пружины, которые нужно установить под лопатки подкачивающего насоса. Об износе данных пружин говорит плохой и долгий запуск двигателя, вызванный медленным нарастанием давления подачи топлива. В норме подкачивающий насос должен выдать 7 бар.
Не все проблемы тандемного насоса решаются ремкомплектом. В его вакуумной секции есть неудачно завальцованный на конвейере штуцер. Часто он разбалтывается, и тогда производительность вакуумного насоса снижается, даже тормоза становятся слабее. Подсос воздуха в вакуумную секцию неплохо ремонтируется холодной сваркой.
Турбокомпрессор
За нагнетание воздуха в двигатель 1.2 TDI PD отвечает турбокомпрессор Garrett GT1541V с изменяемой геометрией. Эта версия известна растрескиванием чугунного корпуса турбины. Из-за такой неприятности выхлопные газы просачиваются в подкапотное пространство, могут засасываться в салон через систему вентиляции. Сварка трещины чаще всего долго не держится, в конечном итоге приходится менять турбокомпрессор в сборе.
Износ вала и подшипников этого турбокомпрессора происходит редко, особенно если владелец использует правильное и качественное масло.
Датчик уровня масла
На двигателе 1.2 TDI PD используется не слишком долговечный датчик уровня масла. При его неисправности ЭБУ оповещает о низком уровне масла в поддоне. В большинстве случаев это оповещение вызвано именно неисправностью датчика. Его нужно менять на новый, хотя способ ремонта его уже известен. Нужно аккуратно нагреть и снять пластиковую трубку измерителя. После этого появится доступ к пайке контактов. Контакты нужно просто перепаять, а затем собрать датчик. Как правило, такой ремонт позволяет реанимировать датчик уровня масла.
Ресурс насос-форсунок
Насос-форсунки имеют хороший ресурс, а продиагностировать их можно не снимая на двигателе по фактическим параметрами их работы. Все параметры их работы хорошо видны в диагностическом ПО, поэтому хороший диагност может определить степень износа и даже найдёт признаки присутствия воздуха в топливной системе.
В случае износа распылителя насос-форсунки она поддается ремонту, а вот если присутствуют признаки неправильной работы управляющего клапана или износ его седла, то насос-форсунку придется менять.
Износ распредвала
Двигателям с насос-форсунками присущ износ кулачков распредвалов. Эта проблема на 1,2-литровом дизеле возникает довольно редко. Напомним, что для защиты такого двигателя от износа распредвалов необходимо использовать масло с допуском VW 505.01 (вязкость 5W-30) и менять его каждые 10 000 км.
Уплотнения форсунок
Гораздо чаще насос-форсунки требуют внимания ради замены уплотнительных резиновых колец, разделяющих контуры подачи и возврата топлива. Замечено, что при нарушении герметичности колец воздух может попасть в топливные линии. При этом дизельный двигатель будет работать крайне неустойчиво и неровно. При диагностике насос-форсунок на стенде скорее всего никаких отклонений не будет найдено. Также и их гнёзда в ГБЦ будут в порядке. Проблема плохой работы двигателя будет устранена заменой уплотнений насос-форсунок.
