Автомобіль / Силова установка / Двигун внутрішнього згоряння / Механічна частина двигуна / Блок циліндрів

Блок циліндрів

Блок циліндрів - це основна силова частина двигуна внутрішнього згоряння, у якій розташовані циліндри, опори колінчастого вала, канали системи змащування та сорочка охолодження. До блока кріпляться головка блока циліндрів, піддон, коробка передач, опори двигуна, навісні агрегати та елементи кривошипно-шатунного механізму.

Зразок правильного англійського перекладу: блок циліндрів - Cylinder Block або Engine Block; отвір циліндра - Cylinder Bore; робоча поверхня циліндра - Cylinder Bore Surface; гільза циліндра - Cylinder Liner або Cylinder Sleeve; суха гільза - Dry Cylinder Liner; мокра гільза - Wet Cylinder Liner; площина блока - Block Deck; сорочка охолодження - Water Jacket; масляний канал - Oil Gallery; ліжко корінного підшипника - Main Bearing Bore; овальність - Out-of-Round; конусність - Cylinder Taper; хонінгування - Cylinder Honing; розточування - Cylinder Boring; гільзування - Cylinder Sleeving; дефектування блока - Engine Block Inspection.

Стан блока не можна визначити лише за компресією або зовнішнім виглядом. Низька компресія, витрата моторної оливи, картерні гази, перегрів або дим можуть бути пов'язані з поршневими кільцями, клапанами, прокладкою, головкою блока, турбокомпресором або системою вентиляції картера. Для локалізації застосовують вимірювання компресії двигуна, пневмотест циліндрів та ендоскопію циліндрів двигуна.

Під час обслуговування та ремонту можуть бути потрібні моторні оливи, масляні фільтри, антифриз, інструмент та обладнання для СТО. Гільзи, поршні, кільця, вкладиші, прокладки й кріплення підбирають за VIN, кодом двигуна, розмірною групою та результатами вимірювань.

Головний принцип: ремонт блока циліндрів призначають тільки після точних вимірювань геометрії, перевірки площини, тріщин, корінних опор і каналів. Компресія, дим або зовнішній вигляд не визначають ремонтний розмір.
  • Не розбирайте гарячий двигун і не відкривайте систему охолодження під тиском.
  • Не очищайте площину блока абразивним диском, який неконтрольовано знімає метал і залишає абразив у двигуні.
  • Не виконуйте хонінгування без вимірювання діаметра, овальності та конусності.
  • Не встановлюйте нові кільця в зношені циліндри без перевірки зазорів.
  • Не переставляйте кришки корінних підшипників між позиціями.
  • Не шліфуйте площину без контролю мінімальної висоти блока, виступу поршнів і допустимого знімання металу.
  • Не ремонтуйте тріщину зварюванням без технології, дозволеної для конкретного матеріалу й зони.
  • Не застосовуйте магнітопорошковий контроль до алюмінієвого блока.
  • Не залишайте стружку, абразив або мийний засіб у масляних каналах після обробки.
  • Не встановлюйте колінчастий вал у деформовані корінні опори без перевірки співвісності.

Призначення блока циліндрів

Блок утримує взаємне положення циліндрів, колінчастого вала, головки блока та коробки передач. Від його жорсткості й точності залежать:

  • герметичність камер згоряння;
  • зазор між поршнем і циліндром;
  • робота поршневих кілець;
  • співвісність корінних підшипників;
  • тиск і розподіл моторної оливи;
  • циркуляція охолоджувальної рідини;
  • положення колінчастого вала й поршнів;
  • герметичність стику з головкою блока;
  • ресурс механічної частини двигуна.

Основні частини блока

  • циліндри або посадочні місця гільз;
  • верхня привалювальна площина;
  • сорочка охолодження;
  • головна масляна магістраль і допоміжні канали;
  • ліжка корінних підшипників;
  • кришки корінних опор або нижня силова плита;
  • картерна частина;
  • різьбові отвори кріплення головки;
  • посадочні місця датчиків і технологічних заглушок;
  • поверхня з'єднання з коробкою передач;
  • кріплення опор і навісних агрегатів;
  • форсунки охолодження поршнів, якщо вони передбачені.

Матеріали блока

Чавунний блок

Чавун має високу жорсткість, зносостійкість і стабільність геометрії. У багатьох конструкціях циліндри оброблені безпосередньо в матеріалі блока. Недоліками є велика маса, корозія та складність ремонту окремих тріщин.

Алюмінієвий блок

Алюміній легший і краще відводить тепло, але має більше теплове розширення. Робоча поверхня циліндрів може бути утворена:

  • чавунними гільзами;
  • тонкостінними вставками;
  • спеціальним покриттям;
  • обробленим алюмінієвим сплавом із твердими частинками.

Звичайне хонінгування або розточування такого блока може бути заборонене. Метод відновлення визначають за технологією виробника.

Циліндри та гільзи

Циліндр у матеріалі блока

Робоча поверхня утворена безпосередньо матеріалом блока. При зношуванні можуть застосовувати хонінгування, розточування під ремонтний поршень або встановлення ремонтної гільзи.

Суха гільза

Суха гільза циліндра не контактує безпосередньо з охолоджувальною рідиною. Тепло від неї передається через матеріал блока.

Мокра гільза

Зовнішня поверхня мокрої гільзи контактує з охолоджувальною рідиною. Під час складання контролюють:

  • виступ гільзи над площиною блока;
  • різницю виступу між циліндрами;
  • стан опорного бурта;
  • корозію та кавітацію;
  • стан ущільнювальних кілець;
  • чистоту посадочного місця.

Геометричні параметри

Під час дефектування контролюють:

  • діаметр кожного циліндра;
  • овальність;
  • конусність;
  • зазор між поршнем і циліндром;
  • виступ гільз;
  • площинність верхньої поверхні;
  • висоту блока;
  • співвісність корінних опор;
  • діаметр ліжок корінних підшипників;
  • стан різьбових отворів.

Допуски відрізняються для кожного двигуна. Універсального допустимого зносу, овальності або максимальної величини шліфування немає.

Навантаження під час роботи

Блок сприймає:

  • тиск згоряння;
  • бічне навантаження поршнів;
  • зусилля корінних підшипників;
  • затягування болтів головки;
  • теплове розширення;
  • вібрацію двигуна;
  • навантаження від коробки передач і опор;
  • тиск у системах змащування та охолодження.

Геометрія циліндрів може змінюватися після затягування головки. Для високоточного ремонту іноді використовують імітаційну плиту, яка відтворює навантаження від головки блока.

Типові несправності

  • знос циліндрів двигуна;
  • овальність і конусність;
  • вертикальні задири;
  • полірування робочої поверхні;
  • корозійні раковини;
  • тріщини між циліндром і каналом охолодження;
  • тріщини корінних опор;
  • деформація верхньої площини;
  • кавітація мокрих гільз;
  • просідання або перекіс гільзи;
  • деформація ліжок колінчастого вала;
  • провертання корінного вкладиша;
  • пошкодження різьби болтів головки;
  • закупорення масляних каналів;
  • пористість литва;
  • тріщина після замерзання охолоджувальної рідини;
  • руйнування після обриву шатуна.

Причини пошкодження

  • перегрів двигуна;
  • масляне голодування;
  • детонація або передчасне займання;
  • гідроудар;
  • замерзання води в сорочці охолодження;
  • неправильний антифриз;
  • кавітація;
  • перекіс головки або неправильна затяжка;
  • неправильний ремонтний розмір поршня;
  • помилки розточування або хонінгування;
  • залишений абразив після ремонту;
  • неправильний переднатяг корінних підшипників;
  • обрив шатуна або поршня;
  • перевантаження непрогрітого двигуна.

Можливі симптоми

Жодна з цих ознак окремо не доводить пошкодження блока. Подібні симптоми можуть створювати головка блока, прокладка, клапани, поршні, кільця, турбіна або система вентиляції картера.

Діагностика без розбирання

Перевірку починають із методів, які допомагають локалізувати проблему без демонтажу двигуна:

  • вимірювання компресії;
  • пневмотест циліндрів;
  • ендоскопія;
  • аналіз кольору вихлопного диму;
  • вимірювання картерних газів;
  • контроль витрати моторної оливи;
  • перевірка тиску моторної оливи;
  • опресування системи охолодження;
  • тест на гази в охолоджувальній рідині;
  • аналіз моторної оливи й антифризу;
  • огляд зовнішніх тріщин і витоків.

Ендоскопія показує задири, нагар, сліди охолоджувальної рідини й частину робочої поверхні, але не визначає точний діаметр, овальність або конусність.

Перевірка після розбирання

Блок очищають так, щоб не пошкодити площини й не приховати тріщини. Потім перевіряють:

  • циліндри та гільзи;
  • верхню площину;
  • корінні опори;
  • різьбові отвори;
  • сорочку охолодження;
  • масляні канали;
  • посадочні місця заглушок;
  • поверхню кріплення коробки;
  • кронштейни й опори;
  • зони навколо пошкодженого поршня або шатуна.

Вимірювання циліндрів

Нутроміром кожний циліндр вимірюють у кількох поясах по висоті та щонайменше у двох взаємно перпендикулярних напрямках. За результатами визначають:

  • фактичний діаметр;
  • найбільш зношену зону;
  • овальність;
  • конусність;
  • зазор із конкретним поршнем;
  • можливість хонінгування;
  • потрібний ремонтний розмір.

Поршні вимірюють у точці, визначеній виробником. Номінальний напис на поршні не замінює фактичного вимірювання.

Оцінка поверхні циліндра

Перевіряють:

  • вертикальні подряпини й задири;
  • перенесення матеріалу поршня;
  • залишок хонінгувальної сітки;
  • полірування поверхні;
  • сходинку у верхній частині;
  • корозійні раковини;
  • тріщини;
  • локальне потемніння після перегріву.

Видима сітка хонінгування не гарантує правильної геометрії, а відсутність глибоких задирів не виключає надмірної овальності.

Перевірка площини

Верхню площину перевіряють на:

  • загальну деформацію;
  • локальні западини;
  • корозію навколо каналів охолодження;
  • прогари між циліндрами;
  • риски після неправильного очищення;
  • залишки прокладки;
  • допустиму висоту після попередньої обробки;
  • шорсткість під конкретний тип прокладки.

Після сильного перегріву перевіряють не тільки деформацію головки блока циліндрів, а й площину самого блока.

Корінні опори

Ліжка колінчастого вала повинні бути співвісними. Підозра на деформацію виникає при:

  • провертанні корінного вкладиша;
  • нерівномірному зношуванні вкладишів;
  • тугому обертанні колінчастого вала;
  • низькому тиску оливи;
  • перегріві блока;
  • пошкодженні кришки або нижньої плити;
  • попередньому неправильному ремонті.

Для відновлення можуть застосовувати лінійне розточування або хонінгування. Розміри перевіряють із установленими кришками, затягнутими за процедурою.

Перевірка тріщин

Метод залежить від матеріалу:

  • візуальний контроль після очищення;
  • капілярний контроль;
  • магнітопорошковий контроль чавунного блока;
  • опресування сорочки охолодження;
  • вакуумна перевірка окремих зон;
  • спеціалізований неруйнівний контроль.

Особливу увагу приділяють перемичкам між циліндрами, різьбовим отворам, корінним опорам, каналам охолодження та зонам навколо замерзаючих заглушок.

Сорочка охолодження

Можливі пошкодження:

  • накип і відкладення;
  • корозія;
  • кавітація гільз;
  • тріщини після замерзання;
  • закупорення герметиком;
  • пористість литва;
  • пошкодження посадок заглушок.

Локальне порушення циркуляції може перегрівати окремий циліндр, хоча датчик температури не завжди показує критичне значення.

Масляні канали

Після механічної обробки перевіряють:

  • прохідність усіх каналів;
  • відсутність стружки й абразиву;
  • правильність установлення заглушок;
  • герметичність різьбових пробок;
  • стан форсунок охолодження поршнів;
  • збіг отворів блока, вкладишів і прокладок.

Забруднення одного каналу може швидко пошкодити новий підшипник після капітального ремонту.

Способи ремонту

Хонінгування

Хонінгування формує мікрорельєф, який утримує оливу й забезпечує припрацювання кілець. Воно придатне лише тоді, коли геометрія залишається в допустимих межах.

Розточування

Розточування застосовують при наявності ремонтних поршнів і достатній товщині стінок. Фінішний розмір формують під фактичний діаметр конкретного поршня.

Гільзування

Гільзування дозволяє відновити сильно пошкоджений циліндр або повернути стандартний розмір. Потрібно забезпечити правильний натяг, висоту, теплопередавання й герметичність.

Шліфування площини

Обробку виконують лише в допустимих межах. Після неї перевіряють висоту блока, виступ поршнів, сумісність прокладки та геометрію привода ГРМ.

Відновлення корінних опор

При деформації застосовують спеціалізоване лінійне розточування або хонінгування. Просте встановлення нових вкладишів проблему не усуває.

Ремонт різьби

Пошкоджені різьбові отвори можуть відновлювати ремонтними вставками, якщо це допускає конструкція. Вставка повинна витримувати затягування болта головки або іншого навантаженого кріплення.

Коли блок замінюють

  • тріщина розташована в навантаженій або неремонтопридатній зоні;
  • значно деформовані корінні опори;
  • блок сильно пошкоджений після обриву шатуна;
  • критично зруйнована сорочка охолодження;
  • спеціальне покриття циліндра не має дозволеної технології відновлення;
  • немає ремонтних поршнів або відповідних гільз;
  • після обробки буде порушена мінімальна висота;
  • вартість відновлення перевищує вартість придатного блока або короткого двигуна.

Практичні випадки

Нові кільця не усунули витрату оливи

Під час ремонту циліндри не виміряли. Після повторного розбирання виявили значну овальність, через яку нові кільця не могли герметично працювати.

Прокладка головки повторно пошкодилася

Головку відшліфували, але площину блока після перегріву не перевірили. Локальна деформація біля циліндра залишилася й повторно порушила ущільнення.

Низький тиск оливи після капітального ремонту

Корінний вкладиш раніше провернувся й деформував посадку. Нові вкладиші встановили без вимірювання ліжка, тому робочий зазор залишився надмірним.

Білий дим помилково визнали тріщиною блока

Опресування блока не виявило витоку. Причиною була тріщина головки блока циліндрів, яка відкривалася після нагрівання.

Новий двигун швидко пошкодив підшипники

Після хонінгування масляні канали промили недостатньо. Залишений абразив потрапив у корінні та шатунні підшипники.

Мокра гільза пропускала антифриз у піддон

Ущільнювальні кільця замінили, але посадочне місце мало корозію. Герметичність відновили лише після ремонту посадки й повторної перевірки виступу гільзи.

Типові помилки

  • вважати низьку компресію доказом зносу блока;
  • міняти кільця без вимірювання циліндрів;
  • хонінгувати циліндр із великою овальністю;
  • підбирати поршень лише за написом на упаковці;
  • не вимірювати кожний поршень окремо;
  • не перевіряти площину після перегріву;
  • знімати надмірний шар із верхньої поверхні;
  • не враховувати вимоги до шорсткості;
  • переставляти кришки корінних підшипників;
  • не перевіряти співвісність корінних опор;
  • встановлювати мокрі гільзи без контролю виступу;
  • повторно використовувати ущільнення гільз;
  • ремонтувати тріщину без опресування;
  • залишати стружку в масляних каналах;
  • збирати двигун без перевірки різьби й моментів затягування;
  • вважати заміну прокладки повним ремонтом наслідків перегріву.

Товарні групи TESMA

Матеріали та деталі для ремонту підбирають тільки після ідентифікації двигуна й дефектування. Для одного коду двигуна можуть існувати різні розмірні групи поршнів, вкладишів, гільз і прокладок.

Часті питання

Чим блок циліндрів відрізняється від головки блока?

Блок містить циліндри й опори колінчастого вала. Головка закриває циліндри зверху та містить клапани, канали впуску й випуску, а в багатьох двигунах - розподільні вали.

Чи можна визначити знос блока за компресією?

Ні. Компресія залежить також від клапанів, фаз ГРМ, прокладки, кілець, частоти обертання стартера й умов вимірювання.

Чи допоможе заміна поршневих кілець без розточування?

Лише якщо геометрія та поверхня циліндрів залишаються в допустимих межах. При великій овальності або конусності нові кільця не усувають проблему.

Що означають вертикальні задири?

Вони можуть виникнути через перегрів, масляне голодування, руйнування поршня, сторонні частинки або неправильний зазор.

Чи можна ремонтувати тріщину блока?

Можливість залежить від матеріалу, розташування та навантаження. Після ремонту потрібен повторний контроль герметичності й геометрії.

Для чого потрібне хонінгування?

Воно формує точний розмір і мікрорельєф поверхні для роботи поршневих кілець. Хонінгування не виправляє великий геометричний знос.

Коли потрібне розточування?

Коли знос або пошкодження перевищують можливості фінішного хонінгування, але блок допускає ремонтний розмір і доступні відповідні поршні.

Чому важливий виступ мокрих гільз?

Він забезпечує правильне обтиснення прокладки головки. Недостатній або нерівномірний виступ може спричинити прорив газів і витік охолоджувальної рідини.

Чи потрібно перевіряти блок після перегріву?

Так. Перевіряють площину, циліндри, корінні опори, тріщини й герметичність сорочки охолодження.

Чому після ремонту потрібно чистити масляні канали?

Абразив і стружка швидко пошкоджують нові підшипники, колінчастий вал і масляний насос.

Коли ремонт блока недоцільний?

При критичній тріщині, руйнуванні корінної опори, великому пошкодженні після обриву шатуна, відсутності ремонтних деталей або надто високій вартості відновлення.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще прочитати по цій темі

Висновок

Блок циліндрів визначає геометричну основу двигуна, положення циліндрів і колінчастого вала, циркуляцію оливи та охолоджувальної рідини. Його несправності не підтверджують за одним симптомом.

Правильне рішення приймають після комплексної діагностики, точних вимірювань, перевірки тріщин, площини, гільз і корінних опор. Хонінгування, розточування, гільзування або заміна блока повинні відповідати конструкції конкретного двигуна та фактичному зносу.