Механическая часть двигателя / Гильза цилиндра

Гильза цилиндра

Гильза цилиндра - это цилиндрическая деталь, формирующая рабочую поверхность для поршня и поршневых колец. Она устанавливается в блок цилиндров, воспринимает давление сгорания, трение, нагрев и боковую нагрузку поршня.

Английские названия детали - Cylinder Sleeve и Cylinder Liner. Мокрая конструкция называется Wet Cylinder Liner, сухая - Dry Cylinder Liner, а ремонтная гильза - Repair Sleeve.

Гильза работает совместно с поршнем, комплектом поршневых колец, системами смазки и охлаждения. Ее диаметр, геометрия, шероховатость и положение влияют на компрессию, расход масла и количество картерных газов.

Главный принцип: гильзу подбирают и обрабатывают как часть конкретной цилиндропоршневой пары. Наружный размер, высота, фланец, ремонтная группа, уплотнения и внутренний диаметр должны соответствовать блоку и поршню.

Не устанавливайте гильзу только по приблизительному диаметру.
Не запрессовывайте деталь ударами.
Не оставляйте острую кромку в верхней части цилиндра.
Не устанавливайте поршень без измерения зазора.
Не используйте старые кольца уплотнения мокрой гильзы.
Не наносите произвольный герметик.
Не регулируйте выступание случайными прокладками.
Не оставляйте абразив после хонингования.
Не ставьте новые кольца в овальный цилиндр.
Не запускайте двигатель при наличии антифриза в цилиндре или картере.

Назначение гильзы

формирует рабочую поверхность цилиндра;
направляет движение поршня;
обеспечивает прилегание поршневых колец;
воспринимает боковую нагрузку;
отводит тепло к блоку или антифризу;
удерживает масляную пленку;
защищает блок от износа;
позволяет восстановить поврежденный двигатель;
поддерживает расчетный зазор поршня;
герметизирует рубашку охлаждения в мокрой конструкции.

Двигатели без отдельной гильзы

В отдельных двигателях цилиндры обработаны непосредственно в чугунном блоке. Алюминиевые блоки могут иметь встроенные гильзы, кремниевую поверхность или напыленное покрытие.

Покрытый цилиндр нельзя автоматически ремонтировать обычной расточкой. Может потребоваться специальное хонингование, восстановление покрытия или установка ремонтной гильзы.

Типы гильз

Сухая гильза

Сухая гильза плотно установлена в блоке и не контактирует непосредственно с охлаждающей жидкостью. Тепло передается через наружную поверхность в материал блока.

Преимущества

высокая жесткость цилиндра;
нет нижних уплотнительных колец;
ниже риск утечки антифриза в картер;
возможность ремонта блока;
компактная конструкция.

Особенности

необходим точный наружный натяг;
посадочное отверстие должно быть круглым;
после запрессовки внутренний размер изменяется;
может потребоваться расточка и хонингование;
неполный контакт ухудшает теплоотвод.

Мокрая гильза

Наружная поверхность мокрой гильзы контактирует с охлаждающей жидкостью. Верхний фланец опирается на блок, а нижняя часть герметизируется кольцами.

Преимущества

эффективное охлаждение;
удобная замена;
ремонт без расточки всего блока;
возможность установки комплектов поршень-гильза.

Особенности

важно выступание фланца;
необходимы исправные уплотнительные кольца;
возможны кавитация и наружная коррозия;
повреждение кольца вызывает утечку в картер;
посадочные пояски блока должны быть чистыми.

Комбинированная гильза

Охлаждающая жидкость контактирует только с частью наружной поверхности. Конструкция сочетает свойства сухой и мокрой гильзы.

Ремонтная тонкостенная гильза

Устанавливается в предварительно расточенный цилиндр. После запрессовки ее внутреннюю поверхность обрабатывают под конкретный поршень.

Фланцевая ремонтная гильза

Имеет верхний бурт, ограничивающий осевое перемещение. Для него в блоке выполняют отдельную посадочную ступень.

Материалы

Материал	Свойства	Применение
Легированный серый чугун	Износостойкость и хорошая обработка	Большинство серийных двигателей
Высокопрочный чугун	Повышенная прочность	Нагруженные дизели
Сталь	Меньшая толщина при высокой прочности	Современные компактные двигатели
Материал со специальным покрытием	Снижение трения и износа	Специальные конструкции

Хонингованная поверхность

Рабочая поверхность не должна быть зеркальной. Перекрестные риски удерживают моторное масло и обеспечивают приработку колец.

контролируют угол сетки;
глубину рисок;
плато поверхности;
отсутствие задиров;
чистоту после обработки;
соответствие поршневым кольцам;
отсутствие глазирования.

Грубая поверхность быстро изнашивает кольца. Слишком гладкая плохо удерживает масло.

Зазор поршня

Рабочий зазор рассчитывается с учетом материала поршня, его диаметра, температуры и конструкции двигателя.

Малый зазор

задиры после прогрева;
перенос алюминия на гильзу;
заклинивание поршня;
поломка колец;
повреждение перемычек;
локальный перегрев.

Большой зазор

поршневой стук;
перекладывание поршня;
повышенный расход масла;
картерные газы;
износ юбки;
неравномерная работа колец.

Геометрия цилиндра

Параметр	Определение	Последствие отклонения
Диаметр	Фактический размер	Неправильный зазор поршня
Овальность	Разница диаметров в разных направлениях	Плохое прилегание колец
Конусность	Изменение диаметра по высоте	Разный зазор по ходу поршня
Соосность	Положение оси относительно блока	Односторонний износ поршня
Выступание	Положение фланца над блоком	Нарушение прижима прокладки

Износ гильзы

Верхняя часть обычно изнашивается сильнее из-за высокой температуры, давления и нагрузки колец.

увеличение диаметра;
овальность;
конусность;
глазирование поверхности;
продольные задиры;
локальные потертости;
коррозионные раковины;
трещины;
кавитационная эрозия;
проседание фланца.

Причины износа

большой пробег;
пыль через неисправный воздушный фильтр;
грязное моторное масло;
длительные интервалы обслуживания;
разжижение масла топливом;
холодные пуски;
перегрев;
неправильный зазор;
повреждение поршневых колец;
детонация;
неисправная форсунка;
антифриз в цилиндре;
недостаточная смазка;
неправильное хонингование;
деформация блока.

Задиры

Задир образуется при разрушении масляной пленки и непосредственном контакте деталей.

перегрев поршня;
малый монтажный зазор;
сломанное кольцо;
погнутый шатун;
недостаток масла;
смывание масла топливом;
абразивное загрязнение;
посторонний предмет;
неправильная форма цилиндра;
последствия гидроудара.

Кавитация мокрой гильзы

Колебания стенки создают локальные перепады давления. Пузырьки образуются и разрушаются у поверхности, постепенно выбивая металл.

неподходящий антифриз;
низкая концентрация защитных присадок;
вода без антикоррозионной защиты;
воздух в системе;
перегрев;
старая охлаждающая жидкость.

Глубокая кавитационная раковина может пройти сквозь стенку и открыть путь антифризу в цилиндр или картер.

Коррозия

Внутренняя коррозия возникает после попадания воды, антифриза или длительного простоя. Наружная коррозия мокрой гильзы связана с состоянием системы охлаждения.

Уплотнения мокрой гильзы

устанавливают новые кольца;
соблюдают правильный материал и размер;
не меняют порядок канавок;
очищают посадочные поверхности;
удаляют коррозию и заусенцы;
используют разрешенную смазку;
не перекручивают кольца;
защищают их от порезов.

Произвольный герметик может повредить кольцо и изменить положение гильзы.

Выступание гильзы

Фланец мокрой гильзы должен занимать заданное положение относительно плоскости блока. Это обеспечивает прижим прокладки головки цилиндров.

измеряют каждую гильзу;
сравнивают соседние цилиндры;
проверяют параллельность фланца;
очищают опорную полку;
устраняют коррозию;
используют только предусмотренные регулировочные элементы.

Признаки неисправности

повышенный расход моторного масла;
синий дым из выхлопной трубы;
низкая компрессия;
картерные газы;
поршневой стук;
масло на свече одного цилиндра;
задиры при эндоскопии;
антифриз в моторном масле;
масло в охлаждающей жидкости;
снижение уровня антифриза;
белый пар после прогрева;
повторное повреждение прокладки головки.

Подобные признаки также вызывают кольца, поршни, клапаны, прокладка головки, турбокомпрессор и вентиляция картера.

Диагностика без разборки

измерение компрессии двигателя;
пневмотест цилиндров;
эндоскопия цилиндров двигателя;
анализ картерных газов;
контроль расхода масла;
осмотр свечей и форсунок;
тест антифриза на газы;
анализ моторного масла;
опрессовка системы охлаждения.

Эндоскопия показывает видимые повреждения, но не измеряет овальность и конусность.

Измерение после разборки

Очистить цилиндр.
Настроить нутромер по микрометру.
Измерить верхнюю, среднюю и нижнюю зоны.
В каждой зоне измерить два направления.
Рассчитать овальность.
Рассчитать конусность.
Сравнить с предельными значениями.
Измерить поршень.
Определить рабочий зазор.
Записать данные каждого цилиндра.

Проверка снятой мокрой гильзы

наружная поверхность;
кавитационные раковины;
коррозия;
трещины фланца;
следы перемещения;
канавки уплотнений;
опорная полка блока;
посадочные пояски;
остатки герметика;
отложения в рубашке охлаждения.

Когда достаточно хонингования

Легкое хонингование применяется, если размер и геометрия остаются в допуске, а повреждения неглубокие.

Оно не устраняет:

большой износ;
глубокий задир;
сильную овальность;
трещину;
кавитационное отверстие;
проседание фланца;
слабую посадку гильзы.

Расточка под ремонтный размер

Цилиндр растачивают под ремонтный поршень, если это допускают конструкция и толщина стенки. Окончательный размер формируется хонингованием.

сначала приобретают или измеряют ремонтные поршни;
проверяют толщину стенки;
учитывают положение рубашки охлаждения;
проверяют ось цилиндра;
назначают нужную шероховатость.

Когда требуется гильзование

нет подходящего ремонтного поршня;
достигнут максимальный ремонтный размер;
имеется глубокий задир;
разрешено перекрытие локального повреждения;
нужно вернуть номинальный размер;
повреждено покрытие алюминиевого блока;
поврежден один цилиндр;
замена блока экономически нецелесообразна.

Подбор гильзы

Гильзы цилиндров подбирают по точным параметрам двигателя.

VIN;
код и номер двигателя;
дата производства;
OE-номер;
сухая или мокрая конструкция;
наружный диаметр;
внутренний диаметр;
общая длина;
размер фланца;
толщина стенки;
ремонтная группа;
материал;
готовность рабочей поверхности;
комплект уплотнительных колец;
расположение канавок;
прессовый натяг;
норматив выступания;
версия блока.

Подготовка блока для сухой гильзы

Проверить трещины.
Измерить посадочное отверстие.
Проверить овальность.
Определить натяг.
Подготовить опорную полку.
Очистить каналы.
Проверить толщину перемычек.
Измерить новую гильзу.
Подготовить пресс и оправку.
Уточнить температурную технологию монтажа.

Запрессовка сухой гильзы

Очистить посадку.
Установить гильзу соосно.
Использовать правильную оправку.
Не нагружать тонкий край.
Запрессовывать плавно.
Контролировать усилие.
Выдержать глубину установки.
Проверить фланец.
Измерить внутренний диаметр.
Выполнить окончательную обработку.

Установка мокрой гильзы

Очистить посадочные пояски.
Проверить опорную полку.
Установить новые кольца.
Нанести разрешенную смазку.
Не перекручивать кольца.
Вводить гильзу без перекоса.
Защитить уплотнения от порезов.
Посадить фланец на опору.
Зафиксировать гильзу.
Измерить выступание.

Очистка после обработки

Промыть цилиндры.
Очистить поверхность щеткой.
Удалить серый абразивный налет.
Проверить светлой салфеткой.
Прочистить масляные каналы.
Удалить стружку из рубашки охлаждения.
Высушить поверхности.
Нанести чистое моторное масло.

Проверка колец

торцевой зазор в каждом цилиндре;
боковой зазор в поршне;
ремонтный размер;
ориентация колец;
совместимость с материалом гильзы;
отсутствие заусенцев;
расположение замков.

Что проверять одновременно

Контроль перед сборкой

диаметры цилиндров записаны;
овальность и конусность в допуске;
зазор поршня проверен;
хонингование соответствует требованиям;
абразив удален;
зазоры колец измерены;
верхняя фаска не повреждает кольца;
выступание мокрых гильз проверено;
уплотнения установлены правильно;
плоскость блока очищена;
гильзы зафиксированы;
рубашка охлаждения очищена.

Первый запуск

Заполнить двигатель правильным маслом.
Заполнить систему охлаждения.
Удалить воздух.
Создать давление масла до запуска, если предусмотрено.
Запустить без резкого повышения оборотов.
Контролировать давление и температуру.
Проверить картер на антифриз.
Осмотреть наружные утечки.
После охлаждения проверить уровни.
Проверить масло и фильтр после контрольного интервала.

Практические случаи

Новые кольца не уменьшили расход масла

Гильзы были овальными и глазированными, поэтому кольца не прилегали к поверхности.

Поршень заклинил после прогрева

Цилиндр обработали без учета фактического диаметра поршня.

После ремонта антифриз попал в картер

Нижнее кольцо мокрой гильзы было повреждено при установке.

Прокладка головки снова прогорела

Одна гильза имела недостаточное выступание.

Сухая гильза перегревалась

Из-за овального посадочного отверстия она не контактировала с блоком по всему периметру.

Задир появился повторно

Неисправная форсунка продолжала смывать масляную пленку топливом.

Кавитация прошла сквозь стенку

Двигатель длительно работал с неподходящей охлаждающей жидкостью.

После хонингования повредились вкладыши

Абразив не удалили из масляных каналов.

Ошибки диагностики

считать любой расход масла износом гильз;
не проверять вентиляцию картера;
оценивать состояние только по компрессии;
делать вывод только по эндоскопии;
не измерять овальность;
не проверять форсунки;
не учитывать перегрев;
игнорировать антифриз в масле;
не проверять поршни и кольца;
считать видимую сетку хона доказательством исправности.

Ошибки ремонта

подбирать гильзу только по внутреннему размеру;
не измерять посадку блока;
запрессовывать ударами;
применять неправильный натяг;
не обрабатывать сухую гильзу после установки;
не измерять выступание;
использовать старые кольца уплотнения;
наносить избыток герметика;
не фиксировать мокрые гильзы;
не учитывать материал колец;
не измерять поршень;
не проверять торцевой зазор колец;
оставлять острую фаску;
не удалять абразив;
не устранять причину предыдущего повреждения.

Продление ресурса

использовать качественный воздушный фильтр;
применять правильное моторное масло;
соблюдать интервалы обслуживания;
не нагружать холодный двигатель;
контролировать форсунки;
не допускать перегрева;
использовать правильный антифриз;
своевременно менять охлаждающую жидкость;
удалять воздух из системы;
устранять детонацию;
контролировать расход масла;
реагировать на антифриз в картере.

Связанные товарные группы

Гильзы цилиндров
Поршни
Поршневые кольца
Уплотнительные кольца гильз
Комплекты поршень-гильза
Прокладки головки блока
Комплекты прокладок двигателя
Шатуны и шатунные вкладыши
Моторные масла и масляные фильтры
Охлаждающие жидкости

Частые вопросы

Чем мокрая гильза отличается от сухой?

Мокрая контактирует с антифризом и уплотняется кольцами. Сухая установлена в материал блока и передает тепло через него.

Есть ли гильзы в каждом двигателе?

Нет. Цилиндр может быть выполнен непосредственно в блоке или иметь специальное покрытие.

Можно ли установить гильзу без хонингования?

Только если после монтажа ее размер, геометрия и поверхность полностью соответствуют спецификации.

Как определить износ?

Гильзу измеряют нутромером в нескольких уровнях и направлениях.

Почему возникают задиры?

Из-за перегрева, недостатка масла, малого зазора, поломки кольца, абразива или смывания масляной пленки топливом.

Что такое кавитация?

Это точечное разрушение наружной поверхности мокрой гильзы пузырьками в охлаждающей жидкости.

Почему важно выступание?

Оно обеспечивает правильный прижим прокладки головки вокруг цилиндра.

Можно ли заменить одну гильзу?

Иногда можно, но нужно проверить остальные цилиндры, поршни, ремонтные группы и высоту фланцев.

Почему новые кольца не устраняют расход масла?

В овальной, конусной или задранной гильзе они не могут правильно прилегать.

Что проверяют после установки?

Диаметр, овальность, конусность, зазор поршня, хонингование, зазоры колец, выступание и герметичность уплотнений.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Гильза цилиндра формирует рабочую поверхность поршня и колец, отводит тепло и поддерживает герметичность цилиндра. Ее состояние определяют по диаметру, овальности, конусности, шероховатости и положению в блоке.

Сухая гильза требует точной посадки и часто окончательной обработки после запрессовки. Для мокрой конструкции критичны уплотнительные кольца, состояние рубашки охлаждения и выступание фланца.

При расходе масла, низкой компрессии или картерных газах проверяют гильзу вместе с поршнем, кольцами, форсунками, вентиляцией картера, смазкой и охлаждением. Замена детали без устранения перегрева, кавитации, абразива или топливного смывания не обеспечивает надежного ремонта.