Усиленные блоки цилиндров

Усиленные блоки цилиндров

Логично, что во многих странах, где правила регистрации автотранспорта не столь въедливы по части документирования номеров агрегатов, фирмы, выпускающие компоненты для тюнинговых и спортивных моторов, не ограничивают производственную программу лишь деталями, а выпускают собственные полноценные версии блоков цилиндров и двигателей в сборе на их основе. Изначально блоки и моторы, изготовленные сторонними предприятиями,появились для замены отслуживших свой срок агрегатов, и практически не отличались от серийных экземпляров. Но по мере развития цифровых обрабатывающих и проектных технологий, позволявших минимизировать стоимость кастом — продукции, у самостоятельных фирм появилась возможность вносить изменения в конструкцию.

Естественно, в первую очередь нововведения касались проблемных мест, с которыми подобные предприятия сталкивались в повседневной работе. Заводу — изготовителю попросту может быть не до лечения врожденных болезней, ведь там инженеры больше заняты разработкой перспективных моделей, а у ремонтных и спортивных компаний опыта и статистики отказов даже больше. Но, опять же, развитие технологий, отразившееся на повышении надежности для расчетных нагрузок стоковых моторов и, соответственно, снижении потребностей в обычном ремонте, способствовали увеличению внимания самостоятельных фирм к тюнинговому и спортивному секторам.

Взамен стандартных чугунных блоков цилиндров предлагаются алюминиевые с сухими гильзами. "Крылатый металл" хоть и дороже, но позволяет снизить массу мотора. Например, экономия у V8 может достичь 70 кг. Кроме того, блоки могут выполняться с увеличенными диаметрами цилиндров и высотой.

Некоторые поставщики в качестве модернизации выбирают упрочнение конструкции за счет материала. Чугун с вермикулярным графитом вдвое прочнее серого чугуна при равном весе.

Современные металлообрабатывающие станки с программным управлением сделали возможным то, что раньше было слишком дорого из-за стоимости этих технологий или… слишком дорого при достижении такого же результата иными средствами. Автоматизированное же проектирование позволяет копировать или разрабатывать блок цилиндров "с чистого листа", а также видоизменить его относительно стоковой конфигурации, включая высоту блока, диаметр цилиндров, местоположение валов…

У изделий, произведенных обработкой таких заготовок, есть несколько преимуществ перед готовыми литыми алюминиевыми блокам вследствие возможности применения иных сплавов. Например, у них больше прочность, выше жесткость и ремонтопригодность. Кроме того, в них можно и снизить массу за счет уменьшения толщины стенок, где прочность не столь важна.

Из-за уровня цен, особенностей эксплуатации форсированных автомобилей и оформления доработок замена заводского блока цилиндров на модернизированный аналог среди отечественных тюнеров не пользуется особой популярностью.

Тонкости процесса, геометрические и конструктивные аспекты, взаимодействие материалов и свойства покрытий целиком и полностью здесь зависит от опыта, ведь количество вариантов двигателей не предполагает универсального подхода.

В производственных программах фирм, выпускающих гильзы цилиндров, имеются как варианты для приведения двигателей в исходное заводское состояние, так и для изменения диаметра цилиндров. Современные гильзы цилиндра делаются из самых разных материалов, подходящими для различных конструкций бензиновых и дизельных двигателей. Гильзы могут быть произведены из серого чугуна, легированного чугуна, ковкого чугуна, стали или алюминия. Существует два типа технологии изготовления чугунных гильз, одни отливают в стационарную форму, другие —методом центробежного литья. В обоих видах технологии применяют два разных по составу материала. Кроме обычного серого чугуна гильзы изготавливают и из чугуна ковкого.

Склонный к пористости, серый чугун получается качественно только при соблюдении чистоты сплава и высокой температуры заливки. Воздушные каверны и нагар могут застревать внутри материала отливки. Если такие гильзы использовать в высокофорсированных моторах, то они могут быстро коробиться под нагрузкой, треснуть, или же поверхность цилиндра станет похожа на стиральную доску. Центробежный же метод, призван вытеснять вредные примеси и поры на наружную поверхность отливки, которая будет впоследствии удалена механической обработкой. Это создает материал гильзы с большей плотностью микроструктуры и позволит втулке противостоять большим нагрузкам, не теряя начальные геометрические параметры.

Серый чугун лучше всего применять в конструкции с высокой степенью жесткости, например, при доработке изначально монолитных конструкций из серого же чугуна с большой толщиной стенок, гарантирующей хорошую посадку гильзы. Чугунные блоки в большинстве случаев не нуждаются в гильзах цилиндра, поскольку их материал достаточно жесток, прочен и хорошо сопротивляется износу. Но чугун, применяемый для блоков, все-таки обладает более низкими

механическими характеристиками, нежели гильзы из ковкого чугуна. Если требуется увеличение прочности вследствие планируемого повышения отдачи, то, если позволяет геометрия, блок можно и гильзовать.

Ковкий чугун в два раза превосходит серый чугун по твердости и прочности. Такой материал можно применять в объектах с меньшей жесткостью, таких как чугунные тонкостенные блоки или большинство алюминиевых. В последних такие гильзы цилиндров фактически укрепляют блок. Даже когда нагрузка деформирует гильзу из ковкого чугуна, она после снятия нагрузки возвращается в исходное состояние.

Стальные гильзы нашли намного меньшее применение, их иногда используют в качестве ремонтных вставок там, где технические условия не позволяют сделать толщину стенок выше 1-1,5 миллиметров. Хотя предел прочности стали выше, ее механические свойства не подходят для использования в качестве гильз цилиндров без дополнительной термической обработки и специальных хромовых или иных покрытий. Такие гильзы прочны, но себестоимость их производства в 4-5 раз больше, нежели аналогов из ковкого чугуна.

Алюминиевые гильзы —особый случай, они могут применяться только в алюминиевом блоке цилиндров, причем только в сухом варианте. Главные преимущества алюминиевых гильз заключаются в экономии веса и одинаковом с блоком коэффициентом теплового расширения. Хотя некоторые алюминиевые сплавы могут иметь достаточный предел прочности, величина упругого растяжения алюминия под нагрузкой не подходит для применения в его в качестве мокрых гильз. Алюминиевые стенки цилиндра также потребуют обязательного нанесения на них специального стойкого к истиранию покрытия. Существует материал на основе алюминия с вкраплениями кремния и карбидов кремния, улучшающих стойкость и снижающих сопротивления трению поршневых колец, но механическая обработка этого такого материала довольно трудоемка и, соответственно, дорога.

Технологии, отработанные годами на сотнях и тысячах восстановленных моторах, обычно служат гарантом качества намеченных дел, но, с другой стороны, могут стать ограничителем слишком смелых планов.

Применительно же ко многим современным силовым агрегатам, например, уже упоминавшимся моторам Honda или последним конструкциям GM с залитыми в блок гильзами, классические методы доработки не сулят никакого улучшения параметров. В подобных двигателях после расточки практически нет места для надежной и качественной вставки новой гильзы. Единственный возможный путь модернизации в таком случае —полностью переделать внутренности блока цилиндров.

Добавить комментарий