Arskama.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что дают цилиндры в двигателе

Задиры в цилиндрах двигателя. Причины, последствия, решения

Товар по теме:

Присадка в моторное масло «Супротек Актив Плюс»

Восстанавливает компрессию, снижает расход топлива и угар масла, уменьшает скорость износа и продлевает срок службы ДВС любого типа. Облегчает холодный пуск, защищает от перегрева в пробках.

Как правило, на первых порах посторонний шум слышен при работе холодного мотора. Когда двигатель прогреется, стук исчезает. Со временем, если не принимать мер, шум не будет исчезать даже при достижении силовым агрегатом оптимальной температуры. При незначительных задирах снижается компрессия, увеличивается расход топлива и масла на угар. Дальнейшие ухудшения показателей и появление стуков таковы, что эксплуатация становится невозможной.

Задиры в цилиндрах КИА и «Хендай» – массовое явление

Российские автомобилисты массово сталкиваются с такой проблемой как задиры в цилиндрах КИА «Спортейдж» третьего поколения и КИА «Оптима», а также на «Хендай» моделей ix35 и Sonata YF. Таких автомобилей в России с 2011 по 2014 годы продано более ста тысяч. Проблема выявилась, когда пробег большинства этих машин перевалил за 50-70 тысяч километров.

Выяснилось, что задиры в КИА «Спортейдж 3» и «Оптима», Hyundai ix35 и «Соната» массово образовываются на машинах с двигателями G4KD (заводской индекс Theta 2). Это атмосферная «четверка» объемом 2000 см 3 , развивающая 165 л. с. В автомобилях, поставляемых на территорию России, «движок» дефорсирован до 150 «лошадей» специальной прошивкой ЭБУ.

Двигатель G4KD – неудачная версия

Похожий мотор используют и другие производители. Вообще этот силовой агрегат – детище совместной работы инженеров КИА, «Митсубиси» и «Крайслер». Он разработан в 2005 году, и сразу нашел применение. В Корее двигателю присвоили индекс G4KD, а в Японии – 4B11. Различные модификации этой атмосферной «четверки» наряду с КИА и «Хендай» установлены на автомобилях «Додж», «Джип», «Митсубиси» и «Крайслер»

Отзыв о присадке Актив Плюс:

Олег А.
Хендай Акцент

Использовал в двигателе G4EC в accent. Пробег в районе 200, но я второй хозяин, а до меня была женщина, так что надеюсь что сильно над движком не издевались. За 5 лет своей эксплуатации замечал как потихонечку расход масла увеличивается — понял, что неплохо было бы использовать средства для продления срока службы. Средство нашел не из рекламы, в свое время заканчивал специальность в политехническом, связанную с силовыми агрегатами — теоретически представляю процесс восстановления, и знал о супротеке ранее. Доверяю — потому что патент на такие штуки компания получила еще в 97м и за плечами у них десятилетия разработки.

Итоги использования на втором этапе обработки: расход масла снизился с 500 гр на 1 тыс.км до 150-200гр, по ощущениям выросла мощность (замерять мне нечем, но при езде чувствуется более чем), двигатель стал работать как-то что ли даже тише.
Как видите, в итоге и не панацея, расход масла все равно остается, но и не бесполезное средство — ощутимо снижает и нивелирует процессы износа. Двигателю с наработкой до предельного износа сильно не поможет, а вот находящимся в 60-80% срока службы я думаю более чем полезно, тем более, за небольшие в целом деньги. Как профилактическим средством для ухода за двигателем более чем доволен.

Причины задиров на поршне и цилиндре

Основные проблемы, приводящие к появлению задиров в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания:

  • попадание твердых частиц в пары трения,
  • недостаток или отсутствие смазки,
  • расширение поршней из-за перегрева.

Как правило, задиры на поршнях и цилиндрах появляются в моторах с большим пробегом (более 300 тысяч километров) и при ухудшении условий смазки или охлаждения. В рассматриваемых силовых агрегатах эта проблема появляется гораздо раньше. Почему? Будем искать ответ.

Попадание твердых частиц в двигатель

Некоторые автомобилисты приводят эту причину как основную при появлении задиров в КИА «Спортейдж» или других корейских автомобилях. Аргументируют эту точку зрения тем, что на катализаторы гарантия всего 1000 км. пробега. По их мнению, керамические соты нейтрализаторов разрушаются, и обратной тягой их забрасывает в «движок».

Версия состоятельна только для автомобилей с моторами объемом 1600 см 3 . Там действительно каталитический нейтрализатор расположен близко к двигателю. На авто с двухлитровыми силовыми агрегатами выпускной тракт устроен иначе. Катализатор находится далеко, попадание фрагментов керамических сот в цилиндры можно исключить почти со 100% уверенностью.

Недостаток или отсутствие смазки

При недостатке смазки на внутренней поверхности цилиндра образуется слишком тонкая масляная пленка, на ней появляются разрывы. Такая ситуация возможна при запуске холодного мотора. При перекладке в нижней мертвой точке юбка поршня соприкасается с внутренними стенками цилиндра на сухую.

Трение металлических поверхностей без достаточной масляной пленки приводит к износу стенок цилиндра. По мере выработки амплитуда движения поршня увеличивается, стук становится сильней. Со временем шумы слышны при любой температуре работающего двигателя, а не только на «холодном».

Возможно ли, что масляное голодание провоцирует задиры в КИА и двигателях других корейских «стальных коней»? Да, весьма вероятно. Дело в недостатках конструкции силового агрегата G4KD. По мнению специалистов масляный насос у «корейцев», действительно, слабый. На холостом ходу помпа едва создает 0.5 атмосферы. А еще отсутствуют масляные форсунки (на двигателях до 2017 г).

Представим ситуацию: городской цикл езды с бесконечными остановками и разгонами, а у водителя агрессивный стиль. Как будет вести себя система смазки? Плохо. Почему? Разберем ситуацию, возникающую почти у каждого светофора, по этапам. От момента, когда автомобиль остановился на красный свет, до момента, когда зажегся зеленый.

На холостых оборотах масляный насос не обеспечивает достаточное давление. Смазки на стенках цилиндра мало. Когда загорается зеленый сигнал светофора, водитель стремительно рвет с места. Двигатель работает с большой нагрузкой, а масла на стенках цилиндра недостаточно. Так появляются задиры при агрессивной езде.

Иногда водители провоцируют задиры у «Хендай» и КИА (неосознанно) другим путем. Они заливают слишком вязкое масло. В спецификации черным по белому написано, что для Theta 2 рекомендована смазывающая жидкость класса 5W20. Между тем даже официальные дилеры заливают более густое масло 5W30 или даже 5W40. Привозят проблему на ровном месте.

При запуске холодного «движка» вязкость масла всегда выше. Если в систему охлаждения вместо 5W20 залито 5W30, насос не способен прокачивать смазку в нужном объеме. Некоторое время (пока масло в картере не прогреется) двигатель работает в режиме масляного голодания. Это тоже приводит к повреждению зеркала цилиндра и юбки поршня.

Износ в результате перегрева

Если тепло вовремя не отводится от какой-либо детали, она, перегреваясь, расширяется. Это еще одна причина появления задиров на поршне и цилиндре. Именно эту причину многие эксперты указывают как основную для моторов G4KD.

Все дело в том, что на этих силовых установках в угоду экономии или по другим причинам не предусмотрены форсунки для орошения дна поршня маслом. Почему принято такое решение? Вопрос надо задать разработчикам из Страны Утренней Свежести.

Объясняем возможность задиров на цилиндре и поршне из-за отсутствия форсунок, что называется «на пальцах». Theta 2 – высокофорсированный двигатель с облеченными поршнями. Из этого следует:

  • большая мощность при малом литраже (сгорает больше топлива в единице объема);
  • облегченный поршень имеет меньшую теплоемкость (быстрее нагревается);
  • короткая юбка (больше вероятность отклонения от вертикальной оси при перекладке).

Картина следующая: в относительно небольшом и легком двигателе сгорает много топлива. Это провоцирует сильный нагрев. Цилиндр охлаждается антифризом, поэтому меньше подвержен перегреву. Поршень, из-за отсутствия форсунок не получающий достаточное количество масла (читай – охлаждения), перегревается.

Поршневой стакан перегревается больше всего в нижней части юбки. Значит, что в этом месте деталь больше всего расширяется. При достижении критической температуры зазор исчезает, и поршень начинает раздирать зеркало.

Именно поэтому задиры образуются в нижней части цилиндра. Когда разбирают застучавший мотор Sportage, как правило, наблюдают такую картину. Часто задиры настолько глубокие, что устранить их расточкой даже на 0.5 мм невозможно.

Решение проблем с задирами

Многие водители считают, что современные двигатели одноразовые, особенно такие, как «алюминиевый» G4KD. Российские сервисмены научились ремонтировать и это «чудо заморской техники». Во многих автомастерских предлагают два варианта ремонта.

Гильзовка или расточка?

При крайне глубоких задирах КИА «Спортейдж» 3 или другого автомобиля рекомендуется гильзовка двигателя. Полость цилиндров растачивают и вставляют стальные гильзы, восстанавливая стандартную геометрию и размер. Стоимость такого ремонта от 80 до 120 тысяч рублей.

Другой вариант – расточка цилиндров с установкой поршней большего диаметра – используется редко. Ремонтные поршни стоят дороже в 2.5 – 3 раза, найти их сложно. При глубоких задирах расточка вообще нецелесообразна, так как стенки цилиндров относительно тонкие.

Профилактика задиров

Любую проблему легче предупредить, чем «лечить». В случае с задирами КИА «Спортейдж» и другими авто, оснащенными аналогичным двигателем, эта аксиома верна на 100%. Если известно, что мотор подвержен этой «болезни», следует предпринять меры по профилактике.

Аккуратный стиль вождения

Мотористы с опытом советуют придерживаться следующих правил для профилактики задиров «Хендай» и КИА:

  1. Сократить интервал замены масла с 15 до 10 тысяч километров пробега, использовать жидкость вязкостью 5W20.
  2. Прогревать силовой агрегат перед каждой поездкой.
  3. Не нагружать мотор, пока температура охлаждающей жидкости не поднимется до рабочих значений.
  4. Отказаться от длительной езды на предельной скорости.
  5. Не эксплуатировать автомобиль в сильные морозы.

Подобные рекомендации справедливы для любого двигателя, просто для Theta 2 нарушение этих условий более критично.

Специальные присадки

Хорошие результаты в борьбе с задирами на поршнях и гильзах показал триботехнический состав Active Plus от российской компании Suprotec. По ряду показателей средство превосходит европейские и американские аналоги.

Присадка «Супротек Актив Плюс» образует на поверхностях деталей металлический слой с наноструктурой. Благодаря этому частично восстанавливается геометрия поврежденных компонентов, зазоры уменьшаются до оптимальных значений.

Слой частиц металла удерживает более плотную пленку масла на поверхности обработанных деталей. Таким способом состав Suprotec Active Plus помогает свести к минимуму или даже предотвратить масляное голодание при запуске холодного двигателя. Масляная пленка делает перекладку поршня мягче.

Конечно, не стоит ожидать чуда, если стук в двигателе слышен давно и уже не только на холодную, а постоянно. В этом случае задиры цилиндров настолько глубокие, что никакие присадки не спасут ситуацию.

Присадка Супротек Актив Плюс Бензин для бензинового двигателя

Присадка для бензиновых и газовых двигателей с пробегом более 50 000 км. Может применяться для форсированных и турбированных двигателей.

Присадка Супротек Актив Плюс Дизель для дизельного двигателя

Присадка для дизельных двигателей с пробегом более 50 000 км. Может применяться для форсированных и турбированных двигателей.

Читать еще:  Холодный пуск двигателя звук

Таблица признаков, причин и решений при задирах на цилиндрах и поршнях

Легкий стук на холодную, пропадающий при прогреве

Добавить в моторное масло состав Suprotec Active Plus

Стук на холодную и появляющийся при нагрузках

Начальная стадия износа

Добавить в моторное масло состав Suprotec Active Plus

Сильный стук на холодную, иногда при движении

Износ цилиндров и поршней до 0,5 мм

Установка гильз или расточка цилиндров под ремонтные поршни

Сильный стук в любом режиме движения

Износ цилиндров и поршней более 0,5 мм

Установка гильз или расточка цилиндров под ремонтные поршни

Гильзовка блока цилиндров

Для чего выполняется гильзовка блока?

Состав работ при капитальном ремонте двигателя автомобиля определяется характером дефектов цилиндров и включает соответствующие технологические операции для их устранения. В зависимости от неисправности выполняется расточка или гильзовка блока. При проведении расточки со стенок цилиндра срезается слой металла, чтобы восстановить требуемые параметры стенок. Затем в цилиндр устанавливают поршень соответствующего ремонта с поршневыми кольцами. Гильзовка же проводится в случаях обнаружения дефектов, параметры которых не дают возможности устранить неисправность с помощью расточки даже до последнего ремонтного размера.

Гильзование БЦ выполняется также для цилиндров, которые до этого уже растачивались до максимального ремразмера.

Что такое гильза блока?

Гильза представляет собой вставку в блок цилиндра двигателя, которая выступает в роли стенок цилиндра, обеспечивая поршню возможность движения. Ее объем определяет рабочий объем цилиндра. Технологическую операцию по установке гильзы называют гильзовкой. Эта процедура относится к сложным видам, потому что перед установкой необходимо выполнить ряд подготовительных работ, которые можно качественно провести только на современном специальном оборудовании.

Различают два вида гильз, которые устанавливают на автомобильных моторах:

  • сухие — предназначены для установки в блок цилиндров таким образом, что контакта с охлаждающей жидкостью (ОЖ) не происходит;
  • мокрые — контакт с охлаждающей жидкостью происходит с одной стороны. Для того чтобы не происходило проникновения ОЖ в цилиндр и не допускалось попадания газов из цилиндра в систему охлаждения в «мокрых» гильзах предусмотрены уплотнительные прокладки. Они легче поддаются восстановлению.

К гильзам обоих видов применяется ряд одинаковых требований:

  • высокая коррозиестойкость;
  • способность выдерживать значительные нагрузки, как температурные, так и механические;
  • высокие прочностные характеристики материала изготовления.

Важно! При установке гильз с уплотнительными прокладками места стыковки блока со втулкой должны иметь необходимые характеристики.

При выборе гильзы обязательно учитывается толщина стенок цилиндра, а также форма, которую цилиндр приобрел в процессе эксплуатации (конусная или эллипса). Обязательно нужно принимать во внимание наличие/отсутствие допуска под дополнительную расточку гильзы.

Что включает гильзовка блока?

Восстановление работоспособности блока цилиндров методом гильзовки применимо для любого мотора. Некоторые двигатели выходят с завода с уже гильзованными блоками цилиндров. Такие БЦ обычно выпускаются с «мокрыми» гильзами, поэтому при ремонте нужно просто заменить дефектную втулку. Если сравнивать этот ремонт с другими видами гильзовки, то он относится к достаточно простым: подбираются нужные ремонтные гильзы, установка может выполняться вручную. Как правило, замене подлежат только изношенные гильзы, потому что нет необходимости менять все втулки. Предварительно состояние гильз проверяют с помощью нутромера, после этого принимается решение о замене.

Сложнее выполнить эту операцию в негильзованных БЦ, в которых предусмотрена установка «сухих» гильз. Для чугунных блоков используют гильзы, изготовленные из легированного чугуна, а для алюминиевых — из сплавов алюминия. При этом втулки могут изготавливать по различной технологии ― необходимые добавки включаются в состав сплава для производства гильзы или на стенки цилиндров наносится покрытие с требуемыми свойствами.

Предварительно мастер возвращает правильную геометрию посадочным гнездам под втулки. Для этого перед запрессовкой втулок выполняется расточка цилиндров. Важно помнить, что при выполнении этой операции нельзя допускать каких-либо отклонений. Например, появившийся в посадочном гнезде эллипс приведет к появлению этого дефекта на поверхности втулки. Без устранения первоначального дефекта невозможно обеспечить нормальную работу поршней и колец в загильзованном цилиндре.

Для установки «сухих» гильз применяют метод горячего гильзования:

  • блок цилиндров нагревают до 150°С;
  • гильзу опускают в жидкий азот для охлаждения;
  • потом она обрабатывается средством, которое не позволит возникнуть конденсату при установке охлажденной гильзы в нагретый БЦ;
  • гильза устанавливается в посадочное гнездо.

При таком способе гильзовки обеспечивается необходимая плотность посадки втулки и нужный натяг в месте соприкосновения блока цилиндров и гильзы. Установка гильзы выполняется достаточно просто ― втулка устанавливается в посадочном гнезде под собственным весом. В некоторых случаях нужно слегка постучать по втулке молотком.

Метод запрессовки применяют при установке гильз в алюминиевый БЦ без предварительной расточки. Предварительно для этого в посадочное гнездо до запрессовки гильзы в блок наносится герметик.

При условии правильного выполнения всех действий и достижения требуемых параметров отремонтированный двигатель с загильзованным БЦ обеспечит возможность эксплуатации мотора еще не менее 100.000 км пробега. Важно только помнить, что такой пробег возможен лишь при условии своевременного технического обслуживания и эксплуатации ДВС.

Особенности по гильзовке блока цилиндров

Необходимо учитывать материал, из которого изготовлен блок цилиндров (алюминий или чугун), а также вид изделия ― с гильзой или цельный. В некоторые алюминиевые блоки цилиндров нельзя устанавливать поршни ремонтного размера. Особенность цельных БЦ, изготовленных из чугуна, ― нанесение хона на стенки цилиндров. Достаточно редко можно встретить моторы с установкой стальных гильз в чугунном БЦ. Алюминиевые блоки цилиндров обычно выпускаются с гильзами, варианты цельнолитых БЦ встречаются значительно реже.

Сегодня автопроизводители отдают предпочтение блоку цилиндров из алюминия с установленными «сухими» гильзами. На стенки гильз наносится специальное покрытие для улучшения прочностных характеристик и износостойкости втулки. Взаимодействие поршня и поршневых колец происходит именно со стенками гильзы. Выпускаются БЦ из алюминия с возможностью применения ремонтных поршней и гильзовкой.

Существует вариант блока цилиндров из алюминия, в который при ремонте нельзя поставить поршни и кольца увеличенного размера. Деталей для таких ремонтных работ изготовители просто не выпускают. Однако блоки цилиндров этого типа также гильзуют. Следует помнить, что проблемы обычно возникают при установке гильз в алюминиевые БЦ, а с блоками из чугуна сложностей нет.

Первая проблема связана с очень значительной стоимостью оригинальных гильз для двигателей с предусмотренной изготовителем возможностью гильзования. Это делает экономически бессмысленным гильзование БЦ втулками из алюминия всего блока. Прибегать к такому способу целесообразно при установке одной гильзы.

В качестве альтернативного решения применяют установку втулок из чугуна в алюминиевые БЦ. Такой метод достаточно успешно используют мастера в России и других бывших советских республиках. При выполнении ремонтных работ необходимо обеспечит правильный натяг между втулкой и БЦ. До установки гильзы требуется выполнить комплексные замеры. Особое внимание надо обратить на подбор тепловых зазоров и обеспечение нужного отвода тепла.

Необходимо учитывать нюансы, возникающие при установке гильзы в один цилиндр. Такая операция может привести к нарушению геометрии соседнего цилиндра. Специалисты также оценивают возможность использования метода запрессовки или свободной посадки. При свободной посадке охлажденная гильза устанавливается в нагретый блок цилиндров. При этом способе установки нужно использовать герметик.

В нашу компанию вы можете обратиться за гильзовкой блока цилиндров.

Алюминиевые блоки цилиндров: сплавы

Блок цилиндров – основа двигателя

Блок цилиндров является частью двигателя внутреннего сгорания, которая расположена между головкой цилиндров и картером. Он является опорной конструкцией для всего двигателя. Все части двигателя крепятся на блоке цилиндров или в нем самом, и он обеспечивает их соосность.

Рисунок – Алюминиевый блок цилиндров двигателя

Еще не так давно в двигателях большинства автомобилей, кроме спортивных, применяли монолитные чугунные блоки цилиндров.

От чугунного к алюминиевому блоку цилиндров

Алюминий, как конструкционный материал, конечно, менее прочный, чем чугун. Поэтому долго считалось, что алюминиевый блок цилиндров должен быть намного толще, чем чугунный. Однако оказалось, что хорошо сконструированный алюминиевый блок цилиндров может быть намного легче и почти таким же прочным как чугунный блок. Обычно применение литейных алюминиевых сплавов вместо применяемого ранее серого чугуна дает снижение блока цилиндров на 40-55 %. Несмотря на более высокую стоимость алюминиевых сплавов, по сравнению с серым чугуном, постоянное стремление к снижению потребления топлива приводит к постоянному росту доли алюминиевых блоков цилиндров.

Применение алюминиевых блоков цилиндров началось с бензиновых двигателей в конце 1970-х годов. Замена серого чугуна в дизельных двигателей тормозилась до середины 1990-х годов. К 2005 году доля на рынке алюминиевых блоков цилиндров двигателя достигла 50 %. В настоящее время блоки цилиндров практически всех бензиновых двигателей изготавливают из алюминиевых сплавов. Применение алюминиевых сплавов в дизельных двигателях также неуклонно растет.

Требования к алюминиевым блокам цилиндров

Теплопроводность

Материал современные алюминиевые блоки цилиндров испытывает температуры до 150-200 °C. Высокая теплопроводность литейных алюминиевых сплавов (в три раза больше, чем у серого чугуна) обеспечивает эффективную передачу в систему охлаждения двигателя.

Прочность при повышенных температурах

Требуется сохранение заданной прочности при температурах до 200 °C. Самые большие напряжения возникают в местах болтовых соединений с головкой блока цилиндров. Материал должен выдерживать нагрузки от вращения коленчатого вала и термического расширения блока цилиндров.

Прочность и твердость при комнатной температуре

Материал алюминиевого сплава при комнатной температуре должен обладать достаточной прочностью и твердостью, чтобы обеспечивать ему хорошую обработку резанием и высокое качество сборки.

Усталостная прочность

При работе двигателя блок цилиндров подвергается циклическим растягивающим напряжениям в широком интервале температуры. Этот интервал начинается с отрицательных температур зимой и заканчивается повышенными температурами около 150-200 ºС. Поэтому наиболее важной характеристикой материала блока цилиндров является усталостная прочность.

Известно, что свойства материала любой металлической отливки – и чугунной, и алюминиевой – зависят не только от химического состава материала и его термической обработки, но также от метода разливки, а также от того места отливки, из которого вырезается испытательный образец.

Выбор алюминиевого литейного сплава

Выбор алюминиевого литейного сплава для блока цилиндров требует учета различных факторов. Алюминиевые литейные сплавы, которые применяют в производстве таких сложных литых изделий как блоки цилиндров, должны соответствовать целой комбинации технических требований. Эти требования включают:

  • низкую стоимость;
  • хорошие литейные свойства;
  • хорошую обрабатываемость резанием;
  • достаточно высокая прочность при повышенных температурах.

Прочность

Уровень прочности сплава определяет, например, минимально допустимую толщину стенки. Поэтому выбор алюминиевого литейного сплава должен производиться уже на первом этапе проектирования блока цилиндров двигателя. Обычно выбор алюминиевого сплава является компромиссом. Высокопрочные литейные сплавы могли бы быть предпочтительным выбором, но часто у них могут быть такие недостатки, как высокая стоимость, низкие литейные свойства и недостаточная прочность при повышенных температурах.

Читать еще:  Двигатель j20a датчик давления масла

Из соображений цены и по техническим причинам почти все автомобильные алюминиевые блоки цилиндров делают из сплавов, которые основаны на применении вторичного алюминия – алюминиевых сплавов, который получают из алюминиевого лома. Это, например, сплавы EN AC-46200 (AlSi8Cu3) и EN AC-45000 (AlSi6Cu4). При повышенных требованиях к вязкости материала применяют сплавы с более жесткими требованиями по примесям и загрязнениям, которые уже близки к требованиям для сплавов из первичного алюминия.

Литейные свойства

Литейные свойства алюминиевых сплавов обычно повышаются с повышением содержанием в них кремния. С другой стороны, добавки медь, которые нужны для повышения прочности при высокой температуре, оказывают отрицательное влияние на литейные свойства алюминиевых сплавов, в первую очередь, на текучесть сплава при заполнении литейной формы. Кроме того, когда применяется метод литья под высоким давлением, то применяют сплавы с некоторым содержанием железа, а также марганца, чтобы предотвратить налипание жидкого алюминия к стальной литейной форме. Однако повышенное содержание железа снижает прочностные свойства алюминиевой отливки.

Иногда наиболее важными при выборе литейного сплава являются не цена и литейные свойства, а некоторые другие его свойства, например, износостойкость.

Химический состав и термическая обработка

Литейные алюминиевые сплавы, которые применяют для изготовления блоков цилиндров автомобилей, обычно включают сплавы 46200 и 45000 по Европейскому стандарту EN 1706 (громоздкая приставка “EN AC-“ опущена). Химические «формулы» этих сплавов имеет соответственно вид AlSi8Cu3 и AlSi6Cu4. Их американскими аналогами – более известными – являются сплавы А380.2 и А319. Эти доэвтектические алюминиево-кремниевые сплавы обычно производят из вторичного алюминия. Из них отливают автомобильные блоки цилиндров различными методами гравитационного литья.

Таблица – Химический состав и состояния
алюминиевых литейных сплавов для блоков цилиндров

Относительно высокое содержание меди позволяет этим сплавам сохранять свою прочность при повышенных температурах и, кроме того, обеспечивает им хорошую обрабатываемость резанием. Обычно для этих сплавов – 46200 и 45000 (А380.2 и А319) – применяют состояния F (литое состояние), Т4 (закалка и естественное старение) и Т5 (неполная закалка и искусственное старение). Для отливок из этих сплавов может также применяться и состояние Т6, но для многих изделий из этих сплавов достаточно стабилизирующего состояния Т5.

Почти все блоки цилиндров, которые отливают методом литья под высоким давлением, изготавливают из сплава 46000 (AlSi9Cu3(Fe)). Обычно этот сплав не требует термической обработки, кроме умеренного отпуска для снижения остаточных напряжений.

Блоки цилиндров из алюминиевых сплавов 42100 (AlSi7Mg0,3) и 42000 (AlSi7Mg) получают высокую прочность и удлинение при комнатной температуре, когда подвергаются термической обработке на состояние Т6. В этом случае необходимо внимательно контролировать остаточные напряжения, которые возникают при закалке отливки для достижения состояния Т6. Более высокое сопротивление растрескиванию этих сплавов дают им возможность противостоять термическим усталостным нагрузкам. Это происходит за счет определенного ухудшения обрабатываемости резанием и повышения стоимости из-за дополнительных расходов на термическую обработку на состояния Т6 или Т7. Выполнение требования по пониженному содержанию примесей, таких как железо, марганец, медь и никель, также требует дополнительных расходов по сравнению со вторичными сплавами, которые упоминались выше.

Блоки цилиндров из заэвтектоидных алюминиево-кремниевых сплавов (AlSi17CuMg) обычно отливают методом литья при низком давлении с последующей термической обработкой на состояние Т6. Этот сплав также более дорогой, чем стандартные литейные сплавы из вторичного алюминия.

Втулки алюминиевых блоков цилиндров

Алюминиевые литейные сплавы, которые обычно применяют для изготовления блоков цилиндров, недостаточно твердые и износостойкие, чтобы непосредственно работала в паре скольжения с поршнями двигателей. Для этой цели подходят только заэвтектоидные алюминиевые сплавы типа AlSi17CuMg.

Поэтому в алюминиевых блоках цилиндров широко применяют чугунные втулки. Наиболее широко применяется метод установки чугунных втулок, при котором их вставляют в литейную форму блока цилиндра перед ее заливкой. Кроме того, чугунные втулки устанавливают также методом горячей запрессовки. Для создания прочной и износостойкой поверхности скольжения блока цилиндров применяют также различные методы напыления – термические, плазменные, электродуговые и другие.

Source: European Aluminium Association, 2011

Пропуски зажигания: признаки, причины и ремонт

Говорят, велосипед изобретать бесполезно — все уже придумано до нас. Вот так и с двигателем внутреннего сгорания. Его постоянно совершенствуют, но принцип работы остается одинаковым уже много лет. И проблемы тоже. Cбои в работе силового агрегата касаются каждого, и в длинном списке возможных неприятностей не на последнем месте пропуски зажигания.

Чтобы понять, что такое пропуск зажигания, нужно разобраться с принципом работы цилиндров в двигателе. Если в двух словах, то энергия топлива превращается в силу движения именно в цилиндрах. Топливо там поджигается и заставляет цилиндры ходить по цилиндру. Во время пропуска зажигания топливно-воздушная смесь в одном или более цилиндрах разгорается отдельно от других или воспламенения вообще нет. Отказ одного цилиндра или нескольких резко снижает мощность мотора, увеличивая расхода топлива.

Признаки неисправности

  • При возникновении подобной проблемы мотор с карбюратором «троит», часто глохнет, а также ощущается потеря мощности. Топливо из «сломанного» цилиндра попадает в выхлопную систему. Запах горючего, характерные хлопки и выстрелы в глушителе свидетельствуют о наличии пропусков воспламенения.
  • Если двигатель инжекторный, неисправность легко заметить по аналогичным признакам и ощутимой тряске авто. Дополнительно ошибка сохраняется в памяти электронного блока управления и отображается в виде специального значка «check» на приборной панели. Иногда система автоматически отключает подачу топлива на «конфликтный» цилиндр.

Причины пропусков зажигания

Среди множества причин неправильной работы поджига основными считаются:

  1. Выход из строя элементов системы зажигания — бронепровода, свечей зажигания, катушки или прерыватель-распределителя (трамблера в карбюраторных ДВС). Кроме того, при низких температурах в свечных колодцах возможно образование конденсата, который может стать причиной «пробивания» в блок.
  2. Неисправности в топливно-воздушной системе могут быть связаны с забитыми грязью и отложениями инжекторными форсунками, воздушными и топливными фильтрами. Проявляются эти недуги в «троении» мотора на холостых оборотах, пропадающем после прогревания. Обрыв цепи отдельной форсунки в результате нестабильного электропитания также может нарушить топливоподачу.
  3. Низкая компрессия во всех цилиндрах или ее неоднородное распределение свидетельствует об износе элементов цилиндро-поршневой группы или неполадках в работе газораспределительного механизма (ГРМ). В таком случае топливно-воздушная смесь сжимается с меньшим давлением, отчего и возникают сложности с воспламенением.
  4. Некорректно отрегулированный зазор клапанов может привести к нарушению в процессе такта сжатия герметичности всей камеры. Отсутствие оптимального прилегания тарелки клапана к седлу, а также прогар клапана и станут причинами пропусков зажигания.
  5. Плохое качество топлива, его утечка или низкое давление при подаче из-за неверной работы топливного насоса также могут стать основаниями для возникновения пропусков воспламенения. Для выявления проблемы необходимо проверить исправность регулятора давления в топливной рампе. Не менее важно убедиться в отсутствии утечки воздуха и попадания воды в топливный бак.
  6. Сбой в работе электронного блока управления влечет за собой передачу некорректного сигнала датчиков на отключение форсунок. Поэтому двигатель начинает «троить», налицо пропуск зажигания. В таких случаях лучше проверить прошивку ЭБУ и датчики электронной системы управления двигателем.

Самостоятельная диагностика неисправности двигателя

Пропуски воспламенения могут возникать как на фоне нехитрого дефекта свечи, так и по причине выхода из строя целого узла силового агрегата. Для понимания происходящего с автомобилем важно знать, как определить пропуски зажигания. В зависимости от наличия в авто ЭБУ, диагностику можно проводить двумя способами.

Для автомобилей с электронным блоком управления

Выявить неисправность с помощью ЭБУ достаточно просто. Подключите автотестер с помощью разъема OBD и найдите расшифровку обнаруженных ошибок. Коды Р0301, Р0302, Р0303, Р0304 указывают на проблемы в одном из четырех цилиндров, бронепроводах, свечах или прокладках, связанных с ними в соответствии с последней цифрой шифра. Если тестер показывает ошибку Р0300, то проверить нужно всю систему в комплексе, включая фильтры и состав горючей смеси. О неполадках в форсунках говорят коды Р0201, Р0202, Р0203, Р0204 и т.д. (по числу цилиндров в силовом агрегате). Код Р0400 описывает проблему в выпускном коллекторе.

Отечественные модели зачастую оснащены ЭБУ старого поколения. Такую систему лучше поменять в авторизованных сервисных центрах на обновленную, совместимую с электроникой авто в целом. Современные блоки позволяют легко обнаружить пропуски зажигания в конкретных цилиндрах.

Для автомобилей без электронного блока управления

Диагностировать пропуск зажигания при отсутствии ЭБУ сложно. Поскольку из строя может выйти сразу пара цилиндров, проверять придется каждый из них вручную. Для осмотра состояния цилиндров и колец поршня необходимо демонтировать крышки клапанов. В процессе обследования важно также убедиться в работоспособности бронепроводов, свечей и деталей электроники.

Используйте омметр для измерения электрического активного сопротивления в высоковольтных проводах. Если значения недопустимы, провода необходимо заменить. Кроме того, следует проверить состояние бензонасоса и замерить показатели компрессии в цилиндрах. Мотор карбюраторного типа нуждается в особой диагностике непосредственно карбюратора.

Если своими силами причину неполадки машины обнаружить не удается, а пропуски зажигания все чаще дают о себе знать, лучше незамедлительно обратиться в официальный сервисный центр ГК FAVORIT MOTORS. Опытные мастера проведут компьютерную диагностику всех систем, устранят дефекты, произведут замену или ремонт неисправных деталей. Специалисты используют в работе только профессиональное оборудование, оригинальные запасные части и расходные материалы. Мы гарантируем высокое качество клиентского сервиса по доступным ценам.

Какой двигатель лучше? V-образный, рядный, оппозитный

«Линейка двигателей представлена рядным 4-цилиндровым агрегатом объёмом 2,5 л и 3,5-литровым V6», — гласит рекламный проспект какой-нибудь Toyota Camry. А чем отличаются эти моторы, кроме количества «кубиков» и лошадиных сил? Почему в «Безумном Максе» молились богу V8, и что особенного в «оппозитниках» Subaru? Просто о сложном: разбираем на пальцах особенности автомобильных двигателей.

Компоновка. Продольно или поперечно

Прежде чем говорить о конструкции двигателей, нужно упомянуть о компоновке автомобиля — ведь именно она во многом определяет, какой мотор будет установлен под капотом. Хотя не всегда под капотом: существуют автомобили (в основном спортивные) со средне- и заднемоторной компоновкой, но у большинства гражданских машин двигатель всё-таки находится впереди. О них и поговорим.

Мотор может располагаться в машине продольно или поперечно. Первую схему называют классической, она характерна для автомобилей с задними приводом (или полным, но на основе заднего). Продольная схема почти не накладывает ограничений на размеры силовой установки, как и трансмиссии — коробка передач может быть огромной, с большим запасом прочности, и заканчиваться хоть в центре машины. Такая компоновка характерна для больших автомобилей с мощными двигателями и КПП: грузовиков, внедорожников, премиальных седанов. Хотя раньше так были устроены почти все машины — взять ту же классическую линейку «Жигулей». Но с массовым внедрением переднего привода понадобилась иная, более компактная компоновка.

Читать еще:  В чем преимущество атмосферных двигателей

Для переднего привода необходимо устанавливать двигатель не продольно, а поперечно — вместе с коробкой передач он должен разместиться под капотом между лонжеронами. Ограниченное пространство требует компактности как от трансмиссии, так и от самого мотора, поэтому далеко не все силовые установки подходят для поперечной схемы. Такая компоновка характерна как для переднеприводных машин, так и для полноприводных, система 4WD которых имеет переднеприводные корни — а это почти все современные кроссоверы.

Разобравшись в особенностях компоновок, можно переходить к самим двигателям.

Рядные двигатели

Классический двигатель внутреннего сгорания — рядный, где все цилиндры расположены в один ряд. В литературе такая конструкция обозначается буквой I или R (от английского Row или немецкого Reihe— ряд), а цифра, стоящая рядом, указывает на число цилиндров (R3, R4, R5, R6). Хотя в жизни обозначение «R» встречается редко — автопроизводители не стремятся отдельно выделять «рядность» мотора, считая такую схему обыденной. Вы никогда не встретите шильдик R6 на крышке багажника, в отличие от V6 — хотя рядная «шестёрка» во многом превосходит V-образную. Но об этом ниже.

Рядный 4-цилиндровый двигатель (R4) — самый распространённый в мире, поскольку попадает в наиболее ходовой диапазон рабочего объёма: от 1 до 3 литров. Есть и более объёмные представители: например, тойотовский турбодизель 15B с кубатурой 4,1 л, который ставят на Mega Cruiser, грузовик Dyna и другие модели. Обратный пример — рядный моторчик Subaru EN07 (модели R1, R2, Pleo) объёмом всего 658 «кубиков». Но это всё-таки исключения: оптимальным объёмом одного цилиндра мотористы считают 0,3–0,7 л. Соответственно, большинство 4-цилиндровых двигателей имеют рабочий объём от 1,2 до 2,8 л.

Ещё одна причина популярности рядной «четвёрки» — её относительная компактность. Мотор R4 можно установить почти на любой автомобиль как продольно, так и поперечно. Чего не скажешь о рядной «шестёрке» R6 — дополнительные 2 цилиндра существенно увеличивают длину агрегата. Установить такой двигатель поперечно инженерам удавалось в единичных случаях (Volvo S80 и XC90, Chevrolet Epica) в паре с компактной коробкой передач. В основном моторы R6 устанавливают продольно.

6 цилиндров в ряд (Straight-6) является одной из лучших конструкций двигателя — такая схема полностью сбалансирована и лишена вибраций, отличается плавной работой и эластичностью. Моторы R6 традиционно применяли немецкие производители (BMW, Mercedes-Benz), а также японские: Nissan (серии RB25/RB26, TB45/TB48, дизель TD42), Toyota (серии M, 1G, 1JZ/2JZ, дизели 1HZ/1HD). К сожалению, почти все эти двигатели в настоящий момент вытеснены более универсальными моторами V6.

У рядной «восьмёрки» проблем из-за исполинских размеров ещё больше. Моторы R8 встречались на американских машинах середины прошлого века, советских лимузинах ЗИС-101 и ЗИС-110. Сегодня такие двигатели работают только на судах и тепловозах, а на автомобилях их полностью вытеснили моторы V8.

Рядные двигатели с нечётным числом цилиндров также встречаются (R3, R5). В большинстве случаев они созданы на базе рядной «четвёрки», которой добавили или отняли один цилиндр. Существуют и двухцилиндровые автомобили (Fiat 500, отечественная «Ока»), но в основном моторы R2, как и двигатели с 1 цилиндром, применяются на мотоциклах.

V-образные двигатели

Очевидно, что главная проблема рядного мотора с 6 и более цилиндрами — чрезмерная длина. Как сделать его компактнее? «Распилить», расположив цилиндры в виде латинской буквы V (отсюда и обозначение).

V-образные моторы заметно сложнее рядных: у них две головки блока цилиндров (каждая со своей прокладкой, распредвалами, коллекторами), причудливее схема привода ГРМ. А ещё «вэшки» вибрируют: V8 чуть меньше, V6 и V10 — сильнее. И лишь грозный V12 уравновешен полностью, как и R6 — по сути, он и представляет собой две рядных «шестёрки», соединённых вместе. Но встретить V12 можно только на люксовых машинах и суперкарах.

Основа популярности мотора V6 — его универсальность: он достаточно компактен, поэтому может быть установлен как продольно, так и поперечно. Та же Toyota перестала ставить рядные двигатели серии JZ на свои большие седаны (Mark II, Crown и их производные), перейдя на V-образную серию GR, которую можно встретить на доброй половине модельного ряда: от переднеприводных Camry до внедорожников Land Cruiser Prado. Выпускать универсальные двигатели намного выгоднее, чем специфичные.

Балансировка мотора V6 вызывает определённые сложности у инженеров из-за блуждающих в нём моментов от сил инерции поршней и центробежных сил — чаще всего приходится использовать балансировочные валы, что дополнительно усложняет и без того не самую простую конструкцию двигателя. Угол развала цилиндров у V-образных моторов может быть разным: обычно это 45, 60, 65 или 90 градусов — оптимальные значения с точки зрения вибраций.

Рядно-смещённые двигатели VR и W

Компромиссом между рядной и V-образной схемой стала рядно-смещённая компоновка (VR). Такие моторы активно применяет концерн Volkswagen. VR представляет собой V-образный мотор с экстремально малым углом развала цилиндров (10–20°), что позволяет накрыть их общей головкой блока, как у рядного мотора.

Плюсы такого решения — отказ от второй головки (а значит упрощение и удешевление конструкции) и компактные размеры. Минусы — чудовищные вибрации: чтобы хоть как-то сбалансировать рядно-смещённый мотор, приходится значительно утяжелять коленчатый вал и маховик, применять балансировочные валы, особые подушки двигателя и другие технические решения. Из-за этого схема VR не получила распространения у других автопроизводителей, став фирменной чертой автомобилей VAG.

Volkswagen же активно развивал своё «дитя», придумав W-образный двигатель — V-образный мотор из двух блоков VR на одном коленвале. Такие силовые агрегаты встречаются на флагманах VW, Audi и Bentley.

Оппозитные двигатели («боксёры»)

Оппозитный двигатель иногда называют V-образным с углом развала 180°, но это не совсем верно. В V-образной схеме поршни двигаются синхронно, в то время как в оппозитной — зеркально, словно боксируя друг с другом. Из-за этого оппозитные двигатели называют «боксёрами» (Boxer), обозначая буквой B: B2, B4, B6, B8. Хотя свой 6-цилиндровый «боксёр» EZ30 Subaru называет H6.

Самый популярный оппозитный двигатель стоял на легендарном «Жуке» Volkswagen Old Beetle (Käfer), которых за полвека выпустили 21,5 млн штук. В современных машинах «боксёры» используют только Porsche и Subaru, хотя в мототехнике они широко представлены на моделях BMW и «Уралах».

Плоский горизонтальный «боксёр» — весьма широкий двигатель, что не позволяет записать ему в преимущества компактность. В чём же плюсы такой компоновки? Во-первых, в низком центре тяжести (мотор находится очень близко к земле), что даёт лучшую устойчивость и управляемость автомобиля. Во-вторых, коленвал таких двигателей намного короче, легче и прочнее, по сравнению с рядной схемой. Да и вибрирует оппозитная «четвёрка» меньше, чем рядная, поскольку зеркальное движение поршней взаимно компенсирует их силы инерции. А оппозитная «шестёрка» B6/H6 вообще полностью уравновешена, как и рядная.

Характерные минусы «боксёров»: две головки блока (что для мотора с 4 цилиндрами явно избыточно), затруднённое облуживание и переусложнённая конструкция. А их ключевое преимущество в виде низкого центра тяжести играет роль в автоспорте, но не при повседневной городской езде — обычный водитель вряд ли заметит разницу между «рядником» и «боксёром».

Вибрации и балансировка двигателей

Что водитель чувствует сразу, так это вибрации двигателя — они ухудшают комфорт и могут весьма серьёзно досаждать пассажирам. Помимо этого, вибрации снижают надёжность техники, поэтому инженеры тщательно балансируют моторы. В ход идут противовесы на коленвалах, двухмассовые маховики, продвинутые опоры двигателя, балансировочные валы… Но главное — изначально выбрать удачную конструкцию мотора.

В основном двигатель вибрирует от инерции поршней, совершающих возвратно-поступательные движения. Вспомните, как кивают головой пассажиры при резких разгонах и торможениях — примерно так же ведут себя поршни в конце каждого рабочего такта. В одних двигателях силы инерции и моменты от них взаимно компенсируются, в других остаются свободными, вызывая вибрацию.

Как видно из таблицы, в рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка — не столь неприятная, как первого порядка, но тоже чувствительная. Характерная дрожь мотора в определённых режимах работы — её «заслуга». В оппозитной «четвёрке» эта сила скомпенсирована, но остаётся свободный момент от неё, стремящийся повернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Хотя его воздействие почти незаметно для водителя.

У двигателя V6 свободных моментов множество, поэтому в нём приходится применять балансировочные валы. Кстати, трёх- и пятицилиндровые рядные моторы идентичны V6 в уравновешенности, несмотря на нечётное количество цилиндров.

Худшие с точки зрения разгула свободных сил и вибраций — одно- и двухцилиндровые моторы, а также детища Volkswagen: двигатели VR5 и VR6. А лучшие, самые уравновешенные двигатели — рядные и оппозитные «шестёрки». Ну и роскошный V12, конечно.

Какой двигатель лучше

Сравнение двигателей — непростая задача, ведь у каждого автомобилиста свои требования и критерии выбора. Одним важнее надёжность и простота обслуживания, другим нужна максимальная мощность, а третьи смотрят прежде всего на расход топлива. Идеальный мотор должен совмещать все эти преимущества — быть простым и надёжным, мощным и экономичным. Но чаще всего инженерам приходится идти на компромиссы. Хороший пример сложности прямого сравнения моторов — международный конкурс «Двигатель года» (Engine of the Year), лауреаты которого являются произведением инженерного искусства, но не всегда отвечают запросам реальных автомобилистов.

Удачным получится двигатель, или не очень, определяет множество факторов: общая продуманность конструкции и степень форсировки (количество лошадиных сил на рабочий объём), применённые технические решения и экологические рамки. Но при прочих равных можно сделать общие выводы по компоновке мотора. Так, рядная «четвёрка» — базовый и самый простой двигатель большинства автомобилей, который должен быть экономичным и недорогим (конечно, бывают и исключения). Трёхцилиндровый «рядник» — бюджетный вариант для малолитражек, но он не так плох, как многие считают. V6 — агрегат более сложный и дорогой в обслуживании, хотя малофорсированные «вэшки» вполне могут быть «рабочими лошадками». V8 — показатель премиума и единственная возможность разместить сразу 8 цилиндров под капотом современного автомобиля. Рядная «шестёрка» — самая сбалансированная, простая и заслуженно любимая многими компоновка, которая встречается всё реже и реже. «Боксёры» B4 и B6 — специфичные двигатели, которые, безусловно, имеют свои плюсы и армию фанатов. Ну а с автомобильной экзотикой вроде V4, VR5 или VR6 лучше иметь дело, пока она на гарантии…

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector