Гильзованный двигатель: что это значит, плюсы и минусы

Гильзованный двигатель, его плюсы и минусы

Двигатели ТС со временем изнашиваются и требуют от мастеров определиться с методом проведения капитального ремонта. Один из способов, это гильзование силовых агрегатов. Если стенки в блоке цилиндров не позволяют из-за сильных дефектов производить расточку применяют гильзовку. Этой процедурой восстанавливают ремонтные размеры втулок.

В чем суть гильзования моторов

Проводят гильзование только, когда необходим капитальный ремонт двигателя и нельзя проводить расточку.

В блоке цилиндров есть специальная вставка для поршня – гильза. Ремонт мокрых гильз более простой. Здесь есть каналы, которые предназначены для отвода тепла и охлаждения движка.

Установка сухих гильз сложная процедура. Исправление деформаций проводят на специальном оборудовании. Перед гильзованием необходима полноценная диагностика для определения:

  1. Степени износа деталей.
  2. Методов их обновления.

Подготавливают блок к установке гильз:

  1. Проточкой цилиндров.
  2. Шлифовкой поверхностей.

Сухие гильзы обрабатывают поэтапно:

  1. Нагревают блок до + 150 град.
  2. Охлаждают втулки.
  3. Покрывают герметиком посадочные гнезда.
  4. Запрессовывают гильзы.

Обработку поверхностей выполняют для избавления от конденсата. Охлаждение проводят жидким азотом. Разницей температур и клеящим составом добиваются максимальной стыковки с надежным прилеганием элементов. Когда температура блока станет одинаковой с гильзой:

  1. Элементы становятся неразъемными частями.
  2. Восстанавливается компрессия двигателя.
  3. Рабочий режим нормализуется.

На стенки цилиндра действуют сильные нагрузочные силы, отчего деформируются поверхности, они вместо круглых превращаются в овальные. Кольца поршней перестают плотно прилегать, а газ с горючей смесью начинает проникать в картер. Увеличивается расход масла, двигатель снижает свою мощность. Гильзовка для некоторых моторов является единственным вариантом для возвращения их работоспособности.

Положительные моменты гильзования

Гильзы берут на себя функции стенок цилиндра благодаря стойкости:

  • К коррозии.
  • К механической и термической нагрузке.
  • Качественных материалов.

Гильзование позволяет восстановить двигатели, если:

  1. Вышли из строя цилиндры.
  2. Нельзя провести расточку.
  3. Изношены стенки.
  4. Ремонт проводился ранее по максимальным размерам.

Гильзировкой продлевают и улучшают эксплуатацию автомобиля, когда стенки цилиндров вышли из строя по причине:

  1. Нагрузок, созданных поршневыми кольцами и горячими газами.
  2. Отсутствовала смазка элементов.
  3. Сопряженные детали изготовлены из некачественного материала.
  4. Износ произошел по времени и пробегу.

Исправная работа двигателя после гильзовки гарантирована при условии:

  1. Авто пройдет обкатку, чтобы детали осуществили притирку между собой. Для этого необходимо соблюдение скоростного режима до прохождения конкретного пробега.
  2. Нельзя ездить на превышенных оборотах – только на средних.
  3. Скорость резко не увеличивать на первых километрах.
  4. Периодически проводить смену масла в соответствии с рекомендациями автомеханика.

Сухие втулки наделены преимуществом в отношении своих размеров, их диаметр и длина позволяет выполнять запрессовку после последних расточек. Изделия, изготовленные по «мокрой» технологии, внешней стороной касаются с жидкостью, которая охлаждает втулку и отводит тепло.

Новые автомобили имеют гильзованные моторы, которые просто поддаются ремонту, их даже не нужно снимать. Основным преимуществом гильзования является возможность замены только изношенных или поврежденных втулок, не затрагивая остальных.

Отрицательные показатели

Процедура гильзования сложная и трудоемкая работа, которую возможно провести:

  1. В мастерской со специальным оборудованием.
  2. Технологию подбирают в зависимости от конструкции силового агрегата.
  3. Гильзы должны соответствовать определенным требованиям в отношении материалов, размеров, форм, быть устойчивыми к нагрузкам.
  4. Ремонтопригодность зависит от типа изделий.
  5. Операции выполняют только опытные специалисты.

Чтобы от гильзования был эффект нужно знать правила проведения поэтапных мероприятий и четко соблюдать все требования с технологическими особенностями.

Вывод рекомендательного характера

При гильзовании учитывают ряд важных моментов:

  1. Блок цилиндров (БЦ) бывает алюминиевым или чугунным, цельным и гильзованным на заводе.
  2. Алюминиевые блоки не всегда предназначены для использования ремонтных поршней.
  3. Стенки чугунных цельных БЦ покрывают коном.
  4. В редких двигателях с чугунным блоком происходит установка стальных гильз.
  5. В алюминиевых ЦБ иногда устанавливают цельнолитый вариант.
  6. Если в качестве дополнения в сборке идут сухие гильзы, стенки должны быть обработаны специальным твердым покрытием, с которым будет контактировать поршень.
  7. Учитывают применение вида покрытия для использования ремонтных поршней при проведении гильзовки, в продаже есть алюминиевые втулки.
  8. Когда установку колец с увеличенными поршнями в алюминиевый блок нельзя выполнить, так как у производителя отсутствует ремкомплект, такое изделие подлежит гильзованию.
  9. Обработка чугунных агрегатов выполняется проще по сравнению с ремонтом алюминиевых БЦ. Причиной служит высокая стоимость заводских деталей, поэтому часто ремонтируют только 1 цилиндр.
  10. В алюминиевые БЦ ставят чугунные втулки как альтернативный способ для восстановления двигателя, механики активно используют взаимозаменяемость материалов.
  11. При ремонте учитывают, если гильзуют 1 цилиндр, что будет нарушена геометрия соседних элементов.

В любом случае, если правильно проведены работы, чугунные втулки продлевают работоспособность алюминиевых блоков до 160 тыс. км. Гильзование, как считают мастера автомастерских – это метод борьбы против заговора производителей. Чтобы чаще покупались машины, они ставят не долговечные ДВС. А на станциях технического обслуживания жизнь двигателей продлевают гильзованием.

Одноразовые, но не совсем: способы капремонта современных моторов

Тенденции современного автомобилестроения таковы, что классические чугунные блоки под несколько ремонтных размеров поршней уже стали исчезающим видом, куда чаще двигатели являются “одноразовыми”. Нет ремонтных размеров цилиндропоршневой группы, нет ремонтных размеров вкладышей коленчатого вала.

Читайте также:  Шкода Рапид 2020: старт продаж в России, характеристики и кузов

Что может произойти с таким мотором и что делать, если он всё же сломался, а заменить на новый агрегат – не вариант из-за слишком высокой цены? Моторы бывают разные, но почти всегда можно найти альтернативный путь и вернуть его к жизни. Другой вопрос, имеет ли это смысл с точки зрения финансовой?

Алюминиевые блоки с чугунными гильзами

Самый простой вариант – “обычный” мотор с чугунными гильзами, а иногда даже и с блоком из того же чугуна, но не имеющий ремонтных размеров поршневой группы и коленчатого вала.

А кстати, почему? Существует “теория заговора”, согласно которой производители специально ограничивают выпуск деталей для ремонта, лишь бы потребитель косяком шел в салоны за новыми машинами. Но если это и правда, то отчасти. Дело в том, что многие современные чугунные моторы по стойкости к выработке – не чета старым.

Вследствие прогресса в материалах чугунная гильза по износостойкости вплотную приблизилась к весьма недешевым технологиям с применением алюсила и никасила, о которых подробно расскажем ниже.

Естественный износ чугуна, по сути, остался в прошлом. Зачастую естественная выработка цилиндра при пробеге свыше трехсот тысяч километров оказывается минимальной. А если износ меньше глубины хонингования (две-три сотые доли миллиметра), то нет и нужды в расточке.

Разумеется, для производителя это хороший повод отказаться от ремонтных размеров и выпускать только несколько градаций “номинальных” поршней и колец. Но, к сожалению, износ бывает не только естественным. При залегании поршневых колец, попадании абразива в цилиндры, перегревах, детонации или других неприятностях с мотором могут выйти из строя один или все цилиндры.

На них появляются задиры, эллипсность или даже кольцевая выработка, возможны и нарушения геометрии шатунно-поршневой группы. Если бы была возможна расточка, то проблема решалась бы просто переточкой в новый размер, дефекты такого рода обычно при этом удаляются без проблем. Но точить-то нельзя! Попросту нет в продаже поршней нового размера, а если проблемы с коленчатым валом, то и его точить тоже нельзя – нет вкладышей.

Способ ремонта №1: покупка шот-блока

Значит, моторы все же одноразовые? Отнюдь. Решить проблему такого мотора можно несколькими способами. Первый из них – штатный, рекомендуемый производителем. И зачастую, кстати, не самый плохой. Это покупка так называемого шот-блока, то есть блока цилиндров в сборе с поршнями и коленчатым валом. Поставить на него головки блоков, картер, навесное оборудование – и мотор готов.

Обычно минусом такого решения является цена, но если вспомнить, что оригинальные поршни обычно тоже стоят недешево, да и работа стоит немало, то… Вопрос, как всегда, в цене на конкретные экземпляры. Например, известные моторы Opel Z22SE или Saab B207 как продукция компании GM имеют большой выбор шот-блоков, причем далеко не только от производителя. Цена их в США очень приятная – от полутора тысяч долларов. За две с половиной можно приобрести тюнинговый усиленный блок со строкер-китом на 2.5 – 2.7 литра или рассчитанный под большее давление наддува и солидный крутящий момент. А вот на немолодые Тойоты шот-блок обойдется минимум в три с половиной тысячи. При этом изрядная часть моторов большого объема имеет шот-блоки ценой около пяти тысяч. И тут уже придется задуматься об альтернативе простой замены.

Способ ремонта №2: гильзование блока цилиндров и “родные” поршни

Гильзы делаются, как говорится, “в номинал”, то есть того же размера, что и в оригинале. Если удачно подобрать материал гильзы и точность “натяга”, то разве что немного пострадает теплопередача, ведь “родная” гильза именно залита в расплавленный металл, а ремонтная, в зависимости от способа посадки, может как почти не иметь монтажного зазора, так и сохранять зазор от одной до трех сотых.

Дальше всё зависит от точности мехобработки и от качества сборки. Оригинальная поршневая группа номинального размера прекрасно будет работать в таком моторе. Можно гильзовать только поврежденный цилиндр и тем самым уменьшить цену работ. Многое зависит от мастерства исполнителей работ, но если в вашем городе есть точные станки, то это сравнительно недорогой способ восстановления мотора.

Но помните, что при тепловой обработке блока цилиндров возможны деформации и нарушение геометрии. Поэтому рекомендуется гильзовать все цилиндры сразу и производить расточку с учетом новой геометрии от “базы” блока, а не старых осей цилиндров. При необходимости же ремонта только одного цилиндра лучше использовать технологии холодной посадки гильз прессом или установку с зазором.

Способ ремонта №3: “родные” расточенные гильзы и поршни большего диаметра

Блок цилиндров просто растачивается под новые кастомные поршни – не оригинальные, а заказные, под нужный размер. Обычно речь идет о так называемой ковке – поршнях, полученных мехобработкой из болванки, полученной изотермической штамповкой. Такие поршни заметно прочнее обычных литых, но, как всякая индивидуальная работа, она может оказаться не самой удачной.

Читайте также:  Как заменить сетку на бензонасосе

Даже поршни от солидного производителя требуют большего теплового зазора из-за более высокого коэффициента расширения сплавов для ковки и неучтенной тепловой деформации. И разумеется, более прочный поршень не всегда означает больший срок службы двигателя, так как изнашиваются и кольца, и сам цилиндр. В этом случае многое будет зависеть как от обработки самого цилиндра (в этом случае он сохраняет свои параметры по теплопередаче и геометрии, в отличие от гильзования), так и от нового поршня.

Аналогично действуют и тогда, когда оригинальная поршневая группа очень дорога или редка, а мотор строится для использования каждый день. Это хороший способ в случае, если поршни под ремонтируемый мотор уже освоены хотя бы малой серией или есть испытанные образцы. Ведь работать испытателем тестового мотора не хочется никому.

Впрочем, если вы наберете желающих заказать пятьсот или тысячу поршней, то ваш заказ имеет все шансы быть произведенным по оригинальным технологиям Kolbenschmidt или Mahle, правда, и цена поршней будет как минимум не ниже, чем у оригинальных, зато размер – любой в пределах разумного допуска к штатному и полностью отработанная в серии конструкция.

Полностью алюминиевые блоки без гильз

Делать блоки цилиндров из алюминия без чугунных гильз крайне выгодно. Во-первых, это меньшая масса мотора. Во-вторых, теплопроводность алюминия выше, чем у чугуна, а значит, лучше теплоотвод от самых нагруженных частей мотора. Наконец, и поршни, и головка блока цилиндров тоже выполнены из алюминия, а значит, их коэфициент теплового расширения будет близок к коэффициенту расширения блока. Поэтому можно уменьшить тепловые зазоры до минимума, обусловленного разницей температур поршня и блока цилиндров.

Технологии цельноалюминиевых блоков цилиндров условно можно разделить на три группы материалов, и во всех случаях это будет не “чистый” алюминий, а блок из “крылатого” металла с прочным покрытием цилиндров.

Никасиловые алюминиевые блоки

В первую очередь это Nikasil, который был первым получившим массовое признание как способ производства надежных цельноалюминиевых двигателей без чугунных гильз. Название от компании Mahle стало нарицательным, хотя, может быть, торговая марка аналогичного покрытия от фирмы Kolbenschmidt – Galnical – оказалась не столь благозвучна и вторична…

В первую очередь оно предназначалось для роторных моторов, но получило широчайшее распространение в девяностых годах, а в Формуле-1 используется до сих пор, как и в мотоциклетных моторах. Например, “монстр” Suzuki Hayabusa имеет именно такое покрытие цилиндров. Более прочного и удачного материала для цилиндров пока не придумали, его слой твердый и достаточно вязкий, он толстый и не трескается, его можно немного расточить, если уж удалось его каким-то образом сносить. Но это бывает крайне редко, покрытие практически вечное.

Вот только никель-карбид-алюминиевое покрытие, столь прочное и износостойкое, боится сернистых соединений. И на машинах в США и Канаде, в которых использовали высокосернистый бензин, покрытие быстро выходило из строя. Такого бензина сейчас и не встретить, но есть и другая причина, по которой от покрытия отказались. Оно вечное, но оно и дорогое – технология требует сложного способа гальванического нанесения и механической обработки высокопрочного материала.

Алюсиловые алюминиевые блоки

Поэтому компания Kolbenschmidt предложила использовать весьма старую (запатентована еще в 1927 году компанией Schweizer & Fehrenbach) технологию Alusil для производства блоков цилиндров. Поскольку Кольбеншмидт на тот момент принадлежал Audi Group, то технология быстро была доведена до практического использования.

Основная идея достаточно проста: гильза или весь блок цилиндров целиком изготовлены из сплава алюминия с высоким содержанием кремния, его в нем не менее 17% – это так называемый заэвтектический сплав. При этом кремний содержится в материале не в растворенном виде, а как кристаллы.

И если “осадить” алюминий, то получится сплошной слой из выступающих кристаллов кремния, очень твердый, “скользкий” и износостойкий, по нему уже могут работать самые твердые поршневые кольца. Этот способ проще и куда дешевле, а покрытие — вытравливаемое химическим способом или получаемое специальной обработкой в слое высококремнистого алюминия. По твердости алюсил не уступает никасилу.

Дополнительным плюсом технологии является близость алюминиевых сплавов блока и поршня – те тоже отливают из заэвтектического алюминия, а значит, тепловой зазор будет наименьшим. Вот только упрочненный слой куда тоньше, чем у Никасила, а само покрытие куда более хрупкое, под тончайшей рубашкой из кристаллов кремния всё тот же алюминий. Оно боится и перегрева, и попадания твердых частиц, и даже нагара с колец. А еще боится агрессивных химических соединений серы и других.

При этом способ его производства часто допускает образование каверн и зон с неоднородным качеством покрытия. И пусть сейчас это самая распространенная технология для цельноалюминиевых моторов, но всё же у нее есть свои рамки применения и вытеснить простые чугунные гильзы она не смогла.

Но есть и один почти не используемый плюс: теоретически возможна расточка и восстановление слоя покрытия. Тут нужна лишь специальная технология расточки, удаляющая слой алюминия, а затем формирующая слой сплошного кремния на поверхности и слегка “сглаживающая” кристаллы. Но она требует массовости, а значит, и крупных заводов по восстановлению блоков цилиндров. А их пока нет.

Читайте также:  Мотор TSI – это прямой послойный впрыск: что значит ТСИ, преимущества двигателей этого типа

В активе Кольбеншмидта есть еще технология Locasil – сплав, в котором содержание кремния составляет все 27%, но отлить блок цилиндров из него уже нельзя, он слишком хрупкий, зато можно сделать гильзу для блока цилиндров, она будет более износостойкой, чем алюсиловая, но технологии для ремонта у них одни и те же.

Экзотика: плазменное напыление

Встречаются и более редкие варианты. Например, VW в блоках цилиндров печально известных моторов 2.5 TDI используют плазменное напыление. Схожую технологию лазерного нанесения кремния вместо алюсила с химическим травлением используют на новых моторах BMW “глобальной серии” B38-58. Теоретически эта технология прогрессивна и позволяет получить достаточно толстый слой упрочнения с хорошими характеристиками, но явно пока не доведена до совершенства.

Способ ремонта №1: расточка алюминиевых блоков с покрытием

Разумеется, все технологии с поверхностным упрочнением слоя алюминия не предусматривают износ зеркала цилиндра, а значит, и моторов с ремонтными размерами поршневой группы почти нет. Разве что совсем старые моторы BMW под Никасил имели пару ремонтных размеров, но быстро выяснилось, что покрытие либо служит и не изнашивается, либо повреждается и тогда надо менять блок цилиндров в сборе. Соответственно, ремонтные размеры для никасиловых моторов быстро пропали.

Более свежие конструкции обычно не дают даже возможности купить “оригинальные” поршни по заводскому каталогу – только шот-блок в сборе. Обосновывается это, как обычно, заботой о потребителях и высокими стандартами качества. Но поскольку детали поршневой группы заказываются производителем машины “на стороне”, то в каталогах производителей поршней оригинальные запчасти найти можно, нужно только выяснить, кто из десятка производителей поставлял их на конвейер.

Иногда можно заказать и ремонтные размеры, например, если у вас есть возможность восстановления покрытия типа алюсила, то этот вариант обеспечит сохранение всех заводских характеристик мотора. Полное восстановление заводских параметров обеспечивает гальваническое или плазменное напыление никасилоподобного или хромового покрытия с последующей расточкой или высокоточное напыление без дальнейшей обработки. Но если уж в серийном производстве не могут обеспечить стабильное качество и ресурс такого покрытия, то при использовании ремонтных технологий ресурс может оказаться еще меньше, всё зависит от исполнителя.

Шансы на качественный ремонт есть, технология широко применяется для мелкосерийного гоночного моторостроения, а там высочайшие требования к покрытию. Вот только цена работ и процедура тестирования будут соответствующие. Из славного советского прошлого множеству заводов достались восстановительные технологии из этой серии. Возможно, где-то применяются ноу-хау, позволяющие производить такое восстановление надежно и недорого, но лично мне такие места не известны. Кто знает, поделитесь!

Дополнительным плюсом использования таких технологий является возможность восстановления только поврежденного цилиндра, что делает такой вариант выгодным при возвращении к жизни именно поврежденного, но не изношенного временем блока.

Способ ремонта №2: гильзование алюминиевых блоков

Но по-настоящему массовой технологией является гильзование. Используются как алюминиевые гильзы с никасиловым покрытием или алюсил-подобные технологии, так и старые добрые чугунные. Алюминиевые гильзы позволяют избежать многих сложностей внедрения чугуна в изначально алюминиевый мотор, но в большинстве случаев алюминиевая гильза поставляется уже с готовой к работе поверхностью и не подвергается дальнейшей мехобработке. А это налагает высокие требования к качеству исполнения всех работ. В противном случае возможны как нарушение геометрии самой гильзы, так и нарушение геометрии шатунно-поршневой группы и, соответственно, снижение ресурса мотора и его характеристик.

Чугунные гильзы куда дешевле, выполняются не под конкретный мотор а подбираются по размеру. В результате гильзовка мотора по этой технологии заметно дешевле и применяется куда чаще. В отличие от посадки чугунной гильзы, в чугун применяется только “горячая” посадка или с применением жидкого азота для охлаждения гильзы и уменьшения ее диаметра.

При использовании качественных гильз и точной мехобработки ресурс поршневой группы может оказаться даже выше, чем у оригинального покрытия, но опять же возможны ошибки в работе мастерской, а значит, могут появиться и локальные перегревы цилиндров, и термодеформации.

Минусами технологии применения чугунных гильз традиционно являются уже упомянутое ухудшение теплоотвода, необходимость использования сильного нагрева блока для “горячей посадки”, азотного охлаждения материала или высокотехнологичной технологии сварки вращением и большая вероятность ошибки, чем при использовании алюминиевых гильз.

Чаще всего это будет единственная доступная технология разумного восстановления мотора. Причин на то много: например, нет специализированных алюминиевых гильз, технологий расточки и обработки алюсила и нанесения никасила, что типично для России. Если блок цилиндров был перегрет и нарушилась его геометрия, то нужна гильза, рабочую поверхность которой можно будет расточить под новую геометрию блока, и тут выбор технологий восстановления сужается до чугуна или растачиваемых алюсиловых гильз.

Читайте также:  Фольксваген Крафтер пассажирский — технические характеристики микроавтобуса

Поршни под гильзованные моторы подбираются из числа оригинальных по уже описанной технологии или изготавливаются специальные заказные, как и для моторов со штатной рабочей поверхностью цилиндра из чугуна.

Что в итоге?

99% всех двигателей производится по описанным технологиям, а значит, шансы на восстановление есть всегда. Главное – найти хорошего исполнителя с обкатанной технологией восстановления, поставщика качественных запчастей и ответственно отнестись к проверке получившего новую жизнь мотора.

Гильзовка цилиндров: определение износа, выбор, замена + Видео

В рамках капитального ремонта обязательно проводится расточка блока двигателя. Если же внутренняя стенка или гильза цилиндра имеет значительные дефекты, не позволяющие устранить их обычным методом, проводится гильзование.

Необходимость процедуры

В процессе работы элементы двигателя испытывает большую нагрузку. Ведь внутри них постоянно трутся поршни. Даже самая прочная сталь со временем истирается от этого. Внутренняя поверхность «родной» гильзы из круглой превращается в овальную. Это вызывает люфт поршневых колец, которые уже прилегают не так плотно. Отработавшиеся газы и топливная смесь проникают в картер. Мощность ДВС сразу же падает, увеличивается потребление масла.

Овализация устраняется расточкой, гнёздам возвращают изначальную геометрию путём стачивания внутреннего диаметра специальным станком. Однако, если толщина полости слишком мала или есть повреждения, это не помогает. Приходится вставлять новую готовую гильзу цилиндра ДВС.

Обычно такое происходит после:

  • длительной эксплуатации силового агрегата на грязном топливе;
  • неправильно проведённого ремонта;
  • несвоевременного прохождения ТО.

На внутренних полостях образуются каверны, неровности, задиры. Расточка возможна только при дефектах малой степени. Дальше помогает только установка вставок (диаметр гильзы цилиндра нужного размера) или общая замена гильзы блока цилиндров.

Применение съёмных втулок дало новую «жизнь» блоку ДВС. Его теперь стало возможно обновлять неограниченное количество раз. Без гильзы цилиндров автомобильного двигателя капитальный ремонт проводился бы только расточкой, которую допустимо делать не более 3-4 раз.

Отличие мокрой гильзы от сухой

Мокрые втулки непосредственно соприкасаются с антифризом, обеспечивая лучший отвод тепла. Большое распространение они получили на шведских Volvo, французских Renault, старых отечественных автомобилях, грузовиках, тракторах из-за того что просты в установке, ремонте. Такие элементы оснащаются уплотнительными манжетами во избежание прорыва газов в картер и систему охлаждения. Основное преимущество — не нужно даже снимать двигатель с шасси, когда наблюдается износ гильз цилиндров. Мокрые элементы получают из специального серого чугуна с легирующими добавками (хром, марганец, кремний).

Сухие втулки запрессованы в тело БЦ, охлаждающей жидкостью не омываются. Используется почти на всех иномарках, оснащённых алюминиевым двигателем — Honda, Land Rover, Audi, Volkswagen. В гнёзда такого мотора заправляют сухие гильзы блока цилиндров, увеличивающие ресурс и повышающие ремонтопригодность. Наружную поверхность такого элемента разрешено шлифовать, что даёт возможность добиться оптимальной плотности прилегания.

простота ремонта, лучше отводят тепло

меньшая жёсткость картера двигателя

высокая жёсткость картера

хуже отводят тепло

Фосфатированные гильзы

В целях увеличения эффективности и снижения коэффициента трения, внутренние поверхности гильзы цилиндров покрывают фосфатом. Создаётся 3 мкм химическая плёнка нерастворимого вещества, предохраняющего металл от коррозии и создающая высокие антифрикционные свойства.

Фосфатная плёнка — современная разработка, увеличивающая степень поглощения масла вдвое. Для сравнения: фосфатированные гильзы, помещённые в коррозионную камеру, ржавели от 3-процентного хлорида натрия лишь через 2-е суток, тогда как необработанные — уже через 10 минут!

Выбор, определение размеров новых гильз

Перед тем, как подбирать съёмные вставки, изучают строение блока определённого двигателя. На данный момент БЦ бывают всего двух типов — линейные (рядные) и V-образные. Кроме того, они выходят с разным количеством рядов и расположений клапанов (верхнее, нижнее). Толщина стенок и другие особенности тоже имеют значение.

Внутренний диаметр гнезда замеряют микрометрическим нутрометром. Затем втулки подбираются, согласно таблице. Вот на гильзы цилиндров размеры, которые указываются в паспорте самими изготовителями.

Автомобиль и модель двигателя

Номинальный ремонтный размер

1 ремонтный размер

2 ремонтный размер

3 ремонтный размер

Жигули, Ваз-2103, -2107

Жигули, Нива, Ваз-2106, -2121

Лада, Ваз-21083, -09, -10

Chrysler, AMC 242

Видео: гильзовка блока Митсубиси

Мастер описывает процесс гильзования на примере легендарного мотора Mitsubishi 4G69. Втулки он ставит готовые от Мерседеса — 026240-00. Запрессовка проводится специальным оборудованием.

Инструкция: гильзовка блока

Гильза блока цилиндров — это внутренняя оболочка или съёмная металлическая вставка, в которой уже непосредственно перемещается поршень двигателя. Ремонт необязательно проводится с обновлением всех втулок. Они прежде замеряются, после чего специалист выносит решение о замене гильзы цилиндров.

Процедура на мокрых втулках осуществляется так — старая деталь вытягивается, на её место ставится новая. Сухие детали меняются двумя способами: холодным и горячим. Метод термической обработки считается наиболее качественным, так как втулка обрабатывается антиконденсатным составом, а блок нагревается. Новая деталь предварительно окунается в жидкий азот, после чего вставляется в гнездо.

Для вытаскивания старых элементов желательно использовать съёмник гильз цилиндров.

как снимают втулку

Таким образом, процедура состоит из нескольких этапов:

  • нагрев блока до 1500 градусов Цельсия;
  • обработка вставки специальным составом, избавляющим от водяного конденсата при монтаже;
  • охлаждение гильзы в жидком азоте;
  • нанесение герметика внутрь гнезда;
  • установка или запрессовка втулки, обычно с натягом 0,03-0,04 мм.
Читайте также:  Обзор mitsubishi генератора (lancer 9 и 10 поколения, carisma и galant): замена ремня и подшипников

Обычно гильзовке сопутствует расточка и хонингование. Соблюдается правильная геометрия гнёзд под новые ремонтные втулки. Если поверхность гнезда не шлифуется, неправильный эллипс передастся впоследствии направляющей вставке. Это влечёт за собой повреждение поршней со всеми вытекающими последствиями. Шлифуют не только цилиндр, но и рабочую (внутреннюю) поверхность гильз. Это делается в целях плотной посадки детали в гнездо.

Ремонтная гильза цилиндра двигателя должна отвечать следующим требованиям:

  • их конусность и эллипсность не должна превышать 0,02 мм;
  • разность толщины между отдельными втулками быть не более 0,01 мм;
  • поверхность соответствовать 8-10 классу точности.

Если готовых гильз нет, они делаются в специальных заготовках. Как правило, для этого используют специальный антифрикционный чугун, полученный центробежным литьём. Такой способ даёт оптимальный результат по соотношению цена/качество. Что-то одно должно быть мягче или твёрже в паре трения.

Разница между чугунным и алюминиевым БЦ

Следует понимать разницу между чугунным и алюминиевым БЦ. Обычная цельная деталь КШМ двигателя, отлитая из чугуна, проблем с гильзованием не имеет. Хотя штатно в таких моторах стальные втулки устанавливаются редко, это успешно проводится вне правил заводского регламента.

Алюминиевые двигатели чаще снабжаются гильзой с завода. Они реже встречаются цельнолитыми. Но штатные втулки для литейного алюминиевого корпуса стоят дорого. Примерная цена гильзы цилиндров — 150 долларов. Это не столь заметно, когда нужно отремонтировать одно гнездо, но получается экономически нецелесообразным при полном восстановление гильз цилиндров.

Единственный оправданный способ — установка чугунных направляющих. Это успешно практикуется мотористами на территории стран бывшего СССР. Главное условие — обеспечить правильный натяг между втулкой и блоком. Перед установкой деталей также крайне важно провести грамотные комплексные замеры, подобрать тепловые зазоры и обеспечить необходимый отвод тепла.

Производятся также блоки из алюминия, не рассчитанные на установку ремонтных поршней. Вернее говоря, изготовитель для них не выпускает ремонтных деталей. Но и такие блоки ремонтируются. Как правило, здесь используют посадочный поясок или специальное нагаросъёмное кольцо гильзы цилиндра.

Нюансы проведения

Гильзование — процесс крайне сложный. Здесь важно просчитывать заранее и учитывать важные тонкости.

  1. Если были установлены втулки только в один или два гнезда, то нарушается геометрия в соседних гнёздах. Чтобы минимизировать процент ошибок, используется свободная посадка холодной гильзы в предварительно нагретый блок.
  2. Сухие гильзы шлифуют под определённую поршневую группу, хонингуют и после установки в гнёзда. Каждый поршень замеряется, после чего втулки обрабатываются. или подгонка крайне полезна для поршней, которые идеально срабатываются с полостью. Однако после этого такой элемент не подлежит установке в другие гнёзда.
  3. Не нуждаются в обработке втулки, покрытые пористым хромом. Например, в двигателях японской компании Isuzu. Здесь используют стальные тонкостенные втулки. Они устанавливаются без натяга и прижимаются болтами, установленными поверх БЦ.
  4. Если до гильзовки цилиндры были покрыты никасилом, то использовать в загильзованном ДВС нельзя! В этом случае подбираются кольца от мотора с чугунными гнёздами или поршни дорабатываются.

Отдельно стоит обратить внимание на вставки для моторов, использующих воздушное охлаждение. Устанавливаются цилиндры здесь по отдельности, так как сформировать блок невозможно — элементы должны охлаждаться. Поэтому и гильзы для них выполнены по примеру мотоциклетных, снабжены рёбрами охлаждения.

К картеру втулки фиксируются через медные прокладки и анкерные шпильки, проходящие сквозь головку БЦ или блока цилиндров. Сама ГБЦ ложится на эти шпильки, затягивается стандартно. Таким образом, цилиндры воздушного ДВС надёжно прижимаются, обеспечивается герметизация. Что касается материала вставок для систем воздушного охлаждения, то это монометалл или биметалл. Сами цилиндры бывают чугунными, стальными или сплавными.

Никасиловое покрытие

Цилиндры, покрытые никасилом или галникалом, расточке не подвергают (галникал — аналог никасила). Такие блоки производятся немецкими компаниями Kolbenschmidt и Mahle для автомобилей БМВ с двигателями M52B20, M52B23, M52B28 и других. А ещё некоторые силовые установки автомобилей Ford, Honda, Toyota, Mazda, Opel. Преимущество технологии — снижение веса, более стабильный температурный режим.

Вообще, принято считать, что ремонт гильзы цилиндра «одноразового» двигателя невозможен. Лишь менять шорт-блок или мотор, блок в сборе. С другой стороны BMW спокойно перешёл на чугунные залитые гильзы. Его примеру последовали и другие производители.

Примерная стоимость замены и сроки в автосервисах

Гильзование проводится на стационарном оборудовании, которое есть в крупных автосервисах. Здесь же работают квалифицированные автомеханики, умеющие выносить грамотные решения. На месте удастся купить гильзу цилиндра.

Примерные цены на гильзование (рубли), в зависимости от модели автомобиля:

  • ВАЗ, ГАЗ без заводских гильз — 1500-2000;
  • УАЗ со штатными втулками — 5000-6000;
  • чугунный блок иномарок с рядным мотором — 2000-3000;
  • алюминиевый с рядным ДВС — 4000;
  • V-образный чугунный — 3500-4000;
  • V-образный алюминиевый — 4000-5000.
Читайте также:  Пенится масло в коробке передач: причины и способы их устранения

Отдельно стоит услуга изготовления втулок. Для отечественных машин и иномарок это стоит одинаково (2000 рублей). Также порознь считается цена подгонки мокрых вставок по высоте и работы по герметизации. А ещё в сервисах дополнительно проводится дефектация гильз цилиндров.

Преимущества ремонта или восстановления гильзы неоспоримы. Это возможность неплохо сэкономить на капитальном ремонте, ведь новый блок цилиндров — большие деньги. Кроме того, БЦ является номерной деталью силового агрегата. Установка нового по закону требует разрешения. А в нашей стране это занимает много времени, так как не устранены ещё ошибки бюрократического аппарата.

Гильзовка. Ответы на частые вопросы.

1. Гильзовка блока цилиндров или замена на новый двигатель («шорт-блок», блок цилиндров)?

«Двигатель «одноразовый», ремонтировать нельзя, только менять (двигатель в сборе, «шорт-блок» или блок цилиндров)…» – чаще всего такое можно услышать про алюминиевые блоки современных двигателей «Форд», «Тойота», «Хонда», «Мазда», «Нисан», «Сузуки», «Субару», «Мицубиси», «Вольво», «Ауди», «Фольксваген», «Опель» (да и весь «Дженерал Моторс»), «БМВ», особенно про блоки цилиндров с «никасилевым» покрытием («nicasil») или «алюсилевые» («alusil») (другое название: силумалевые – «silumal»). Аргумент такой – гильзовка чугунными гильзами алюминиевого блоа цилиндров не предусмотрена заводом-изготовителем и поэтому такой блок работать не будет, гильзовка невозможна. Между тем, сами фирмы так не считают, например в «БМВ» совершенно спокойно перешли с никасилевого покрытия на двигателях серии M52 на чугунные залитые гильзы на двигателях серии M54 (и продолжают их использовать в дизельных двигателях серии N57), а на двигателях серии N52 применяют технологию заливки алюсилевого блока гильз в магниевый блок цилиндров, «Ауди», «Фольксваген» и «Хонда» также используют все эти варианты (в последнее время, кстати, все чаще применяются именно чугунные гильзы). Причины отказа от гильзвки блока чугунными гильзами: снижение стоимости изготовления и уменьшение веса, простота переработки при утилизации. На то, что при этом уменьшается ресурс (двигатель с чугунными гильзами намного жестче и дольше сохраняет геометрию цилиндров), изготовитель редко обращает внимание (кстати, переход с никасилевого покрытия на двигателях серии М52 на чугунные гильзы в двигателях серии М54 у «БМВ» был вызван именно многочисленными нареканиями на малый ресурс). Между прочим, стоит это иметь в виду при покупке контрактного двигателя б/у: прошло время чугунных «миллионников», сейчас уже хорошо, если двигатель с алюминиевым блоком выхаживает 200 тыс. километров. «Форд», «Тойота», «Хонда», «Мазда», «Нисан», «Сузуки», «Субару», «Мицубиси», «Вольво», «Ауди», «Фольксваген», «Опель» (да и весь «Дженерал Моторс») спокойно используют чугунные гильзы в алюминиевых блоках уже много лет, при этом для большинства двигателей расточка под ремонтные поршни не предусмотрена (многие даже разбирать нельзя – только замена «шорт-блока»). Между тем абсолютно все блоки можно отремонтировать при помощи гильзовки блока без ухудшения их потребительских качеств, и прилично сэкономив.

2. Некоторые особенности гильзовки алюминиевых блоков цилиндров.

Гильзы с буртами или без?

Основная проблема при гильзовке алюминиевого блока цилиндров чугунными гильзами – разный коэффициент расширения алюминия и чугуна. Чтобы компенсировать ослабление посадки гильзы в блоке при нагреве двигателя до рабочих температур гильза изначально устанавливается в блок с большим натягом, а чтобы исключить возможность подвижности гильзы в цилиндре даже при больших перегревах гильза выполняется с буртом (с «шляпкой»), которая зажимается между блоком и головкой (см. рис.1). Если устанавливать гильзу без бурта (см. рис.2), то гарантировать, что она не сдвинется после гильзовки, невозможно (кстати, такое часто случалось со старыми бензиновыми двигателями V-8 «Ленд-Ровер»).
А как с поршневыми кольцами – ведь материал цилиндра поменялся?

Теперь о том, что касается взаимозаменяемости поршневых колец для различных блоков. Есть простые правила:
— кольца для «никасила» не подходят для чугунных гильз (слишком мягкие, быстро стираются), требуется подбор колец от двигателей с чугунными цилиндрами (возможно, с доработкой канавок под кольца на поршнях)
— кольца для «алюсила» вполне можно использовать для чугунных гильз.

А что такое вообще — «никасил» и «алюсил» («силумал»)?

Немножко подробнее о том, что такое «никасил» и «алюсил», а также общие мысли о расходе масла современными двигателями:
«никасил» — очень твердое и тонкое (0,2…0,3 мм толщиной) гальваническое покрытие на стенках цилиндра (внешне блестящее, с рисками от хонинговки – очень похоже на обычную чугунную гильзу). Вся проблема в том, что при истирании (а такое не редкость, например, на турбодизелях 2,5 л «Фольксваген-Транспортер», «Фольксваген-Туарег») происходит моментальный прихват поршня к стенкам цилиндра и заклинивание двигателя. Кроме того, нередки случаи, когда никасилевое покрытие внешне выглядит идеально, но при этом оказывается вмятым в стенки цилиндра (особенно в верхней части цилиндра, где поршень «перекладывается»). Цилиндричность нарушается, поршни и поршневые кольца перестают нормально работать – отсюда повышенный расход масла и стуки (особенно на «холодную»). «Никасил» полностью удаляется при расточке блока под гильзы.

«алюсил» («силумал») — специальный алюминиевый сплав, из которого сделан цилиндр (внешне матовый и гладкий). Есть два варианта: весь блок цилиндров сделан из такого сплава или же блок из более дешевого (или более легкого (например, магниевого) – смотря какие цели ставятся) материала гильзуется гильзами из «алюсила». Вся хитрость в том, что алюминий почти полностью химически удаляется с поверхности специальной пастой при окончательной обработке цилиндра, поршневые кольца скользят по микрочастичкам кремния, а в микропорах между ними задерживается масло, исключая сухое трение (в чугунных цилиндрах для этого на стенки при окончательной обработке наносят специальные риски – процесс хонингования). И здесь есть проблема – как исключить прихват поршней к стенкам цилиндров? Раньше юбки поршней подвергали «железнению» (покрытию частичками железа), можете сами проверить – к поршням таких двигателей, например, как «Мерседес-Бенц» серии М116, М117, М119, М120, «БМВ» серии М70, М72, притягивается магнит, покрытие было очень стойким к истиранию. Сейчас технологии шагнули далеко вперед, поэтому используется покрытие, подобное «тефлону» (да-да, как на сковородках!). И все бы хорошо, только современные двигатели очень любят кушать масло (расход в 1.1,5 л на 1000 км уже официально считается дилерами нормой). На это тоже есть свои причины: все производители очень озабочены снижением механических потерь, поэтому усилие разжима поршневых колец делают все меньше и меньше, кольца оставляют больше масла на стенках (кстати, постоянный долив масла позволяет дилерам еще и увеличить межсервисные интервалы до его замены). Получается следующая цепочка: масло сгорает – образуется нагар – абразивные частицы нагара стирают покрытие на поршнях (так же, как стирается покрытие на сковородках) – происходит прихват поршня к стенкам цилиндра – задиры, разрушение. Например, этим страдают бензиновые двигатели 4.5/4,8 л «Порше-Кайен» (у нас были экземпляры с пробегом всего около 70 000 км).

Читайте также:  Тюнинг приборной панели на ВАЗ 2109 почему не работает и не горит щиток и подсветка распиновка

Если тема интересна – задавайте вопросы, постараемся ответить.

Виды, устройство и принцип работы главной передачи

Главная передача автомобиля – элемент трансмиссии, в наиболее распространенном варианте состоящий из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванный преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи напрямую зависят тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива. Рассмотрим устройство, принцип действия, виды и требования к механизму трансмиссии.

  1. Принцип работы
  2. Устройство и основные требования к главной передаче
  3. Классификация главных передач
  4. По числу пар зацеплений
  5. По виду зубчатого соединения
  6. По компоновке
  7. Преимущества и недостатки

Принцип работы

Принцип действия главной передачи достаточно прост: во время движения автомобиля крутящий момент от двигателя передается коробке переменных передач (КПП), а затем, посредством главной передачи и дифференциала, приводным валам автомобиля. Таким образом, главная передача непосредственным образом изменяет крутящий момент, который передается колесам машины. Соответственно, посредством нее изменяется и скорость вращения колес.

Основная характеристика этого редуктора – передаточное число. Данный параметр отражает отношение количества зубьев ведомой шестерни (связана с колесами) к ведущей (связана с вторичным валом коробки передач). Чем больше передаточное число, тем быстрее автомобиль разгоняется (крутящий момент увеличивается), но при этом уменьшается значение максимальной скорости. Уменьшение передаточного числа увеличивает максимальную скорость, при этом машина начинает ускоряться медленнее. Для каждой модели автомобиля передаточное число подбирается с учетом характеристик двигателя, КПП, размера колес, тормозной системы и т.д.

Устройство и основные требования к главной передаче

Устройство рассматриваемого механизма простое: главная передача состоит из двух шестерен (зубчатый редуктор). Ведущая шестерня имеет меньший размер, при этом она имеет связь с вторичным валом коробки передач. Ведомая шестерня больше ведущей, а связана она с дифференциалом и, соответственно, с колесами машины.

Схема главной передачи ведущего моста автомобиля: 1 – ведущие колеса; 2 – полуось; 3 – ведомая шестерня; 4 -ведущий вал; 5 -ведущая шестерня

Рассмотрим основные требования, предъявляемые к главной передаче:

  • минимальный уровень шума и вибраций при работе;
  • минимальный расход топлива;
  • высокий КПД;
  • обеспечение высоких тягово-динамических характеристик;
  • технологичность;
  • минимальные габаритные размеры (чтобы увеличить клиренс и не повышать уровень пола в автомобиле);
  • минимальная масса;
  • высокая надежность;
  • минимальная необходимость в обслуживании.

Увеличить КПД главной передачи можно повысив качество изготовления зубьев обоих шестерен, а также увеличив жесткость деталей и применив в конструкции подшипники качения. Отметим, что максимально сокращать вибрации и шум при работе чаще всего требуется для зубчатых редукторов легковых автомобилей. Вибрации и шум можно минимизировать, обеспечив надежное смазывание зубьев, повысив точность зацепления зубчатых колес, увеличив диаметр валов, а также прочими мерами, которые повышают жесткость элементов механизма.

Классификация главных передач

По числу пар зацеплений

  • Одинарная – имеет в составе только одну пару шестерен: ведомую и ведущую.
  • Двойная – имеет в составе две пары зубчатых колес. Делится на двойную центральную или двойную разнесенную. Двойная центральная располагается только в ведущем мосту, а двойная разнесенная еще и в ступице ведущих колес. Применяется на грузовом транспорте, так как на нем требуется повышенное передаточное число.
Читайте также:  Как правильно прокачать тормоза с АБС – Taxi Bolt

Одинарная и двойная главная передача

По виду зубчатого соединения

  • Цилиндрическая. Применяется на машинах с передним приводом, в которых двигатель и коробка переключения передач имеют поперечное расположение. В этом типе соединения применяются шестерни с шевронными и косыми зубьями.
  • Коническая. Используется на тех заднеприводных машинах, в которых не важны размеры механизмов и нет ограничений на уровень шума.
  • Гипоидная – самый популярный вид зубчатого соединения для автомобилей с задним приводом.
  • Червячная -в конструкции трансмиссии автомобилей практически не применяется.

Цилиндрическая главная передача

По компоновке

  • Размещенные в коробке передач либо в силовом агрегате. На переднеприводных автомобилях главная передача расположена непосредственно в корпусе КПП.
  • Размещенные отдельно от КПП. В машинах с задним приводом главная пара шестерен располагается в картере ведущего моста вместе с дифференциалом.

Отметим, что в полноприводных автомобилях расположение главной пары зубчатых колес зависит от разновидности привода.

Коническая главная передача

Преимущества и недостатки

Каждый из типов зубчатых соединений имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим их:

  • Цилиндрическая главная передача. Максимальное передаточное число ограничено значением 4,2. Дальнейшее увеличение отношения числа зубьев ведет к существенному увеличению размера механизма, а также повышению уровня шума.
  • Гипоидная главная передача. Этот тип отличается низкой нагрузкой на зубья и пониженным уровнем шума. При этом из-за смещения в зацеплении шестерен повышается трение скольжения и понижается КПД, но в то же время появляется возможность опустить карданный вал максимально низко. Передаточное число для легковых автомашин – 3,5-4,5; для грузовых – 5-7;.
  • Коническая главная передача. Используется редко из-за большого размера и шумности.
  • Червячная главная передача. Данная разновидность зубчатого соединения из-за трудоемкости изготовления и высокой стоимости производства практически не используется.

Главная передача – это неотъемлемая часть трансмиссии, от которой зависит расход топлива, максимальная скорость и время разгона машины. Именно поэтому при тюнинге трансмиссии пару зубчатых колес часто меняют на улучшенный вариант. Это помогает снизить нагрузку на КПП и сцепление, а также улучшить разгонную динамику.

Главная передача подробно

Главная передача – механизм, часть трансмиссии автомобиля, передающий крутящий момент от коробки передач к ведущим колесам автомобиля. Главная передача может быть выполненной в виде отдельного агрегата – ведущего моста (заднеприводные автомобили классической компоновки), либо объединенной с двигателем, сцеплением и коробкой передач в единый силовой блок (заднемоторные и переднеприводные автомобили).
По способу передачи крутящего момента главные передачи подразделяются на зубчатые (шестеренчатые) и цепные. Цепные главные передачи в настоящее время используются только на мотоциклах и велосипедах.
Цепная главная передача состоит из двух звездочек – ведущей, насаженной на выходной вал коробки передач, и ведомой, объединенной со ступицей ведущего (заднего) колеса мотоцикла. Несколько сложней по устройству главная передача велосипеда с планетарной коробкой передач. Ведомая звездочка, приводимая в движение цепью, приводит во вращение шестерни планетарной коробки, встроенной в ступицу колеса и через нее – ведущее заднее колесо.
Иногда в мотоциклах классической компоновки в главной передаче вместо цепи используется зубчатый армированный ремень (например, в главной передаче мотоциклов «Харлей-Дэвидсон»). В этом случае обычно говорят о ременной передаче, как об отдельном типе главной передачи.
Ременная главная передача широко используется в легких мотоциклах и в скутерах (мотороллерах) с бесступенчатым вариатором. В этом случае вариатор служит в качестве главной передачи, поскольку ведомый шкив ременного вариатора объединен со ступицей ведущего колеса мотоцикла.

Классификация зубчатых главных передач

По количеству пар зацепления главные передачи подразделяются на одинарные и двойные. Одинарные главные передачи устанавливаются на легковые автомобили и грузовики, содержат одну пару конических шестерен постоянного зацепления. Двойные главные передачи устанавливают на грузовики, автобусы и тяжелые транспортные машины специального назначения. В двойной главной передачи в постоянно зацеплении находятся две пары шестерен – конических и цилиндрических. Двойная передача способна передать больший крутящий момент, чем одинарная.
На трехосных грузовых автомобилях и многоосной транспортной технике применяются проходные главные передачи, в которых крутящий момент передается не только на среднюю ведущую ось, но и на последующую, также ведущую. В абсолютном большинстве легковых автомобилей и двухосных грузовых автомобилей, автобусов, в другой транспортной технике с одной ведущей осью применяются непроходные главные передачи.
Получившие наибольшее распространение одинарные главные передачи по типу зацепления подразделяются на:

  • 1. Червячные, в которых крутящий момент передается червяком на червячное колесо. Червячные передачи, в свою очередь, подразделяются на передачи с нижним и верхним расположением червяка. Червячные главные передачи иногда применяются в многоосных транспортных средствах с проходной главной передачей (или с несколькими проходными главными передачами) и в автомобильных вспомогательных лебедках.

В червячных передачах ведомое шестеренчатое колесо имеет однотипное устройство (всегда большого диаметра, который зависит от заложенного в конструкцию редуктора передаточного отношения, всегда выполняется с косыми зубьями). А червяк может иметь различную конструкцию.
По форме червяки разделяются на цилиндрические и глобоидные. По направлении линии витка – на левые и правые. По числу канавок резьбы – на однозаходные и многозаходные. По форме резьбовой канавки – на червяки с архимедовым профилем, с конволютным профилем и эвольвентным профилем.

  • 2. Цилиндрические главные передачи, в которых крутящий момент передается парой цилиндрических шестерен – косозубых, прямозубых или шевронных. Цилиндрические главные передачи устанавливаются в переднеприводные автомобили с поперечно расположенным двигателем.
  • 3. Гипоидные (или спироидные) главные передачи, в которых крутящий момент передается парой шестерен с косыми или криволинейными зубьями. Пара шестерен гипоидной передачи либо соосна (встречается реже), либо оси шестерен смещены относительно друг друга – с нижним или верхним смещением. За счет сложной формы зубьев площадь зацепления увеличена, и шестеренчатая пара способна передавать больший крутящий момент, чем шестерни главной передачи других типов. Гипоидные передачи устанавливаются в легковые и грузовые автомобили классической (заднеприводной с передним расположением двигателя) и заднемоторной компоновок.

Двойные главные передачи по типу зацепления подразделяются на:

  • 1. Центральные одно и двухступенчатые. В двухступенчатых главных передачах предусмотрено переключение пар шестерен для изменения крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса. Такие главные передачи используются на гусеничной и тяжелой транспортной технике специального назначения.
  • 2. Разнесенные главные передачи с колесными или бортовыми редукторами. Такие главные передачи устанавливают на легковые машины (джипы) и грузовые автомобили для увеличения дорожного просвета, на колесные транспортеры военного назначения.

Помимо этого двойные главные передачи подразделяются по типу зацепления пар шестерен на:

  • 1. Коническо-цилиндрические.
  • 2. Цилиндрическо-конические.
  • 3. Коническо-планетарные.

В автомобилях зубчатые главные передачи выполнены в виде единого агрегата с дифференциалом – механизмом разделения крутящего момента между двумя колесами ведущей оси. В тяжелых мотоциклах с карданной передачей и приводом на заднее колесо дифференциал не применяется. В мотоциклах с боковой коляской и полным приводом (на заднее колесо мотоцикла и на колесо коляски) дифференциал выполнен в виде отдельного механизма. На подобные мотоциклы устанавливают две независимые главные передачи, связанные между собой дифференциалом.

Принцип работы гипоидной главной передачи

Крутящий момент передается от двигателя через сцепление, коробку передач и карданный вал на ось ведущей шестерни гипоидной главной передачи. Ось ведущей шестерни установлена соосно ведущему валу двигателя и ведомому валу КП. При вращении ведущая шестерня, имеющая меньший диаметр, чем ведомая шестерня, передает крутящий момент зубьям ведомой шестерни, приводя ее во вращение. Поскольку контакт поверхности зубьев увеличен за счет их особой формы – косой или криволинейной – передаваемый крутящий момент может достигать очень высоких значений. Однако, сложная форма зубьев приводит к тому, что на их поверхность воздействуют не только ударные нагрузки, но и силы трения (из-за проскальзывания зубьев относительно друг друга). Поэтому в гипоидных главных передачах используют специальное масло, обладающее высокими смазочными свойствами и обеспечивающее длительный срок службы шестеренчатой пары.

Принцип действия червячной главной передачи
В силу конструктивных особенностей, большого передаточного отношения (от 8 в рулевых механизмах, до 1000 в особо мощных лебедках) и низкого КПД червячная пара в автомобильных главных передачах (за редким исключением) не применяется. Наибольшее распространение она получила в лебедках.
Крутящий момент передается на червячное колесо через коробку отбора мощности, подключаемую к раздаточной коробке, установленной (как правило, встречаются и другие кинематические схемы) за коробкой передач автомобиля. Оси червяка и ведомой шестерни (ведомого колеса) располагаются под прямым углом (но встречается и иное расположение осей червячной пары). Червячное колесо входит в зацепление с ведомым косозубым (для обеспечения плотного контакта и увеличения поверхности зацепления) шестеренчатым колесом. Крутящий момент передается от винтовой канавки червяка на зубья ведомой шестерни. Частота вращения червяка намного выше, чем частота вращения ведомого колеса. За счет этого пропорционально увеличивается крутящий момент – чем больше передаточное отношение, тем большее усилие способна развить лебедка.
Червячная передача обладает рядом преимуществ перед главными передачами других типов. Она отличается высокой износостойкостью и не требует применения высококачественных смазочных материалов. Она способна передавать сверхвысокий крутящий момент. Отличается малошумностью и плавностью хода (из-за отсутствия ударных нагрузок на канавку червяка и поверхность зубьев ведомой шестерни). Наконец, червячная передача обладает свойством самоторможения – при прекращении передачи крутящего момента на червяк, вращение ведомого колеса автоматически прекращается.
К недостаткам червячной передачи относят склонность к нагреву из-за сил трения, к заеданию механизма при незначительном износе, повышенные требования к точности сборки червячной пары.
Червячная главная передача относится к редукторам необратимого действия. Если усилие передается от ведомого шестеренчатого колеса к ведущему червяку, то есть в обратном порядке, червяк вращаться не будет. Следовательно, червячная главная передача исключает движение автомобиля по инерции, накатом. Отсюда ее применение на тихоходной транспортной технике и машинах специального назначения. На лебедках для обеспечения свободного вращения барабана червячную пару снабжают муфтой свободного (обратного) хода, которая разобщает барабан и ведомое зубчатое колесо при его вращении в обратном направлении – разматывании троса лебедки.

Принцип работы и конструкция главной передачи автомобиля

Главная передача автомобиля — это трансмиссионный элемент, в наиболее распространенном варианте, состоящий из ведомой и ведущей шестерен, служащий для преобразования крутящего момента от коробки передач, и передачи его на ведущий мост. Тягово-скоростные характеристики автомобиля и расход топлива напрямую зависят от конструкции главной передачи. Рассмотрим устройство, принцип работы, виды и требования к механизму трансмиссии.

  1. Работа главной передачи
  2. Конструкция и характеристики главной передачи
  3. Виды главной передачи
  4. По количеству пар зацеплений
  5. По виду зубчатого соединения
  6. По компоновке
  7. Плюсы и минусы

Работа главной передачи

Принцип работы главной передачи достаточно прост: пока автомобиль находится в движении, крутящий момент двигателю передается от коробки передач, затем с помощью главной передачи и дифференциала на ведущие мосты автомобиля. Таким образом, главная передача напрямую изменяет крутящий момент, который передается на колеса автомобиля. В результате меняется и скорость вращения колес.

Главная особенность этой редуктора — передаточное число. Этот параметр отражает соотношение между количеством зубьев ведомой шестерни (соединенной с колесами) и ведущей (соединенного с вторичным валом коробки передач). Чем выше передаточное число, тем быстрее автомобиль разгоняется (увеличивается крутящий момент), но в то же время значение максимальной скорости значительно уменьшается. Уменьшение передаточного числа увеличивает скорость, но автомобиль начинает разгоняться медленнее. Для каждой модели автомобиля передаточное число подбирается с учетом характеристик двигателя, трансмиссии, размера колес, тормозной системы и т. д.

Конструкция и характеристики главной передачи

Конструкция рассматриваемого механизма проста: главная передача состоит из двух шестерен (зубчатый редуктор). Шестерня меньше по размеру и соединена с выходным валом коробки передач. Ведомая шестерня больше ведущей шестерни и соединена с дифференциалом и колесами автомобиля.

Какими основными характеристиками должна обладать главная передача:

  • минимальный уровень шума и вибраций при работе;
  • минимальный расход топлива;
  • большой КПД;
  • обеспечение высоких тягово-динамических характеристик;
  • технологичность;
  • минимальные габаритные размеры;
  • минимальная масса;
  • высокая надежность;
  • минимальная необходимость в обслуживании.

Эффективность главной передачи можно повысить за счет улучшения качества зубьев обеих шестерен, а также за счет увеличения жесткости деталей и использования подшипников качения в конструкции.

Обратите внимание, что особенно для легковых автомобилей в зубчатых редукторах требуется минимизация вибрации и шума во время работы.

Вибрацию и шум можно минимизировать, обеспечив надежную смазку зубьев, повысив точность зацепления, увеличив диаметр вала и увеличив жесткость элементов механизма.

Виды главной передачи

По количеству пар зацеплений

  • Одинарная – имеет в составе лишь одну несколько шестерен: ведомую и ведущую.
  • Двойная – имеет в составе две пары шестеренок. Делится на двойную центральную или двойную разнесенную. Двойная центральная находится лишь в ведущем мосту, а двойная разнесенная еще и в ступице ведущих колес. Используется на грузовом транспорте, поскольку на нем требуется повышенное передаточное число.

По виду зубчатого соединения

  • Цилиндрическая. Используется на переднеприводных автомобилях, в которых двигатель и коробка передач расположены поперечно. В этом типе соединения используются шевронные и косозубые шестерни.
  • Коническая. Применяется в автомобилях с задним приводом, где габариты механизмов не важны и нет ограничений по уровню шума.
  • Гипоидная. Самый популярный тип зубчатого соединения для автомобилей с задним приводом.
  • Червячная. В конструкции машины трансмиссия особо не используется.

По компоновке

  • Размещается в коробке передач или силовом агрегате. На переднеприводных автомобилях главная передача находится непосредственно в коробке передач.
  • Находится отдельно от КПП. В автомобилях с задним приводом главная пара шестерен расположена в картере ведущего моста вместе с дифференциалом.

Напомним, в полноприводных автомобилях положение главной пары шестерен зависит от типа привода.

Плюсы и минусы

У каждого типа зубчатых соединений есть свои достоинства и недостатки.

  • Цилиндрическая главная передача. Максимальное передаточное число ограничено до 4,2. Дальнейшее увеличение соотношения количества зубьев приводит к значительному увеличению размеров механизма и увеличению уровня шума.
  • Главная передача гипоидная. Этот тип имеет низкую нагрузку на зубья и низкий уровень шума. Наряду с этим из-за смещения в зацеплении шестерен увеличивается трение скольжения и снижается КПД, но при этом появляется возможность максимально опустить карданный вал. Передаточное число легковых автомобилей — 3,5-4,5; для грузовых — 5-7;
  • Коническая главная передача. Она редко используется из-за огромных размеров и шума.
  • Червячная главная передача. Фактически, этот тип зубчатого соединения не используется из-за трудоемкости изготовления и высокой стоимости.

Главная передача – это важная часть трансмиссии, от которой зависит расход топлива, большая скорость и время разгона автомобили. Поэтому исходя из этого при тюнинге трансмиссии несколько шестеренок часто меняют на модернизированный вариант. Это помогает снизить нагрузку на КПП и сцепление, и улучшить разгонную динамику.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: