Цилиндр силового агрегата вместе с поршнем и кольцами образует переменное пространство, где сгорает топливная смесь. Внутренняя поверхность цилиндра имеет зеркально гладкую поверхность и совместно с поршнями образовывает пару скольжения.
Гильзы при работе двигателя испытывают следующие нагрузки:
- Давление газа от сгоревшего топлива;
- Боковую нагрузку от перемещения поршня;
- Термическое воздействие.
Боковая нагрузка – переменная по своим качествам и является причиной вибрации и изгиба цилиндра, что при эксплуатации создает люфт между гильзой и блоком цилиндров. Под действием вышеописанных факторов стенки изнашиваются, что приводит к снижению компрессии и силовых свойств мотора. Гильзы изготавливаются из жестких, прочных и износостойких металлов, способных противостоять этим нагрузкам.
По задумке инженеров поверхность цилиндра должна изнашиваться меньше, чем поршень и кольца, что упростит ремонт двигателя. По умолчанию внутренние стенки цилиндров обладают антикоррозийной устойчивостью, что исключает появление ржавчины. Гильза должна плотно сидеть в посадочном месте и не иметь зазора между головкой мотора, что может привести к вибрациям и попаданию антифриза в камеру сгорания.
Гильзы цилиндров бывают трех типов:
- «Мокрые» – контактируют при работе с антифризом, который их охлаждает и минимизирует перегрев.
- «Сухие» – охлаждаются потоком воздуха в моторах, имеющих воздушное охлаждение.
- Ремонтные – применяются, когда расточка цилиндра невозможна.
В автомобилестроении для изготовления гильз используются прочные виды чугуна, поскольку этот метал прекрасно переносит термические нагрузки, не подвергается коррозии и не деформируется. Современные гильзы цилиндров автомобилей и тракторов делятся на три категории. Подробно рассмотрим каждую из них.
«Мокрые» гильзы
Окружены по периметру «рубашкой охлаждения», где находится охлаждающая жидкость. Именно поэтому они называются «мокрыми». Благодаря такой конструкции осуществляется быстрый отвод тепла, что не дает металлу расширяться и изменять структуру. Однако у данной технологии есть минус – блок цилиндров имеет меньшую жесткость и при перегреве может деформироваться, что является причиной ремонта двигателя. Подобное решение считается оптимальным и активно используется на легковых автомобилях, грузовиках и тракторах, поскольку отличается ремонтопригодностью.
В случае износа или глубоких задиров гильзы заменяются новыми без дополнительной доработки. Операция выполняется прямо на автомобиле без демонтажа мотора, что удешевляет ремонт. Герметичность при таком решении обеспечивают уплотнительные прокладки, исключающие прорыв газов и просачивание антифриза в камеру сгорания. Внутренняя поверхность проходит серьезную обработку и доводится до глянца, чтобы масляная пленка за счет капиллярного натяжения держалась на поверхности и смазывала поршень с кольцами. Сегодня «мокрые» гильзы используются на всех видах современного коммерческого транспорта.
«Сухие» гильзы
С охлаждающей жидкостью не контактируют из-за особенностей конструкции двигателя. Они заливаются в алюминиевый блок на этапе изготовления мотора. Такое решение применяется для облегчения веса автомобиля и экономии топлива. Технологию используют компании: Honda, Land Rover, Volvo, Audi, Volkswagen и другие автопроизводители. Подобные двигатели имеют внушительный эксплуатационный ресурс, поскольку цилиндры возможно растачивать три раза, под ремонтные размеры поршней и колец, что не требует замены блока двигателя. После трех заточек гильза заменяется специальной заготовкой, которая запрессовывается в блок под давлением, после чего подвергается токарной обработке, хонингуется и шлифуется.
При установке «сухие» гильзы крепятся верхним или нижним буртом, либо монтируются без упора. Японская компания ISUZU применяет оригинальное решение в этой сфере. На свои двигатели устанавливает тонкостенные стальные изделия, покрытые тонким слоем хрома железа. Подобные гильзы не нуждаются в дополнительной токарной обработке, могут сразу устанавливаться в блок под небольшим давлением, фиксируются широким буртом и головкой блока. Двигатель с «сухими» гильзами отличается повышенной жесткостью и не деформируется при максимальных термических нагрузках.
Гильзы для моторов, имеющих воздушное охлаждение
В таких движках гильзы отличаются специальным оребрением для лучшего отвода тепла. По этой причине блок цилиндров не отливается на заводе, а собирается из разных частей. Гильзы в блоках крепятся специальными шпильками или анкерами к несущим цилиндрам. Они производятся из монометаллических или биметаллических металлов. Гильзы из монометаллов выпускаются из чугуна, стали или облегченных сплавов. Биметаллические цилиндры делаются из стальных или чугунных заготовок, вокруг которых навиты или залиты алюминиевые ребра. Использование двигателей с воздушным охлаждением актуально при производстве тяжелой техники. Например, такое решение применяет известная немецкая компания DEUTZ.
Вам может быть интересно:
