Устройство для выпрессовки отработавших гильз цилиндров из моноблоков автотракторных двигателей. Устройство гильзы двигателя


Ремонт гильз цилиндров своими руками » АвтоНоватор

Состояние гильз цилиндра в значительной мере определяет ресурс двигателя. В переводе с нем. гильза – оболочка. А для того, чтобы понять в каких случаях производится ремонт гильз цилиндров, и что он собой представляет, разберемся с тем, какой бывает гильза цилиндра.

Какая она, гильза цилиндра

На современных легковых автомобилях применяются две группы гильз:

  • «мокрые» гильзы — данный тип гильз конструктивно соприкасается с охлаждающей жидкостью двигателя. Комплектуются уплотнительными прокладками для предотвращения попадания газов в охлаждающую жидкость и наоборот. Гильза цилиндра этой группы более ремонтопригодная.
  • «сухие» гильзы – гильза цилиндра данной группы в некоторых двигателях заливается в блок при изготовлении. Естественно, они не соприкасаются с охлаждающей жидкостью, отсюда и название.

Фото мокрой и сухой гильз цилиндров, focusello.narod.ru

Основными свойствами, которыми должна обладать гильза цилиндра, являются: износостойкость, прочность, высокая антикоррозийная устойчивость. Конструктивные особенности гильз должны обеспечивать надёжность уплотнений в местах стыка гильзы с ГБЦ и блоком цилиндров.

Ремонт гильз цилиндров

Как правило, восстановление ресурса двигателя возможно при помощи метода гильзования. Для этого производителем предусмотрены ремонтные гильзы (втулки). Согласитесь, что ремонт блока цилиндров, ремонт ГБЦ и ремонт гильз цилиндров, это намного более дешёвая процедура, чем покупка нового двигателя.

На фото - гильзы блока цилиндров, 5fan.ru

Ремонт гильз цилиндров в блоках из разных материалов (чугун, алюминий) отличается по своей технологии.

  • «сухие» гильзы, как правило, устанавливаются способом термической обработки, или устанавливаются холодным способом, т.е. с применением специализированного оборудования.
  • «мокрые» гильзы проще поддаются ремонту, так как вставляются и удаляются при ремонте блока цилиндров, вручную.

Фото расточки гильз цилиндров, forum.motoroad.ru

Не является обязательным условием при ремонте гильз, их замена во всех цилиндрах. Во время диагностики цилиндров блока выявляется, какая гильза цилиндра требует ремонта (замены).

Реконструкция блока цилиндров

Этот процесс начинается с расточки цилиндров под гильзы. На качество расточки очень сильно влияет ресурс ремонтируемого двигателя. Расточка блока позволяет добиться как необходимого размера, так и правильной геометрии гнёзд.

Если расточка проведена неправильно, то эллипсоидная геометрия гнезда, после гильзования передастся самой гильзе. Для придания точности и необходимой гладкости поверхности гнёзд, после расточки их подвергают хонингованию.

Процедура гильзования

Если с «мокрыми» гильзами процедура гильзования более менее понятна, в силу конструктивных особенностей, то гильзование «сухих» гильз цилиндра вам вряд ли удастся провести своими руками в гараже.

На фото - гильзирование блока цилиндров, honda-club.tomsk.ru

Горячее гильзование производится с учетом разницы температур. Блок цилиндров нагревается при помощи газовой горелки до температуры 120-1500. После этого в подготовленное гнездо вставляется охлаждённая гильза.

Монтажу гильзы цилиндра предшествует её обработка специальным составом для избавления от водяного конденсата. Метод горячего гильзования «сухих» гильз цилиндра является самым качественным.

Фото гильзирования блока цилиндров, autocentre.ua

В силу особенностей структуры материала цилиндры блоков, выполненные из галникала, не поддаются расточки. Поэтому в такие блоки цилиндров при ремонте производится запрессовка алюминиевых гильз.

Критерии качества гильзы цилиндра

Форма. Конусность и эллипсность гильзы не должна выходить за пределы 0,02 мм. Разность толщины стенки не должна превышать 0,01 мм.

Поверхность. Шлифовка поверхности гильзы цилиндра выполняется не ниже 8-10 класса точности, иначе через некоторое время вам вновь понадобится ремонт двигателя.

На фото - определение качества ремонтных гильз блока цилиндров, te.viz-k.ru

Выбор гильз. Ремонтные гильзы выбираются по каталогу с учетом припуска для последующей расточки. Допустимый разнос может быть не более 0,5 мм.

Удачи вам при проведении ремонта гильз цилиндров.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

carnovato.ru

ТИПЫ МАТЕРИАЛОВ ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ

В настоящее время широкое применение для гильз цилиндров двигателей автомобилей получил серый чугун. Он в достаточной степени соответствует требованиям к данной детали.

Соотношение основных и легирующих элементов для различных цилиндров приводятся в широком количественном интервале. Серый чугун, применяемый для гильз цилиндров, по химическому составу можно условно разделить на четыре основные группы (табл.). Условность классификации заключается в том, что нельзя точно определить границы для каждой группы чугунов по содержанию элементов. Основное их отличие состоит в особенностях микроструктуры чугуна.

1.Гильзы из нелегированного чугуна

Гильзы из нелегированного чугунане обеспечивают необходимой долговечности двигателей, особенно при их работе в тяжёлых условиях эксплуатации, когда усиливается процесс абразивного износа или увеличивается тепловое воздействие на поверхность трения. Для повышения их износостойкости в гильзы вставляют нирезистовые вставки, которые изготавливают из аустенитного чугуна, легированного большим количеством никеля (Ni). Хотя это и приводит к некоторому увеличению износостойкости деталей ЦПГ, однако существует ряд факторов, которые ограничивают их применение: этот материал может быть использован только для вставок в верхнюю часть цилиндров, он нетехнологичен при обработке, кроме того, использование чугунов с высоким содержанием Ni во многих случаях нецелесообразно и экономически. Поэтому, в последнее время конструкторы и исследователи отказываются от практики применения нирезистовых вставок, предпочитая сплошной материал тела гильзы.

Фосфористые чугуны отличаются повышенным (0,3–1,0 %) содержанием фосфора (P) и имеют в структуре разорванную (при 0,3–0,6 % P) или замкнутую (при 0,6–1,0 % P) сетку фосфидной эвтектики. Содержание легирующих элементов в этих чугунах такое же, как и в аналогичных низкофосфористых чугунах.

Таблица

Марка двигателя (чугуна),страна

(фирма)-производитель

Химический  состав,  %

Ис-

точ

ник

C Si Mn P S Cr Ni Cu Ti V Mo
Нелегированные  и  низколегированные
GKN (Вел-британия),    5 3,2 2,0 0,65 0,2 - 0,4 - - - - -  
GKN (Вел-британия),   11 3,4 2,5 0,65 0,18 - 0,3 0,25 - - - 0,4  
GKN (Вел-британия),   28 3,2 1,9 0,65 0,25 - - - 0,8 0,04 - -  
ЗМЗ-53 (СНГ),  СЧ 24-44 3,1-3,4 2,2-2,4 0,7-1,2 0,18-0,25 ?0,12 0,2-0,35 0,15-0,35 - - - -  
ЗИЛ-130 (СНГ), СЧ 18-36 3,2-3,6 1,9-2,4 0,7-1,2 0,2-0,3 ?0,12 0,2-0,35 ?0,35 - - - -  
Caterpiller (США) 3,2 2,17 0,73 - - 0,25 - 0,23 0,03 0,04 -  
Среднелегированные
CAMATZU (Япония) 3,29 2,16 0,72 0,07 - 0,33 0,32 0,55 0,02 0,05 0,16  
ЯМЗ-236,-238 (СНГ) 3,2-3,5 2,1-2,6 0,6-0,8 ?0,2 ?0,12 0,3-0,45 ?0,12 0,15-0,4 ?0,08 - -  
КамАЗ-740 (СНГ) 3,1-3,4 1,9-2,5 0,6-0,9 ?0,2 ?0,12 0,25-0,5 0,15-0,4 0,25-0,4 ?0,12 - -  
Низколегированные  фосфористые
AE Franse(Франция), 38С 2,8-3,5 1,7-2,5 0,5-1,0 0,35-0,65 0,1 0,2-0,5 - - - - -  
Tev.-Thompson(Гер.),A62 3,2-3,5 1,8-2,2 0,6-1,0 0,3-0,5 0,07 0,2-0,5 - - - - -  
Tev.-Thompson(Гер.),A82 3,2-3,5 1,8-2,2 0,6-1,0 0,3-0,5 0,07 0,2-0,5 0,3-0,6 - - - -  
ЗИЛ-130 (СНГ), КМЗ 3,1-3,5 1,8-2,5 0,5-1,0 ?0,4 ?0,15 0,25-0,6 ?0,3 ?0,3 - - -  
NPR (Япония) CI(Cu,Cr) 3,0-3,7 1,4-2,5 0,5-1,0 0,5-1,0 0,12 0,2-0,5 - 0,2-0,5 - - -  
Среднелегированные  фосфористые
Tev.-Thompson(Гер.),A92 3,8-4,3 1,0-1,4 0,1-0,4 0,1-0,4 0,04 0,2-0,4 - 0,4-0,8 - - 0,4  
ЗМЗ-2401 (СНГ) 3,3-3,7 2,2-2,6 0,5-0,7 0,3-0,45 ?0,1 0,5-0,75 0,15-0,5 0,5-0,8 ?0,15 - -  
ДУЙЦ (Германия) 3,57 1,9 0,70 0,45 - 0,33 0,13 0,32 - - -  
FIAT (Италия) 3,30 2,25 0,67 0,53 - 0,41 0,17 0,40 0,03 - 0,43  
NPR(Япон.) CI(Ni,Cr,Mo) 3,0-3,7 1,4-2,5 0,5-1,0 0,2-0,5 0,12 0,5-1,2 0,15-0,25 - - - 0,25  

Химический  состав  чугунов,  используемых  для  изготовления  гильз  цилиндров  автомобильных  двигателей.

Между тем, лабораторные испытания и производственная практика показывают, что наибольшей износостойкостью обладают гильзы, полученные из легированного серого чугуна.

Влияние химического состава и микроструктуры на механические свойства чугуна обстоятельно исследовано и на основе этого сложились определённые взгляды: при легировании и модифицировании чугунов их металлическая матрица упрочняется и меньше пластически деформируется при трении; антифрикционные и прочностные свойства чугуна зависят от строения металлической основы и графита; графит является своеобразным индикатором микростроения чугуна и позволяет судить о его пригодности для определённых условий трения. Однако, что касается влияния этих параметров на изнашивание чугуна, то здесь единой точки зрения нет.

Для качества легированных чугунов, кроме методов плавки, также важны точное (при помощи средств автоматизации) выдерживание режимов и строгий контроль химического состава шихты и жидкого металла. Именно их сочетание, а также модифицирование дают возможность получать различные марки чугунов с заданными свойствами из одного базового.

Следует заметить, что по химическому составу материал гильз цилиндров двигателей СНГ и чугуны, используемые специализированными зарубежными фирмами, различаются незначительно.

На рис. приведены величины износа ряда чугунов при различных нагрузках и времени испытания.

Таким образом, опыт применения серых чугунов для гильз цилиндров показывает, что наибольший эффект в повышении надёжности работы детали даёт комплексное легирование чугуна такими элементами как Cr, Ni, Mo, Cu в оптимальном соотношении с основными элементами. Главное при этом – достижение такого уровня легирования, которое в процессе трения способно в диапазоне рабочих режимов двигателя обеспечить образование на поверхности защитных вторичных слоёв. Необходимое условие – способность этих слоёв противостоять развитию схватывания, локализовать разрушения в весьма малыхобъёмах вторичных структур и иметь положительную реакцию на ужесточение режимов трения в цилиндре двигателя без возникновения катастрофических форм изнашивания.

2.Гистограммы износа аустенитных и серых чугунов, легированных различными химическими элементами:

а – нагрузка 125 МПа, время испытаний 15 ч; б – нагрузка 175 МПа, время испытаний 30 ч; 1-нирезист; 2,3,4,5,6,7-чугун СЧ 21-40, легированный соответственно 0,30% Mo, 0,30% P, 2,5% Cu, 0,15% Ti, после азотирования, 0,12% V; 8- СЧ 24-44; 9- износостойкий чугун, легированный Cr; 10-марганцовистый аустенитный чугун с 10% Cr; 11-серый чугун фирмы "Дойц"; 12,13,14-серые чугуны для гильз соответственно КамАЗ, ЗИЛ и ГАЗ.

Однако широкое варьирование содержанием в химическом составе чугуна основных и легирующих элементов не обеспечивает явных преимуществ ни одной из вышеперечисленных групп материалов по технологическим, прочностным, эксплуатационным и экономическим показателям, что и определяет необходимость применения различных методов упрочнения рабочей поверхности гильз цилиндров.

www.autoezda.com

МЕТОДЫ УПРОЧНЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ

При эксплуатации автомобиля в различных условиях возникаетнеобходимость повышения износостойкости и антифрикционных качеств рабочей поверхности гильзза счёт специальной обработки или методов упрочнения.

Провести сравнительный анализ методов упрочнения можно лишь условно, поскольку результаты исследований не всегда подтверждаются однотипными данными результатов (часов работы, километров пробега, износа и т.д.). Кроме того, исследование новых методов упрочнения проводят, как правило, в сравнении с различными одним-двумя уже известными методами, а показания сравниваемых характеристик приводится на уровне "во столько-то раз… (на…% и т.п.)", что также искажает представление об общей оценке их эффективности.

Легирование чугуна гильз цилиндров, рассмотренное в предыдущем разделе, является одним из методов упрочнения. К сказанному выше необходимо добавить, что упрочнение происходит в результате торможения дислокаций на внедрённых атомах, что существенно изменяет сопротивление их движению и обеспечивает упрочнение металлической матрицы, повышение её сопротивления пластическим деформациям и меньшее снижение твёрдости при нагреве.

Наиболее распространённые виды химико-термической обработки (ХТО)– азотирование, сульфидирование и фосфатирование. Они позволяют сократить расход Ni, Cr, Cu за счёт использования для изготовления гильз менее легированных материалов.

1.Азотирование

Азотированиемдостигается значительное повышение (»40НRС) твёрдости, износо- и коррозионостойкости рабочей поверхности гильз за счёт образования в ней карбонитридной фазы, которая имеет достаточную пластичность и становится рабочим элементом упрочнённого слоя. В работе указывается, что монолитные гильзы цилиндров двигателя ЗИЛ-130 из СЧ 24-44 после азотирования имели износостойкость в 1,5 – 1,9 раза выше, чем серийные с нерезистовой вставкой, при пробеге автомобиля 120…160 тыс.км. При этом во столько же раз уменьшалось изнашивание поршневых колец.

Однако, упрочнённый азотированием слой плохо прирабатывается и может выкрашиваться в процессе эксплуатации, при этом шероховатость поверхности ухудшается до Rа=0,63…2,5 мкм. Поэтому упрочнение азотированием не рекомендуется для двигателей автомобилей, работающих в запылённых карьерах.

2.Сульфидирование

При сульфидированиина рабочей поверхности гильзы образуется слой сернистого железа, который хорошо прирабатывается, повышает маслоёмкость рабочей поверхности, предотвращает схватывание с поршневыми кольцами, обеспечивает стабильно низкий коэффициент трения, увеличивает сопротивление изнашиванию, имеет надёжное сцепление с основным материалом. Однако увеличена склонность к образованию сернистых соединений и коррозии.

"Аналогичные свойства имеет и фосфатированный слой. Кроме того, он коррозионностойкий".

Главными недостатками всех видов ХТОявляются малая глубина внедрения в основной материал (0,3-0,35 мм), при этом окончательное периодическое хонингование гильз под ремонтный размер затруднено и ещё несколько её уменьшает. Поверхностный слой не может длительное время противостоять высоким нагрузкам, при которых работает пара гильза - поршневое кольцо; этот метод упрочнения довольно энергоёмок и дорог.

Поверхностное пластическое деформирование (ППД)– эффективный способ повышения износостойкости трущихся поверхностей детали в условиях граничного трения, основанный на использовании пластических свойств материала. В результате такой обработки удаляются риски и микротрещины от предыдущей обработки, увеличиваются твёрдость, износо- и коррозионостойкость поверхности и её усталостная прочность. В настоящее время существует значительное количество способов ППД. Об эффективности способов ППД по сравнению с наиболее распространёнными видами чистовой обработки гильз цилиндров можно судить по данным табл..

Результаты экспериментов показали, что износ поверхностей у образцов после упрочняющей обработки в период приработки меньше в 1,1-1,8 раза, а темп изнашивания в период естественного изнашивания меньше в 2 раза.

Таблица.

Вид  и  способ  обработки Класс точности Шероховатость Ra, мкм
резание

растачивание

хонингование

шлифование

3-2 2,5-1,25
2-1 0,62-0,08
2-1 0,16-0,125
ППД

раскатывание: -роликами

-шариками

2-1 0,32-0,08
2 0,32-0,08

Поверхностный слой, раскатанный при оптимальных режимах, имеет повышенную (на 18-27%) микротвёрдость. Наибольшее её повышение наблюдается у перлитных чугунов, графитовые включения которых имеют меньшую длину, более обособлены и завихрены. Толщина слоя с повышенной микротвёрдостью колеблется в пределах 0,05-0,5 мм: чем больше диаметр деформирующего элемента, тем толще слой с повышенной микротвёрдостью. Кроме того, при раскатывании происходит некоторое измельчение графитовых включений, зёрна перлита после деформации имеют другую ориентировку по сравнению с исходной. Форма зёрен становится сплюснутой в направлении радиальных сил деформации. Вместе с тем, в подавляющем большинстве случаев, как утверждают авторы работ можно подобрать оптимальные параметры деформирующего элемента, обеспечивающие сохранение или даже улучшение исходной макрогеометрии Несомненным положительным моментом следует считать то, что ППД является окончательной операцией и возможно как в промышленном, так и в ремонтном производстве.

Однако, оно лишь в незначительной степени исправляет погрешности предшествующей обработки. Поэтому предшествующая обработка заготовок должна быть достаточно точной. Существенную роль в достижении необходимого качества поверхности играет величина силы воздействия на обрабатываемую поверхность, число ходов инструмента, подбор деформирующего элемента.

В работах приводятся примеры исследований упрочнения гильз цилиндров ППД с одновременным нанесением антифрикционного покрытия. По утверждению авторов работ этот метод превосходит по эффективности фосфатирование, направленное хонингование и алмазное вибровыглаживание, а полученные результаты после пробега укомплектованных двигателей 5-25 тыс.км показали, что обработка гильз этим методом в сравнении с алмазным хонингованием позволяет: повысить ресурс работы деталей ЦПГ в 1,9-2,6 раза; ускорить приработку в паре гильза – кольцо до 2 раз; сократить расход топлива двигателей ЗМЗ-53, ЗМЗ-24 на 0,4-0,5л/100 км; уменьшить коэффициент трения до 30%; повысить в 1,8-5,0 раз износостойкость рабочей поверхности гильзы; подвергать обработке только её верхнюю наиболее изнашиваемую часть.

Существенным недостатком этого метода является малая толщина антифрикционного слоя (до 5 мкм), что в условиях ведущего абразивного изнашивания будет недостаточно и, как следствие, может вызвать другие виды износа, уменьшая ресурс гильзы.

С цельюповышения износостойкости рабочей поверхности гильзв современном автомобильном двигателестроении для большинства гильз цилиндров двигателей, в том числе и зарубежных применяется её закалка. Термообработка закалкой серого чугуна с перлитной структурой позволяет преобразовать его в чугун с мартенситной структурой.

3.Закалка гильз

Закалка гильз, проводимая токами высокой частоты (ТВЧ), позволяет получить рабочую поверхность, упрочнённую на глубину до 2,5 мм (ЯМЗ – 1,0-2,5), (КамАЗ–1,0 мм). Её твёрдость после закалки ТВЧ достигает 38-48 НRС в зависимости от различных факторов. Удельный износ таких гильз составляет в зависимости от условий эксплуатации автомобиля 0,5-2,0 мкм/1000 км. Достаточная глубина закалённого слоя позволяет производить перешлифовку гильз под ремонтные размеры, что увеличивает ресурс её работы.

Однакопри закалке рабочей поверхности гильз ТВЧсуществует большая вероятность геометрической деформации, образования трещин на закаливаемой поверхности, получения неоднородной твёрдости как по окружности, так и по высоте, неоднородности структуры (наличие обособленных микроучастков структурно-свободного феррита в структуре закалённого слоя и т.п.), что является причиной повышенного износа гильз цилиндров. Для предотвращения этих нежелательных дефектов исследователи подбирают оптимальные режимы закалки (время нагрева под закалку, наличие подогрева перед закалкой, интенсивность наружного и (или) внутреннего охлаждения и т.д.) для каждого определённого химического состава чугуна.

Применение в качестве теплового источника лазерабольшой мощности позволяет устранить названные для закалки ТВЧ недостатки за счёт  управляемого подвода теплоты, при котором не требуется подача охлаждающей среды для закалки нагретой зоны, так как мартенситное затвердевание происходит вследствие самозакалки. Максимальная глубина мартенситной структуры при лазерной закалке может достигать 1,5 мм практически для всех применяемых марок чугуна. Испытания показали, что гильзы, упрочнённые лазерным лучом, имеют износостойкость и твёрдость рабочей поверхности большую или равную азотированным, гильзам с нирезистовой вставкой и упрочнённым ТВЧ.

Следует отметить, при обработке лазерным излучением графит, находящийся на рабочей поверхности гильзы цилиндра, выгорает под действием высоких температур, что приводит к увеличению шероховатости поверхности и ряду других отрицательных при работе детали последствий. Также необходимо дорогое оборудование для проведения лазерной закалки.

Из выше изложенного следует, что методы упрочнения рабочей поверхности гильз цилиндров как широко распространённые, так и альтернативные, должны в результате воздействия на неё устранять недостатки, вызванные литейным процессом и, в зависимости от назначения и химического состава, придавать детали качества, необходимые для обеспечения ресурса работы двигателя. Однако, как видно из обзора источников  наработки двигателей до отправки в капитальный ремонт, в том числе с указанными методами упрочнения, в реальных условиях эксплуатации существенно ниже нормативных. Таким образом, поиск новых способов и методов упрочнения рабочей поверхности гильзы цилиндров для нынешнего состояния автомобильного двигателестроения является объективной необходимостью.

www.autoezda.com

Установка гильз цилиндров в блок двигателя.

Мокрые гильзы устанавливаются в гнёзда блока цилиндров с зазором. От осевого перемещения, гильзы удерживаются головкой блока. Для надёжного прижатия гильзы, её верхняя часть должна выступать над привалочной плоскостью блока цилиндров на рекомендованную величину (0,02 – 0,12 мм.). Величина выступания гильзы, как правило, регулируется подбором шайб, устанавливаемых под опорный бурт. Эти же шайбы уплотняют гильзу в гнезде, предотвращая попадание охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения через стык гильзы с её опорой в картер двигателя. В конструкциях двигателей, где применение шайб не предусмотрено, на привалочную плоскость бурта гильзы или посадочную плоскость гнезда, наносится тонкий слой специального термостойкого клея или герметика. Проверка выступания гильзы показана на рис. 6.16.

Сухие гильзы удерживаются в гнёздах блока цилиндров натягом. В зависимости от требуемой величины натяга, для соединения чугунной гильзы и алюминиевого блока цилиндров, необходимо обеспечить разницу температуры соединяемых деталей в пределах 100 - 180 градусов С, для чего блок цилиндров нагревают в муфельной печи или, помещая его в горячую воду, а гильзу охлаждают «сухим льдом» или жидким азотом. В «сухом льду» (твёрдой углекислоте) возможно охлаждение до -80 градусов С (реально, до -60 градусов), а в жидком азоте до -140 градусов. Нагревание блока цилиндров открытым пламенем равно как и запрессовка чугунных гильз в алюминиевый блок давлением, недопустимо.Гильзование чугунных блоков цилиндров, в ряде случаев, разрешается проводить способом запрессовки.Запрессовка чугунных гильз в чугунный же блок цилиндров, как правило, возможна при величине натяга, не превышающем 0,05 мм. (редко более). Запрессовку гильз осуществляют с помощью пресса. При отсутствии заводского пресса, приспособление для запрессовки можно сконструировать из металлических швеллеров, соединив их с помощью сварки в виде рамы должного размера, и гидравлического или винтового домкрата. В продаже можно так же увидеть, более компактные и простые в применении, винтовые приспособления.Производить запрессовку детали в отверстие ударом запрещается. Для упрощения процесса запрессовки, можно нагреть блок или охладить гильзу, обеспечив разницу температур соединяемых деталей, примерно в 60 - 100 градусов С. При указанной величине натяга и разнице температур, гильза должна опустится в гнездо без применения каких либо приспособлений. При необходимости «помочь» гильзе опустится в гнездо можно постукивая по ней деревянной киянкой или молотком через деревянную проставку.

Похожие статьи:

poznayka.org

Способ удаления гильзы цилиндра из блока автотракторного двигателя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано при ремонте ДВС. Способ заключается в том, что предварительно снимают головку блока, проворачивают коленчатый вал по часовой стрелке, устанавливая поршень в ВМТ. Затем в удаляемую гильзу устанавливают втулку с днищем, имеющую радиальный паз сбоку и на днище, до контакта ее нижнего торца с поршнем. Проворачивают коленчатый вал против часовой стрелки до тех пор, пока днище втулки не окажется на уровне верхнего торца удаляемой гильзы или ниже него. Затем с помощью трехгранного клина, внедряемого в тело втулки, создают натяг между втулкой и гильзой. Проворачивают коленчатый вал по часовой стрелке, пока удаляемая гильза не сдвинется со своего первоначального места и переместится вверх. Затем гильзу удаляют из блока вместе со втулкой и клином. Приведена конструкция устройства для осуществления способа. Технический результат - повышение производительности процесса удаления гильзы и уменьшение объема разборочно-сборочных операций. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области производства и ремонта автотракторных двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ удаления гильзы цилиндров автотракторных двигателей, заключающийся в полной разборке двигателя с последующим удалением гильзы из блока путем приложения усилия на нижний торец гильзы, например, с помощью гидравлического или пневматического пресса [1]. Такой способ эффективен только при капитальном ремонте двигателя. В процессе эксплуатации двигателя, когда может возникнуть необходимость в замене только одной гильзы по причине выхода ее из строя или замены только уплотнительного кольца какой-либо гильзы, такой способ требует снятие двигателя с автомобиля с последующей полной ее разборкой и сборкой и установкой ее обратно на автомобиль. То есть такой способ практически не пригоден по причине его большой трудоемкости и затрат времени в условиях эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является приспособление [2], применение которого при удалении гильзы предполагает снятие головки блока. Удаление гильзы из блока с помощью данного приспособления осуществляется за счет силы трения, возникающей между поверхностями трех захватов клинообразной формы и поверхностью удаляемой гильзы. Удаление гильзы с устройством из блока осуществляется за счет перемещения поршня, находящегося в гильзе. Приспособление довольно сложное конструктивно. В процессе его использования из-за неточностей изготовления (например, погрешностей шага винтовых соединений отдельных клиньев) усилие контакта с поверхностью гильзы по отдельным клиньям может быть разным, что может привести к перекосу и проскальзыванию приспособления относительно гильзы в процессе работы. Настройка (установление приспособления в гильзу и раздача клиньев с помощью винтовых механизмов) требует затрат времени, последующее удаление приспособления из гильзы также требует затрат времени. Так как контакт захватов приспособления с поверхностью гильзы осуществляется на небольшой площади (на трех небольших участках), то требуется создавать большое усилие контакта для создания силы трения, достаточной для удаления гильзы. Это может привести к деформации и повреждению поверхности гильзы и выходу ее из строя. Такой вариант возможен в том случае, если имеется необходимость замены только уплотнительных колец, а гильза исправна и ее обратно устанавливают в блок.

Сущность изобретения заключается в следующем. Для удаления гильзы из цилиндра к гильзе необходимо приложить осевое усилие, направленное в сторону головки блока. При известных способах удаления для создания такого усилия необходимо снять двигатель с автомобиля, практически полностью разбирать весь двигатель, а затем только удалить гильзу из блока. Такой процесс трудоемок, требует много времени, приносит убытки из-за длительного простоя техники в ремонте. Удаление гильзы из цилиндра с помощью известного приспособления для захвата и выпрессовки гильз из блоков цилиндров также требует много времени по установке устройства в гильзе и последующего его удаления из гильзы. Устройство конструктивно сложное, из-за возможного неравномерного прижатия клинообразных захватов к стенке гильзы возможны перекосы и перемещение (срыв) устройства относительно гильзы в процессе удаления, что потребует повторение всего процесса удаления. Кроме того, при применении известного устройства площадь контакта между поверхностями захватов и поверхностью гильзы получается небольшой, что потребует создания большого давления для создания натяга, достаточного для перемещения удаляемой гильзы. Это может привести к деформации гильзы, возникновению царапин на поверхности гильзы. Это особенно нежелательно при ситуациях, когда необходимо заменить только уплотнительные кольца, а в блок устанавливается та же гильза, которую удалили для возможности замены уплотнительных колец. При применении предложенного способа и устройства получается большая площадь контакта практически по всей длине окружности, что не требует создания больших давлений и исключает возможность деформации гильзы. Так как материал втулки с днищем имеет большой коэффициент трения, то это тоже способствует уменьшению необходимого для создания натяга давления, повышает надежность работы устройства, например, исключает возможность перемещения втулки с днищем относительно удаляемой гильзы в процессе использования. При применении предложенного способа осевое усилие для удаления гильзы создается путем вращения коленчатого вала двигателя, которое от коленчатого вала двигателя через шатун и поршень передается на втулку с днищем, предварительно установленную в удаляемую гильзу, нижний торец которой контактирует с днищем поршня двигателя. В радиальный паз на днище втулки устанавливается и внедряется трехгранный клин, который по мере его внедрения в тело втулки деформирует втулку в радиальном направлении. Так как зазор между втулкой с днищем и гильзой очень мал, то величина деформации достаточна для создания натяга между втулкой и гильзой. Чем глубже внедряется трехгранный клин в тело втулки, тем больше получается натяг. Таким образом, при перемещении поршня вверх осевое усилие передается втулке с днищем, а от нее (через натяг) гильзе, которую необходимо удалить из блока. Сила трения между наружной поверхностью гильзы и уплотнительными кольцами намного меньше, чем сила трения между поверхностью втулки и внутренней поверхностью гильзы, поэтому гильза легко перемещается вверх, а затем вместе с втулкой и клином удаляется из блока. Способ и устройство особенно эффективны для двигателей, у которых конструктивно каждая гильза имеет свою отдельную головку, например, двигателей автомобилей КамАЗ.

На фиг.1 показана реализация способа с помощью устройства. Приняты следующие обозначения: 1 - поршень, 2 - втулка с днищем, 3 - клин трехгранный, 4 - гильза цилиндра, 5 - шатун, 6 - блок автотракторного двигателя, 7 - нижние уплотняющие кольца, 8 - поршневые кольца, 9 - верхнее уплотняющее кольцо. На фиг.2 показана втулка с днищем в продольном сечении. Основные геометрические параметры втулки: d - наружный диаметр, D - внутренний диаметр, d1 - диаметр осевого отверстия, R - радиус закругления, Н - высота втулки. На фиг 3 показана втулка с днищем (вид сверху). Обозначения: h - ширина паза втулки, d1 - диаметр осевого отверстия (d1>h). На фиг.4, 5 и 6 изображен трехгранный клин соответственно виды спереди, сверху и слева. На фиг.7 (вид сверху) показано расположение трехгранного клина в пазу на днище втулки. Обозначения: 2 - втулка с днищем, 3 - клин трехгранный, 4 - гильза цилиндра, 6 - блок автотракторного двигателя.

Удаление гильзы из блока с помощью предлагаемого способа осуществляется следующим образом (фиг.1). Предварительно снимают соответствующую головку блока, то есть головку блока, которая установлена на гильзе, которую необходимо удалить. Затем, проворачивая коленчатый вал по часовой стрелке, устанавливают поршень 1 в положение верхней мертвой точки. На днище поршня устанавливают втулку 2 с днищем. При этом нижний торец втулки контактирует с днищем поршня 1. Втулка 2 имеет радиальный паз сбоку и на днище до оси втулки (фиг.2 и 3). На фиг. 2 показано сечение втулки 2 - вид спереди, а на фиг.3 - вид сверху. На днище втулки 2 выполнено осевое отверстие диаметром d1. Диаметр отверстия больше ширины паза втулки «h», то есть, d1>h. Осевое отверстие необходимо для предохранения появления трещины на днище втулки в процессе внедрения клина 3 в тело втулки (фиг.1) и тем самым продлевается срок службы втулки, наличие отверстия также позволяет втулке легко деформироваться в радиальном направлении. Основные параметры втулки - «D», «d», «R» «Н» (фиг.2) необходимо подобрать таким образом, чтобы втулка могла легко деформироваться, в то же время, оставаясь прочной, а также своим нижнем торцом не повредила днище поршня в процессе удаления гильзы 4 (фиг.1). Высота «Н» не должна быть больше расстояния от днища поршня в его положении нижней мертвой точки и верхнего торца удаляемой гильзы. То есть втулка при установке ее в удаляемую гильзу не должна выступать за верхний торец гильзы, днище втулки может быть на уровне верхнего торца удаляемой гильзы или ниже его. Это необходимо для создания необходимого трения и исключения возможного разрушения втулки в процессе внедрения в нее трехгранного клина. Наружный диаметр «d» втулки равен номинальному диаметру поршня 1. Соотношение диаметров «D» и «d» (фиг.2) на нижнем торце втулки необходимо подобрать таким образом, чтобы была максимальная упругость (деформируемость) втулки. С этой точки зрения соотношение диаметров («D», «d») должно быть по возможности большим, приближаясь к единице, но в то же время оставаясь меньшим единицы. Но с точки зрения исключения повреждения днища поршня это соотношение должно быть по возможности небольшим, что позволит увеличит площадь контакта нижнего торца втулки с днищем поршня. Наличие радиуса «R» уменьшает концентрацию напряжения и повышает прочность и надежность втулки. В радиальный паз на днище втулки устанавливают трехгранный клин. Форма клина показана на фиг.4, 5 и 6. Положение клина 3 в пазу на днище втулки 2 показано на фиг.7. Затем внедряют клин в тело втулки до тех пор, пока втулка не деформируется в радиальном направлении и не войдет в контакт с поверхностью удаляемой гильзы 4. Поворачивают коленчатый вал по часовой стрелке до тех пор, пока удаляемая гильза не сдвинется со своего первоначального места и переместится вверх. Затем удаляют гильзу из блока вместе со втулкой и клином. На этом процесс удаления гильзы из блока завершается.

Лабораторные испытания показали осуществимость данного способа. Силы трения, возникающие на поверхности контакта втулки с днищем и гильзы, намного больше и легко преодолевают силы трения, возникающие между уплотнительными кольцами и наружной поверхностью гильзы. Это и является основой осуществимости предложенного способа.

Применение предложенных способа и устройства для удаления гильзы цилиндров автотракторных двигатели по сравнению с известными способами и устройствами позволяет повысить производительность труда и культуру производства за счет уменьшения количества разборочно-сборочных операций, устраняет вероятность деформации гильзы в процессе удаления и возникновения царапин на рабочей поверхности гильзы. Не требует выполнения регулировочных операций и практически с одной установки позволяет удалить гильзу из блока.

Источники информации

1. Ремонт машин. / И.Е.Ульман, Г.А.Тонн, И.М.Герштейн и др./ Под общ. ред. И.Е.Ульмана. - 3-е изд. перераб. и доп. - М.: Колос, 1982. - 446 с., ил. - (Учебники и учебные пособия для с.х. техникумов), (Стр.22-25, рис.4 и 5).

2. А.с. СССР № 380428, ПМК В23Р 19/02, опуб. 1973. Приспособление для захвата и выпрессовки гильз из блоков цилиндров.

1. Способ удаления гильзы цилиндра из блока автотракторного двигателя, заключающийся в том, что предварительно снимают головку блока, отличающийся тем, что проворачивают коленчатый вал по часовой стрелке, устанавливая поршень в положение верхней мертвой точки, затем в удаляемую гильзу устанавливают втулку с днищем, имеющую диаметр, равный номинальному диаметру поршня, и радиальный паз на днище, до контакта ее нижнего торца с днищем поршня, поворачивают коленчатый вал против часовой стрелки и опускают втулку с поршнем вниз до тех пор, пока днище втулки не окажется на уровне верхнего торца удаляемой гильзы или ниже него, в радиальный паз на днище втулки устанавливают трехгранный клин и внедряют его в тело втулки до тех пор, пока втулка не деформируется в радиальном направлении и не войдет в контакт с поверхностью удаляемой гильзы, поворачивают коленчатый вал по часовой стрелке до тех пор, пока удаляемая гильза не сдвинется со своего первоначального места и переместится вверх, затем удаляют гильзу из блока вместе со втулкой и клином.

2. Устройство для удаления гильзы цилиндра из блока автотракторного двигателя, отличающееся тем, что оно содержит устанавливаемую в удаляемую гильзу втулку с днищем и трехгранный клин, причем втулка имеет радиальный паз сбоку и на днище до оси втулки, кроме того, на днище втулки выполнено осевое отверстие, диаметр которого больше ширины паза втулки, втулка выполнена из материала с высоким коэффициентом трения, и имеющего меньшую твердость, чем материал клина, при этом втулка имеет диаметр, равный номинальному диаметру поршня удаляемой гильзы.

www.findpatent.ru

Устройство для выпрессовки отработавших гильз цилиндров из моноблоков автотракторных двигателей

 

Полезная модель относится к приспособлениям для ремонта автотракторных [двигателей, преимущественно поршневой группы, предусматривающих демонтаж дефектных отработавших деталей. Устройство для выпрессовки отработавших гильз цилиндров моноблоков автотракторных двигателей (рис.1) представляет собой гидроцилиндр 1, установленный вовнутрь отработанной и выпрессовываемой гильзы 9. Верхняя часть гидроцилиндра 1 снабжена опорным кольцом 3 и захватом 4, жестко обжимающими гильзу с внутренней и внешней сторон по периметру ее отбортовки под воздействием усилий прижимной шайбы 5 на внешнюю поверхность захвата 4. Гидроцилиндр 1 имеет поршень и шток 2, который нижним концом установлен в центр опоры 11, жестко соединенной с подставкой 12, помещенной на дно цилиндра двигателя.

Поочередно нагнетая гидравлическую жидкость под поршень с разных сторон, выпрессовывают отработанную гильзу. Использование предлагаемой полезной модели позволит заменить ручной труд на механизированный процесс выпрессовки отработавших гильз цилиндров автотракторных двигателей, илл.1

Полезная модель относится к приспособлениям для ремонта автотракторных[двигателей, преимущественно поршневой группы, предусматривающих демонтаж дефектных отработавших деталей.

Известно устройство для извлечения отработавших гильз (труб) при замене отдельных элементов ядерного реактора по патенту РФ 2353009 при помощи многофункциональной пробки. Извлекают гильзу захватом с шариковым фиксатором за захватную головку пробки.

Конструкция известного устройства сложна и специфична, так как разработана под конкретную процедуру демонтажа дефектных отработавших устройств ядерных реакторов и не может быть применена при ремонте других видов техники, в частности поршневой группы автотракторных двигателей.

Известен съемник для выпрессовки гильз из блока цилиндров двигателей легковых автомобилей марки ГАЗ-3110 (www.gaz 3110.ru рис.4.94). Устройство представляет собой простую конструкцию, включающую упор, устанавливаемый на дно цилиндра с извлекаемой гильзой, зажим и штурвал (ручку). Устройство предназначено для работы в ручном режиме.

Недостатком такой конструкции является отсутствие автоматизации данного процесса, так как процедура выпрессовки отработавших гильз больших габаритов зависит от состояния физической силы рабочего.

Задача заявляемой полезной модели - создать простое и вместе с тем надежное устройство для съема отработавших гильз в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Поставленная задача достигается применением конструкции полезной модели устройства для выпрессовки отработавших гильз цилиндров моноблоков автотракторных двигателей, выполненной в виде гидроцилиндра, установленного вовнутрь отработанной гильзы. Верхняя часть гидроцилиндра снабжена опорным кольцом и захватом, жестко обжимающими гильзу с внутренней и внешней сторон по периметру ее отбортовки, под воздействием усилий прижимной шайбы на внешнюю поверхность захвата. При этом шток гидроцилиндра нижним концом установлен в центр опоры, жестко соединенной с подставкой, помещенной на дно цилиндра двигателя. В полость гидроцилиндра нагнетается соответствующая гидравлическая жидкость, например, масло, под действием которого вся конструкция вместе с гильзой выпрессовывается из цилиндра.

Технический результат заключается в замене ручного труда на механизированный процесс выпрессовки отработавших гильз цилиндров автотракторных двигателей.

На рисунке 1 изображен общий вид устройства и процедура выпрессовки гильзы, зафиксированная в двух положениях - нижнем (начальном) и верхнем (конечном).

Устройство для выпрессовки отработавших гильз цилиндров моноблоков автотракторных двигателей (рис.1) представляет собой гидроцилиндр 1, установленный вовнутрь отработанной и выпрессовываемой гильзы 9. Верхняя часть гидроцилиндра 1 содержит опорное кольцо 3 и захват 4, между которыми имеется зазор, равный толщине стенки выпрессовываемой гильзы 9.

В центр верхней части гидроцилиндра 1 жестко установлена ось 7, которая через резьбовую втулку 8 связана со штурвалом 6. Между захватом 4 и штурвалом 6 размещена прижимная шайба 5, жестко закрепленная на втулке 8 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости посредством винтовой пары ось-втулка 7-8. Гидроцилиндр 1 имеет поршень и шток 2, который нижним концом установлен в центр опоры 11, жестко соединенной с подставкой 12, помещенной на дно цилиндра двигателя.

Монтаж устройства на моноблок осуществляют следующим образом. Подбирают под гильзу подставку 12, жестко соединяют с опорой ^и в сборе опускают на дно цилиндра моноблока. Вращением штурвала 6 прижимную шайбу 5 перемещают в верхнее положение. Гидроцилиндр 1 в таком положении устанавливают вовнутрь выпрессовываемой гильзы 9 таким образом, чтобы поршень занял крайнее верхнее положение, а нижний конец штока 2 уперся в центр опоры 11. При этом отбортовка гильзы 9 оказывается между опорным кольцом 3 и захватом 4.

Вращая штурвал 6, надвигают прижимную шайбу 5 на захват 4. При этом конические поверхности захвата 4 и прижимной шайбы 5 приходят в соприкосновение, скользя друг по другу до тех пор, пока возрастающие силы трения не зафиксируют жестко гильзу между опорным кольцом и захватом, которые обжимают ее отбортовку с внутренней и внешней сторон по периметру.

Далее приводят в действие гидросистему и гидравлическая жидкость (масло) через канал 14, нагнетаясь в верхнюю часть корпуса гидроцилиндра 1, начинает давить на поршень. Но так как шток 2 гидроцилиндра жестко зафиксирован в цилиндре моноблока, то все устройство вместе с гильзой 9, преодолевая сопротивление сил трения, перемещается вверх до тех пор, пока гильза полностью не выйдет из гнезда цилиндра моноблока. Далее, вращая штурвал 6 в обратную сторону освобождают выпрессованую гильзу.

Переключив гидрораспределитель в обратное положение, начинают нагнетать масло через канал 13 в нижнюю часть корпуса гидроцилиндра до тех пор, пока поршень не займет первоначальное положение. Далее все устройство переставляют на другую отработанную гильзу, повторяя весь процесс сначала и т.д.

Использование предлагаемой полезной модели позволит заменить ручной труд на механизированный процесс выпрессовки отработавших гильз цилиндров автотракторных двигателей.

Устройство для выпрессовки отработавших гильз цилиндров из моноблоков автотракторных двигателей, содержащее гидроцилиндр, устанавливаемый вовнутрь отработавшей гильзы, опору, жестко соединенную с подставкой, помещаемой на дно цилиндра двигателя, отличающееся тем, что гидроцилиндр в верхней части снабжен опорным кольцом и захватом, жестко обжимающими гильзу с внутренней и внешней сторон по периметру ее отбортовки под воздействием усилий прижимной шайбы на внешнюю поверхность захвата, при этом шток гидроцилиндра нижним концом установлен в центр опоры.

poleznayamodel.ru

Способ изготовления гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: в технологических процессах изготовления деталей машин, в частности гильз цилиндров ДВС. Сущность изобретения: после предварительной механической обработки гильзы производят ее термическую обработку. Последнюю выполняют путем ее нагрева для закалки. Для этого перед нагревом гильзы на участок 13 ее внутренней поверхности длиной l1, соответствующей зоне контакта гильзы с поршнем, и на участке 14 ее наружной поверхности длиной l2, соответствующей зоне контакта гильзы с рубашкой охлаждения, наносят поглощающее покрытие, которое затем высушивают, и охлаждают гильзу до температуры 20-30 oC. После этого нагревают участок 13 гильзы, для чего от источника 1 направляют пучок 2 лазерного излучения на зеркало 3, находящееся в положении 1 и отражающее этот пучок параллельно образующей гильзы 4 на зеркало 5, расположенное внутри гильзы и предназначенное для поворота пучка лазерного излучения и направления его на участок 13 перпендикулярно ему. При этом гильзу или пучок одновременно перемещают продольно и вращают для получения необходимых зон нагрева. После проведения термической обработки внутренней поверхности гильзы зеркала 3 и 5 перемещают из положения 1 в положение 2 и производят нагрев участка 14 наружной поверхности гильзы пучков лазерного излучения, перемещая и/или вращая гильзу или пучок аналогично тому, как это было указано для обработки с внутренней и наружной поверхности. После термической обработки с внутренней и наружной поверхностей гильзы удаляют поглощающее покрытие и производят окончательную механическую обработку. 3 ил.

Изобретение относится к технологическим процессам изготовления деталей машин и, в частности, к способам изготовления гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому является способ изготовления гильзы цилиндра ДВС, состоящий в том, что производят предварительную механическую и термическую обработку заготовки гильзы [1] Однако известный способ не обеспечивает высокой износостойкости пары "гильза-поршневое кольцо" вследствие того, что образующийся при реализации этого способа на внутренней поверхности гильзы "эпсилон-слой" обладает высокой твердостью и хрупкостью. Это приводит в процессе приработки указанной пары к выкрашиванию хрупких и твердых фаз и к повышенному износу деталей пары. Кроме того, этот способ не позволяет достигнуть высокой производительности при изготовлении гильзы в силу длительности процесса термообработки 2-4 ч. Техническим результатом, на достижение которого направлен заявляемый способ, является повышение износостойкости пары "гильза-поршневое кольцо" вследствие того, что при реализации заявляемого способа на поверхности гильзы не образуется "эпсилон-слой" высокой твердости и хрупкости, а формируются путем лазерной обработки закалочные структуры мартенсита, тростита и остаточного аустенита, обеспечивающие получение высокой степени приработки указанной пары и износостойкости в процессе работы. Кроме того, поскольку процесс лазерной обработки гильзы длится всего 1-5 мин. существенно повышается производительность труда и уменьшается деформация гильзы вследствие незначительного количества подводимого тепла и малого времени воздействия. Для достижения указанного технического результата в известном способе изготовления гильзы цилиндра ДВС, состоящем в том, что производят предварительную механическую и термическую обработку заготовки гильзы, последнюю производят путем нагрева для закалки участка ее нарузной поверхности на длине ее контакта с рубашкой охлаждения и участка ее внутренней поверхности на длине ее контакта с поршнем, причем перед нагревом указанных участков на каждый из них наносят поглощающее покрытие, высушивают указанное покрытие и охлаждают гильзу до температуры 20-30 oC, а нагрев производят пучком лазерного излучения, воздействующим на указанные участки гильзы при относительном поступательном и вращательном перемещении пучка и гильзы для образования на указанных участках гильзы спиральных зон нагрева, а затем удаляют с указанных участков гильзы поглощающее покрытие и производят их окончательную обработку. На фиг.1 изображена схема термической обработки гильзы цилиндра ДВС. На фиг.2 изображена схема расположения зон нагрева при одном направлении относительного вращения гильзы и пучка лазерного излучения. На фиг. 3 изображена схема расположения зон нагрева при относительном вращении гильзы и пучка лазерного излучения во взаимно противоположных направлениях. На фиг. 1 показаны: источник лазерного излучения 1, создающий пучок 2 лазерного излучения, зеркало 3 для поворота пучка 2 и направления его параллельно образующей гильзы 4, зеркало 5 для поворота пучка 2 и направления его перпендикулярно образующей гильзы 4. На фиг.2 показаны спиральные зоны нагрева 6 гильзы при вращении ее или пучка в одном направлении, показанном стрелкой 7 /фиг.1/, и одновременном перемещении гильзы или пучка в направлении, показанном стрелкой 8 /фиг.1/, или соответственно в направлениях, показанных стрелками 9 и 10. На фиг.3 показаны спиральные зоны нагрева 11 и 12 гильзы при вращении ее или пучка в направлении, показанном стрелкой 7, и одновременном перемещении в направлениях, показанных стрелками 8,10, или при вращении в направлении, показанном стрелкой 9, и перемещении в направлениях, показанных стрелками 8,10. Для осуществления способа после предварительной механической обработки гильзы производят ее термическую обработку. Последнюю выполнят путем ее нагрева для закалки. Для этого пред нагревом гильзы на участок 13 ее внутренней поверхности длиной l1, соответствующий зоне контакта гильзы с поршнем, и на участок 14 ее наружной поверхности диной l2, соответствующий зоне контакта гильзы с рубашкой охлаждения, наносят поглощающее покрытие на основе окислов металлов. Это покрытие предназначено для увеличения коэффициента поглощения лазерного излучения поверхностью гильзы. Затем указанное покрытие высушивают путем подачи на него горячего воздуха и охлаждают гильзу до температуры 20-30 oC. После этого нагревают участок 13 гильзы. Для этого от источника 1 направляют пучок 2 лазерного излучения на зеркало 3, находящееся в положении I и отражающее этот пучок параллельно образующей гильзы 4 на зеркало 5, расположенное внутри гильзы и предназначенное для поворота пучка лазерного излучения и направления его на участок 13 перпендикулярно ему. При этом гильзу или пучок одновременно перемещают в направлениях, показанных стрелками 8,10, и вращают в направлениях, показанных стрелками 7,9, для получения необходимого расположения зон нагрева. После проведения термической обработки внутренней поверхности гильзы зеркала 3 и 5 перемещают из положения II в положение II и производят нагрев участка 14 наружной поверхности гильзы пучком лазерного излучения, перемещая и вращая гильзу или пучок аналогично тому, как было указано, для обработки ее внутренней поверхности. После термической обработки с внутренней и наружной поверхностей гильзы удаляют поглощающее покрытие и производят окончательную механическую обработку гильзы. Для получения оптимальных характеристик износостойкости при минимальных деформациях выбирают схему расположения спиральных зон нагрева /триботехнический рисунок/, регулируя степень заполнения поверхности гильзы зонами нагрева. Пример конкретного выполнения способа. Для осуществления способа изготовления гильзы цилиндров двигателя автомобиля КамАЗ осуществляют после предварительной механической обработки заготовки гильзы ее термическую обработку под закалку путем нагрева ее наружной поверхности на длине ее контакта с рубашкой охлаждения, составляющей 140 мм, и внутренней поверхности на длине, соответствующей зоне контакта гильзы с поршнем, составляющей 180 мм. Перед нагревом на указанные поверхности наносят поглощающее покрытие, высушивают это покрытие при температуре 90 oC и охлаждают гильзу до температуры 20-30oC. Нагрев производят пучком лазерного излучения выходной мощностью 2 кВт. Гильзу перемещают со скоростью 1 м/с и вращают со скоростью 2 об/с После окончания термической обработки гильзы с ее наружной и внутренней поверхностей удаляют поглощающее покрытие и производят окончательную механическую обработку этих поверхностей.

Формула изобретения

Способ изготовления гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания, состоящий в том, что производят предварительную механическую и термическую обработку заготовки гильзы, отличающийся тем, что термическую обработку гильзы производят путем нагрева для закалки участка ее наружной поверхности на дне ее контакта с рубашкой охлаждения и участка ее внутренней поверхности на длине ее контакта с поршнем, причем перед нагревом указанных участков на каждый из них наносят поглощающее покрытие, высушивают указанное покрытие и охлаждают гильзу до температуры 20 30oС, а нагрев производят пучком лазерного излучения, воздействующим на указанные участки гильзы при относительном поступательном и вращательном перемещении пучка и гильзы для образования на указанных участках гильзы спиральных зон нагрева, а затем удаляют с указанных участков гильзы поглощающее покрытие и производят их окончательную механическую обработку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

www.findpatent.ru