Причины обрыва бурта цилиндра

Обрыв бурта цилиндра — кошмар, знакомый каждому мастеру по ремонту двигателей. В блок цилиндров двигателя устанавливается новая гильза цилиндра. Головка собрана, болты затянуты — и вдруг раздается легкий щелчок. Причина странного звука выясняется при последующем демонтаже: произошел обрыв бурта гильзы цилиндра по всему периметру, который абсолютно не закреплен. Если его вынуть, будет видно, что излом произошел ниже поверхности прилегания под углом около 30°. Структура излома грубая. Кроме того, никаких дефектов материала или литья не видно даже при помощи лупы или микроскопа. Такая картина типична для статического излома при разовой нагрузке.

Буртик гильзы и седло буртика — как кастрюля и крышка

В блоке цилиндров двигателя имеется округлое гладкое углубление, так называемое седло буртика. Оно аксиально фиксирует гильзу в блоке. Буртик должен сидеть точно в углублении таким образом, чтобы гильза полностью прилегала по всему периметру седла. Затем в блоке цилиндров устанавливается прокладка головки блока цилиндров. Уплотнение камеры сгорания (в прокладках старших поколений металлическая окантовка, в более современных металлических прокладках — профиль) должно при этом прилегать точно к верхней стороне седла буртика.

При затяжке болтов головка блока сильно прижимается к блоку цилиндров. При этом болты крепления головки блока и правила затяжки разработаны таким образом, что связь головки блока цилиндров с блоком выдерживает максимальное давление цикла вплоть до 200 бар. В результате через болты и прокладку передается гигантское усилие на седло буртика. Поэтому очень важно, чтобы усилие передавалось через прокладку на седло строго вертикально (на рис. 1 показан правильный монтаж). В дальнейшем это поможет избежать обрыва бурта гильзы цилиндра.

Только правильный монтаж гарантирует правильное распределение сил (рис. 1)

Посторонние частицы под седлом буртика — причина возникновения опасного изгибающего момента (рис. 2)

Опасность, приводящая к разрушению — передача усилия под углом

Гильзы цилиндра производятся из чугуна. Наряду с массой позитивных характеристик этот материал является хрупким и не выдерживает изгибающих моментов. Если усилие передается даже под небольшим углом, в верхнем конце гильзы цилиндра появляется изгибающий момент, который может привести к излому или обрыву бурта.

Причины возникновения изгибающего момента и последующего обрыва бурта

Посторонние частицы

При монтаже очень важно соблюдать чистоту, чтобы между буртиком и седлом не попала грязь (стружка, уплотняющие средства, остатки прокладки и др., см. рис. 2). Применять герметики следует только согласно предписанию производителя двигателя, руководствуясь принципом «чем меньше, тем лучше».

Совет: перед запрессовыванием предварительно обработанной гильзы цилиндра следует прервать процесс не доходя несколько миллиметров до поверхности, чтобы при помощи сжатого воздуха удалить возможно попавшие в щель между буртиком и седлом посторонние частицы.

Рис 3.

Рис. 4

Неровности и перекосы в области седла буртика в блоке цилиндров

Причиной тому служит тенденция к снижению веса двигателей. Чем тоньше стенки картера, тем сильнее перекос. В то же время современные силовые агрегаты обладают большей мощностью, характеризуются более высоким максимальным давлением цикла и вращательным моментом. Так в двигателях с пробегом более 500 000 км могут наблюдаться такие перекосы, что при установке новой гильзы цилиндра необходимо заново обрабатывать седло блока. Плоскопараллельная притирка седла буртика в блоке производится при помощи сверлильно-расточного станка или мобильного лоботокарного инструмента вручную. Важно, чтобы поверхность была строго горизонтальна (см. рис. 3, 4), а острая кромка поверхности седла срезана (под углом около 1 x 45°, см. рис. 5). В противном случае велика опасность излома бурта.

Срез острой кромки седла буртика (рис. 5)

Возможность излома при отсутствии среза (рис. 6)

Неподходящая прокладка головки блока цилиндров

Также может стать причиной неправильного распределения сил в области буртика (рис. 7) из-за слишком маленького диаметра либо неверно выбранной высоты прокладки. Наш совет: используйте только оригинальные прокладки, которые предназначены для данной модели двигателя. Более дешевые имитации могут отличаться в размерах и материале от оригинальных прокладок, что приведет к последствиям, затраты на ликвидацию которых окажутся несоизмеримо больше.

Неправильное распределение сил из-за неподходящей прокладки (рис. 7)

Обработка головки блока цилиндров: если канавка не выровнена, силы перераспределятся неправильно (через противопожарный борт) и гильза сломается (рис. 8)

Неправильная обработка

Иногда головка блока цилиндров, например, у некоторых моделей Volvo, имеет канавку по всему периметру, в которую входит противопожарный борт, причем головка и гильза цилиндра не должны соприкасаться. Если вследствие перекоса или повреждения головка блока требует выравнивания, канавка должна быть пропорционально увеличена. В противном случае есть опасность того, что усилие будет направлены не на прокладку, как должно быть, а на противопожарный борт гильзы цилиндра (рис. 8).

Халатность стоит дорого

При затяжке болтов крепления головки блока цилиндров необходимо положиться на свой слух. Если вы услышали пугающий звук, можно сказать, что вам «повезло». Сразу же демонтируйте цилиндр, проанализируйте причину, устраните дефект и установите новую гильзу.

В противном случае после пуска двигателя сломанная гильза сдвинется в направлении коленчатого вала, и как только место излома окажется на высоте первого поршневого кольца, поршневое кольцо выскочит выше места излома. При обратном ходе поршня он вдавит гильзу цилиндра. Вращающийся коленчатый вал разобьет гильзу, поршень и шатун также будут повреждены. В результате мастер-ремонтник будет иметь дело с шатуном, торчащим со стороны блока цилиндров.

Купить качественные поршневые группы недорого вы можете в нашем магазине. Ознакомьтесь с прайсом продукции на нашем сайте.

Повреждение гильзы цилиндра, вызванное ошибкой монтажа.