Проблемы и решения при обработке цилиндров

Погрешности в геометрии отверстий

Предпосылкой наилучшего возможного уплотнения поршневых колец является безукоризненная геометрия отверстия. Некруглости и перекосы отверстий цилиндров приводят к увеличенному проникновению масла в цилиндр, повышенному прорыву газов, проблемам с температурой и мощностью, преждевременному износу и, не в последнюю очередь, к повреждениям поршня.

Причины геометрических погрешностей

Некруглости и перекосы отверстий цилиндров могут быть от следующих причин:

• Температурные перекосы конструктивного характера, получающиеся от различного теплового расширения при работе двигателя.

• Температурные перекосы, получающиеся при работе от плохого теплоотвода из-за ошибок в циркуляции охлаждающего средства или у двигателей с воздушным охлаждением из-за загрязнённых, замасленных рёбер охлаждения и/или от вентиляционных проблем. Появляющийся в цилиндре местный перегрев рабочих поверхностей цилиндров приводит к увеличенному тепловому растяжению в данной зоне и, тем самым, к искажениям формы

• Температурные перекосы, получающиеся от плохих смазки и охлаждения во время обработки цилиндра.

• Некруглости от слишком высоких давлений обработки или от применения неправильных инструментов при хонинговании.

• Перекосы напряжения цилиндров из-за погрешностей формы и затяжки болтов, не соответствующей предписаниям.

Геометрические погрешности из-за неправильной обработки цилиндра

Некруглости

могут возникнуть из-за деформаций или перекосов (перегрев), при сверлении или хонинговании (слишком высокое давление прижима хонинговальных брусков). Часто для достижения хорошей производительности снятия давление резания на хонинговальном инструменте увеличивают сверх нормального. Это частый случай, если хонинговальные бруски затупляются. В зависимости от конструкции и толщины стенки цилиндра материал уступает давлению нажатия хонинговальных брусков. Существо дела представлено на изображениях от 1 до 3. На изображении 2 можно увидеть, что стенка цилиндра в области водяных каналов поддаётся из-за высокого давления хонинговального инструмента. После обработки стенка цилиндра отскакивает вновь в исходное положение. При этом отверстие принимает овальную форму (изобр. 3).

1. Перед обработкой: отверстие ещё в значительной степени круглое

2. деформация из-за слишком высокого давления обработки

3. После обработки: отверстие овальное

Важно!

Для достижения точной геометрии отверстия  необходимы многолезвийные хонинговальные головки с минимум 5-ю расположенными по периметру хонинговальными брусками. Применение хонинговального инструмента с меньшим числом брусков или хонингование без жёсткого крепления хонинговальных брусков (напр., при подпружиненных хонинговальных инструментах для полупрофессионального применения) может вызвать некруглости.

Седлообразность

может возникнуть, если работа производится с большим перебегом хонинговального бруска или со слишком длинными хонинговальными брусками. Выход из затруднения: уменьшить перебег бруска, соотв., применять короткие хонинговальные бруски.

Волнистость

может возникнуть, если хонингуют очень короткими хонинговальными брусками, соотв., если должна быть устранена воронкообразная форма задержкой хонинговального инструмента в узком месте. Тем самым не только удаляется материал в узком месте, но также и в другом нежелательном месте отверстия. Если это вообще необходимо,подобные исправления должны производиться только задержкой в узком месте при одновременном исполнении нацеленных кратких подач. Необходимы опыт и хорошее станочное оснащение, чтобы подобные действия привели к успешному результату

Бочкообразность

наступает, если при хонинговании работают со слишком короткими хонинговальными брусками или со слишком малым перебегом хонинговального бруска. Выход из затруднения: увеличить перебег хонинговального бруска, соотв., применять более длинные хонинговальные бруски.

Конусообразность

является следствием неправильного положения подачи. Перебег бруска на стороне большего диаметра слишком велик. Выход из затруднения: скорректировать положение подачи, соотв., применять более короткие хонинговальные бруски, если перебег хонинговального бруска из-за недостатка места для выхода инструмента (напр в зоне постели главных коренных подшипников) недостаточен.

Проблемы при обработке глухих отверстий

Многие блоки цилиндров располагают отверстиями цилиндров, которые имеют в нижней мёртвой точке более или менее четырёхугольный проём для прохода шатуна. Поэтому сточки зрения обработки можно говорить о глухих отверстиях. Необходимый при хонинговании для получения цилиндрических отверстий перебег хонинговального бруска размером в ровно 1/3 длины хонинговального бруска здесь не может быть выдержан. Из-за слишком малого перебега у нижней мёртвой точки снятие материала хонинговальными брусками слишком мало, что выражается, как уже описано в главе "3.7.2. Геометрические погрешности из-за неправильной обработки цилиндра", в конусо- или бочкообразном отверстии цилиндра.

Поскольку перебег бруска не может быть увеличен, а длина хонинговального камня не может бесконечно укорачиваться, предприятие по ремонту двигателей должно противодействовать данному обстоятельству через иные подходящие решения.

Некоторые решения напрашиваются:

1. Исполнение нацеленных кратких подач на нижнем конце цилиндра. Время обработки на нижнем конце цилиндра удлиняется из-за кратких подач (изобр. 2).

2. Задержка хонинговального инструмента на нижнем конце цилиндра при сохранении вращательной скорости (изобр. 3).

3. Увеличение времени задержки на нижнем конце цилиндра. Это означает, что скорость подачи в зоне нижней мёртвой точки уменьшается, что выражается в более долгом пребывании хонинговальных брусков в нижней части цилиндра и в большем снятии материала. Угол хонингования становится из-за уменьшения скорости подачи на нижнем конце цилиндра несколько более плоским (изобр. 4).

4. Увеличение ширины хонинговальных брусков у нижней мёртвой точки. Тем самым становится возможным, благодаря нацеленному износу хонинговальных брусков, также повлиять на производительность снятия. Ширина хонинговального бруска с удваивается в нижней зоне на длине примерно 20 мм. При хонинговании хонинговальный брусок становится из-за расширения его на нижнем конце меньше и, тем самым, не параллельно, а несколько конически изношенным. Тем самым повышается давление нажатия хонинговальных брусков в зоне расширения, что ведёт к увеличению производительности снятия в данной зоне.