Autokombi.ru

Авто-портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология хонингования цилиндров

Хонингование

Не так давно искал в Яндексе (не сочтите за рекламу) картинки и наткнулся на давно забытый «дрынохон». Решил заглянуть на сайт, где была размещена фотка. Вот, что там было изложено:

. Перед сборкой двигателя в обязательном порядке проводится хонингование зеркал цилиндров с целью достижения правильной посадки на них поршневых колец, обеспечивающей должную герметичность камер сгорания.

. Выпускаются два типа хонов для обработки зеркал цилиндров: хон типа «бутылочный ершик» и, более традиционный, поверхностный хон в виде насадки с подпружиненными точильными камнями. Оба инструмента обеспечивают необходимое качество обработки зеркал цилиндров, хотя использование первого для неопытного механика предпочтительнее. Потребуется также достаточное количество ветоши, специального хонинговочного или просто жидкого машинного масла, а также электродрель в качестве привода для хонинговочных насадок. Действуйте в следующем порядке.

Дрынохон как он есть и в действии

Далее описана процедура гаражного хонингования. Неужели и сейчас кто-то производит восстановление цилиндров подобными методами. Я полагал, что к подобным текстам уже давно приписали что-то типа «устаревший метод, сейчас так никто не делает». Текст как водится размножен на многих сайтах (эдакий сетевой бэкап коллективного разума) и кто-то сочтёт, что этот метод вполне современен. Однако ж, технологии давно ушли вперёд и теперь дороже будет найти дрынохон, чем сделать хон на соответствующем станке. Преимущество «дрынохона» только в том, что поцарапать цилиндр можно не снимая блок с автомобиля. Фактически так можно только «освежить», но не сделать нормальный хон в изношенном цилиндре. Уж поверьте.

Немного теории и технологии

Хонингование — (от англ. honing, от hone — хонинговать, буквально — точить). Вид абразивной обработки материалов с применением хонинговальных головок (хонов). В основном применяется для обработки внутренних цилиндрических отверстий путём совмещения вращательного и поступательно-возвратного движения хона с закреплёнными на нём раздвижными абразивными брусками с обильным орошением обрабатываемой поверхности смазочно-охлаждающей жидкостью. Хотя также встречается и наружное хонингование, но выполняется такая операция на специализированных станках. Наружное хонингование применяется на деталях большой длины, обработка которых в обычных металлообрабатывающих станках не представляется возможным. Например, штоки гидротормозов артиллерийских орудий. Хонингование наружных поверхностей может осуществляется на модернизированных (шлифовальных, горизонтально-расточных) станках. Хонинговать можно детали как из черных материалов (стали и чугуны), так и из цветных (латуни, бронзы, алюминиевые цинковые и магниевые сплавы).

Хонингование применительно к деталям двигателя внутреннего сгорания

При ремонте двигателя, как это было сказано ранее, хонингуют в основной своей массе внутренние цилиндрические поверхности — отверстия. Это втулки верхней головки шатуна, отверстия нижней головки шатуна, втулки коромысел привода клапанного механизма, постели коленчатого вала и конечно же цилиндры двигателя.

Хонголовка с хонбрусками в цилиндре

Если считать, что цилиндры — это сердце мотора, то знания о хонинговании, свойствах получаемой поверхности и методах её получения — это кардиология.

Для нормальной работы поршневых колец (кардиологический аналог каждый может себе придумать сам) на стенке цилиндра необходимо обеспечить определённый микропрофиль поверхности — совокупность пересекающихся рисок. Глубина и взаимное расположение этих рисок в значительной степени определяет такие эксплуатационные параметры как компрессия, мощность, расход масла, расход топлива, износ цилиндро-поршневой группы и ресурс двигателя. Нанесение этих рисок как раз и происходит при работе хонинговальной головки с установленными в неё брусками по поверхности цилиндра. Одновременное вращение инструмента и его возвратно поступательные движения (это Вам не туда-сюда дрынохоном:) определяет угол взаимного пересечения рисок на поверхности цилиндра — угол хонингования. Вид применяемого абразива, его зернистость и связка определяет шероховатость поверхности цилиндра, глубину и размер рисок. Соответственно не сложно догадаться, что следует различать черновое и чистовое хонингование, а следовательно и применяемые при хонинговании бруски. «Законодатель моды» в данном вопросе — фирма KOLBENSCHMIDT (KS) — дает чёткие рекомендации по выполнению данной операции. Поэтому я решил не ловить в цеху момент для съемки процесса хонингования и даже не пошел на склад за брусками. Я просто отсканировал картинки из буклета KS. Так вот, рекомендации распространяются на применение абразивных и смазочных материалов, настройку оборудования, припуски на обработку и самое главное — методы контроля качества выполненной работы. Для контроля шероховатости немцы применяют тестер Hommel с возможностью вывода на печать диаграммы микропрофиля и параметров шероховатости в оценочных единицах. Для контроля угла хонингования — применяется специальная пленка-шаблон. На фото она приложена к стенке цилиндра.

Пленка-шаблон для проверки линий хона и наглядный рисунок самих линий из рекомендаций KS

Прибор для контроля шероховатости Hommel

О практическом влиянии параметров хонингования или разрушение мифа, о «зеркальной», абсолютно гладкой поверхности цилиндра

Для надёжного удержания масла на поверхности цилиндра (чего ради собственно и затеяна вся эта вращательно-поступательная «возня»), стенка последнего должна иметь определённую шероховатость абсолютно гладкая стенка не способна удержать на себе масло, в количестве необходимом для нормальной смазки колец. С абсолютно гладкой, зеркальной, поверхности масло будет сниматься почти полностью, оставшееся масло будет сгорать, а нового масла, необходимого для нормальной смазки поступать не будет. Таким образом будут формироваться условия для сухого трения, которое вызывает повышенный износ. Поверхность, обладающая высокой шероховатостью, способна значительно лучше задерживать на себе масло и соответственно воспринимать более высокие механические нагрузки. Низкая шероховатость удерживает масло несколько хуже. Больший угол хонингования влияет на расход масла (угар), но в этом случае меньше проявляется волнистость поверхности цилиндра. Маленький угол влияет на снижение расхода масла. Вот такие закономерности. Поэтому требуется подбор режимов хонингования и применяемых материалов, которые и обеспечивают необходимый результат.

Грубая поверхность (глубокие риски — высокая шероховатость) получаются после применения крупно зернистого абразива, на первой стадии чернового хонингования. Здесь применяют алмазные бруски на медной основе. Хонингование ведётся с избытком СОЖ. Для выноса из зоны резания продуктов износа, как материала цилиндра, так и материала бруска. Получаемая после чернового алмазного хонингования поверхность непригодна для работы по ней колец, поршня да и работы вообще. В некоторых случаях алмазное (силовое) хонингование служит заменой расточки цилиндра, с той лишь разницей, что процесс хонингования более производительный и легче поддаётся автоматизации.

На второй стадии полученная поверхность обрабатывается более мелкозернистым абразивом, но не чистовым. При этом формируется новый микропрофиль поверхности. На данном этапе применяют абразивные материалы с размером зерна 1/150 мм.

Читайте так же:
Что такое Бесступенчатая коробка передач или Вариатор

Окончательное хонингование ведется материалами с зерном от 1/300 — 1/500 мм, до достижения окончательного размера цилиндра.

Финишная операция при хонинговании — хонинговое крацевание. При этой операции не происходит изменение размера цилиндра (отверстия) полученного при чистовом хонинговании. При этой операции полученный микропрофиль полностью очищается от остатков хонинговального абразива, обнажаются графитовые зёрна (для чугунных цилиндров), что влияет на снижение трения, а следовательно на механические потери и износ. При крацевании используют специальные щётки, из нейлоновых нитей с добавлением кристаллов кремния.

Щётки для крацевания

Используя оборудование для хонингования можно проводить также нанесение анифрикционных покрытий на стенки цилиндров, обрабатывать цилиндры алюминиевых блоков (правда не всех) и выполнять плосковершинное хонингование. Данные операции принципиально не отличаются от обычного хонингования. Для их проведения необходимы специальные материалы и хонинговальные бруски.

Специальные хонинговальные бруски

Применяется хонингование закалённых зубчатых колёс хонинговальной головкой в форме косозубого долбяка находящейся в зацеплении с обрабатываемым колесом и совершающей одновременно вращательное и колебательное движения. Н это уже экзотика:

На плоских вершинах

Не сильно на это потратившись, владелец поначалу только радовался: улучшился разгон машины, снизился расход масла и топлива, но уже через 20 тысяч километров праздник закончился. И вот герой у нас. Сняли головку блока цилиндров, показали хозяину их рабочие поверхности — ну как, мол? А человек, увидев гладкое зеркало и пощупав пальцами, недоуменно воскликнул: «Тут же все отлично!»

Как бы не так… В том-то и штука, что от былой «сеточки» плосковершинного хонингования мало что осталось, а на зеркальной поверхности масло не удерживается и кольца трутся без смазки. Ускоренный износ неизбежен.

Ну а как сегодня ремонтируют двигатели? Подобно героям, с которых мы начали беседу, многие «мастера» не морочат себе голову тонкостями технологии. Более серьезные опираются на заводские рекомендации по ремонту. Пример: на восстановление «жигулевского» блока цилиндров по вазовской технологии положено тратить 4,5 нормочаса (расточка, хонингование, промывка и т.д.), что обойдется клиенту в 2–2,5 тыс. руб. Но уже есть фирмы, где подготовят блок под установку ремонтных поршней в несколько раз быстрее, причем с плосковершинным профилем шероховатостей. И цена работы раза в два-три меньше. Как этого достигают?

Быстро отремонтировать блок цилиндров позволяют современные высокопроизводительные станки. Например, фирмы «Саннен» (фото 2) с двухшарнирным приводом хонинговальной головки. Его важное преимущество в том, что головка центрируется по неизношенным поверхностям старого цилиндра (в верхней и нижней зонах) — рабочая поверхность увеличенного диаметра получается строго соосной старой. Это упрощает базирование блока на станке. А конструкция головки такова, что абразивные бруски по мере обработки подаются «на разжим» жестко, благодаря чему (в отличие от обычной «пружинной» головки) получаемая поверхность не зависит от погрешностей формы прежнего, изношенного цилиндра. Новая поверхность практически идеальна по овальности и конусности.

Увеличение диаметра цилиндра до следующего ремонтного размера, например на 0,4 мм, на таком оборудовании вообще не требует традиционной расточки. Все делает хонинговальная головка. Сначала увеличивает диаметр на 0,3 мм крупнозернистыми абразивными брусками. Затем еще на 0,1 мм — брусками с зерном помельче. Наконец, формирует плоские вершины мелкозернистыми брусками или специальными щетками с алмазным напылением.

Увеличение диаметра цилиндра при последней операции не превышает микрона и практического значения не имеет. Зато с верхушек шероховатостей удаляется часть поврежденного, разрыхленного при предыдущей обработке, металла и на их поверхности появляются зерна содержащегося в чугуне графита. Они снижают трение колец до минимума. Заметьте: обработка на таком станке обычного четырехцилиндрового блока занимает около 30 минут.

Блок цилиндров после плосковершинного хонингования менее требователен к обкатке и гораздо дольше служит до следующего серьезного ремонта. В значительной степени этим объясняется повышенная «ходимость» моторов иномарок, а также вазовских «восьмого-десятого» семейств по сравнению с «классическими» «Жигулями».

Понятие «ремонтный размер» сегодня почти неприменимо к наиболее прогрессивным двигателям иномарок. В большинстве случаев ремонт с увеличением диаметра цилиндра не предусмотрен: блок, поршни, кольца — только номинальные, а разброс диаметров (фото 1) не превышает 0,01 мм. Для российских двигателей по-прежнему существуют ремонтные размеры, причем каждый более тонко разбит на классы. Например, для двигателей ВАЗ — А, В, С, D, Е, где каждый последующий размер на 0,01 мм больше предыдущего. После окончательной обработки цилиндра поршень должен быть к нему подобран с учетом требуемых тепловых зазоров. Например, для двигателей переднеприводных машин ВАЗа монтажный зазор (разница диаметров цилиндра и поршня) — 0,025–0,045 мм.

НАША СПРАВКА

Плосковершинное хонингование известно давно, еще с поршневых авиамоторов. Идея нашла куда большее развитие в автомобильной промышленности. Суть дела проста. У мотора, собранного после традиционного хонингования, микропрофиль рабочей поверхности цилиндра напоминает горную цепь с острыми вершинами (рис. 1, а). В начальный период эксплуатации (при обкатке) эти выступы быстро сглаживаются, разрушаются, пока не появятся достаточно большие «опорные плоскости» — вот теперь темп износа мотора уменьшится. Разумнее, однако, заранее создать нужную шероховатость рабочей поверхности с плоскими вершинами (рис. 1, б) и учесть ее в монтажных зазорах при сборке.

Износостойкость мотора определяется множеством нюансов. Например, тем, как распределены риски на получившемся «плоскогорье», какова их глубина, выглядят ли они подобно узким каньонам или широким ущельям. Ведь все это сказывается на смазке тех площадок, по которым скользят кольца и поршень. Поверхностное натяжение пленки масла заставляет его втягиваться в слишком широкие углубления, и тогда кольца трутся о вершины почти без смазки. Если же углубления узки, масло легко выдавливается из них, и возникает другая проблема — чрезмерные его потери на угар. Немалое значение имеют глубина «ущелий» (обычно около 5 мкм), а также угол, под которым они пересекаются в результате вращательного и поступательного движения хонов. Слишком острый (относительно горизонтали) означает, что у пересечений рисок появятся чрезмерно широкие углубления — и качество смазки рядом с ними ухудшается. Оптимальный угол — градусов 30–35 (рис. 2). Если же он слишком велик, опять-таки возрастают потери на угар (представим себе предельный случай — продольные риски в цилиндре!).

Читайте так же:
Как отключить иммобилайзер и не повредить автомобиль

В России плосковершинное хонингование было впервые внедрено на двигателях автомобилей VAZ 2108, 2109 по настоятельной рекомендации немецкой фирмы «Порше», разработавшей для этого технические требования.

Как выполняется хонингование цилиндров и что это такое

Хонингование цилиндров - особенности процесса.

Большинство людей, которые имеют лишь поверхностные знания о технике, не могут сказать, что означает термин «хонингование». Это слово имеет английское происхождение: переводится «to hone» как, «обтачивать», «точить». При помощи этого термина обозначают обработку внутренних поверхностей цилиндра.

Выполнение хонингования позволяет обеспечить очень высокое качество обработки поверхности блока цилиндров. К этой процедуре обычно прибегают на финишной стадии проведения капитального ремонта и обработки мотора.

Хонингование цилиндров: что это такое

Блок цилиндров представляет собой элемент, основная задача которого заключается в создании связи между ключевыми механизмами двигателя:

  • коробка передач;
  • головка блока;
  • механизмы поршневой группы.

Хонингование V- образного цилиндра от Форд.

Наряду с выполнением основных задач блок цилиндров необходим для устранения шумов двигателя. Если запланирован капитальный ремонт, то специалисты находят время для проведения диагностики и этого элемента. Дело в том, что блок цилиндров в процессе эксплуатации испытывает значительные нагрузки. Все это увеличивает вероятность его износа. Новый цилиндр, как правило, имеет круглую форму, но постепенно становится овальным.

В свете того, что он работает достаточно долго и подвергается чрезмерным нагрузкам, его стенки могут получать повреждения и покрываться царапинами. Если в автомобиле имеется деформированный блок цилиндров, то впоследствии это может привести к довольно большим проблемам в работе транспорта.

Во время выполнения ремонта двигателя специалисты вынуждены обследовать разнообразные узлы, в числе которых не обходят вниманием и цилиндр. Воздействие постоянных нагрузок на цилиндр, приводит к тому, что его верхняя часть становится похожей на конус, а это может привести к уменьшению ступени уплотнения колец. Такая ситуация может увеличить риск прорыва газов и привести к увеличенному расходу масла. Вместо привычной круглой формы цилиндр становится шероховатым. Проведение хонингования блока цилиндров позволяет вернуть ему заводскую округлую форму, а, помимо этого, создать максимально точное число штриховок на поверхности.

Этапы хонингования

Чтобы избавить блок цилиндров от последствий деформации, необходимо выполнить соответствующую обработку, которая предусматривает проведение двух этапов.

Черновое хонингование цилиндров автомобильного двигателя.

  • Начинается все с выполнения черновой обработки, для которой применяют крупнозернистый абразив. Подобная процедура обеспечивает механизму его первоначальную, округлую форму.
  • Суть второго этапа сводится к обтачиванию узла мелкозернистым абразивом. В качестве основного рабочего инструмента, который применяется при хонинговании, выступает керамический или алмазный брус, находящийся на хонинговальной головке.

Работа по хонингованию головки заключается в совершении вращательных и возвратно-поступательных движений. При помощи этого инструмента можно гарантировать максимально точное выполнение этой процедуры. Использование мелкозернистых абразивов позволяет очистить поверхность от царапин и зазубрин, а, помимо того, обеспечить оптимальную степень шероховатости.

Какой инструмент потребуется для процесса хонингования.

Следует заметить, что процедуру хонингования блока можно выполнять с применением любого абразива. Если же обработке будет подвергаться цилиндр, то выбор следует останавливать на брусках, имеющих алмазное и керамическое покрытие. Керамическое хонингование имеет ряд серьезных недостатков, среди которых следует, в первую очередь, выделить недолговечность применяемых абразивов. На их фоне более предпочтительно использование алмазных головок, поскольку это позволяет добиться значительной экономии на обработке и уменьшить физические усилия, которые требуется прилагать во время хонингования.

Закончив финишную обработку цилиндров, занимаются подготовкой их поверхности, с которой следует удалить остатки металла и абразивов. Опыт показывает, что использование алмазного хонингования приводит к образованию большого количества металлических частиц, нежели при применении керамических абразивов. Эффективным средством, позволяющим удалить из пор и впадин ненужные отходы, является теплая мыльная вода. Чтобы убрать стружки металла, используют мягкую абразивную щетку, с помощью которой выполняется полировка цилиндра.

По завершении процедуры хонингования рекомендуется дополнительно обработать поверхность цилиндра абразивной пастой. Положительный эффект от проведения подобной операции заключается в более эффективном удалении остатков металла из самых мелких впадин на поверхности, которые сложно различить невооруженным глазом. Используя подобный подход, можно без особых усилий и финансовых затрат создать идеально гладкую поверхность и обеспечить цилиндрам необходимую форму.

Основные плюсы хонингования

Сетчатое хонингование - особенности обработки.

Несмотря на то что такие операции по обработке поверхности блока цилиндров, как полировка и притирка более привычны и распространены, хонингование представляется предпочтительным вариантом ввиду его более высокой эффективности и точности. Эта процедура позволяет увеличить устойчивость к износу для детали, а также поднять до предельных показателей давление в цилиндрах. Все это положительным образом сказывается на эффективности работы двигателя, в результате увеличивается его эксплуатационный ресурс.

Обточка поверхности цилиндров с помощью подобной технологии позволяет создать малоразличимую сеточку. Это создает благоприятные условия для того, чтобы масло на стенках сохранялось как можно дольше. Итогом этого является постоянное наличие смазки на взаимодействующих друг с другом элементах двигателя, что делает более эффективной его работу.

Хонингование цилиндров, цена

Хонингование цилиндра выполняется при помощи специальной насадки.

Если придерживаться рекомендаций специалиста, то проводить хонингование цилиндров следует с применением алмазных брусков. Причем подобный выбор стоит делать, даже невзирая на то, что этот материал стоит заметно дороже по сравнению с керамическими абразивами. Подобная технология финальной обработки цилиндров практикуется многими компаниями, что позволяет обеспечивать более высокий уровень качества этой процедуры в целом.

Хотя алмазные абразивы и стоят достаточно дорого, но этот недостаток компенсируется их повышенной устойчивостью к износу. Применение алмазных головок при проведении хонингования позволяет обеспечить отверстию идеальные геометрические размеры. Эта технология восстановления цилиндров позволяет создавать прямые стенки и круглую форму, а также правильное качество и количество штриховки. Все это положительным образом сказывается на сроке службы работы мотора и всего автомобиля.

Не стоит с пренебрежением относиться к процессу обточки с использованием указанной процедуры блока цилиндров. Хотя она и представляется обычной косметической процедурой, в действительности же с помощью этой технологии можно избежать преждевременного выхода из строя двигателя.

Технология хонингования в домашних условиях

Подобный метод обработки поверхностей получил распространение во многих отраслях. Осознав всю значимость этой процедуры, автовладельцу не помешает вначале выяснить, можно ли выполнить эту операция своими руками или же к такой работе следует привлечь квалифицированных работников специализированных мастерских. Следует заметить, что, если вам уже приходилось выполнять какие-либо сложные работы и вы располагаете приспособлением для хонингования цилиндров, то лучше провести хонингование цилиндров в домашних условиях, что позволит вам сэкономить.

Читайте так же:
Правильная установка брызговиков

Материалы

Чтобы выполнить подобную обработку, у вас должен быть хон. Желательно, чтобы он был гибкий, похожий на ершик для мытья бутылок. В случае его отсутствия можно обойтись и обычным. Однако хон — не единственное, что может вам потребуется для этой работы. Также у вас должны быть в наличии следующие элементы:

Хонингование цилиндров двигателя возможно проводить также в условиях домашней мастерской.

  • дрель;
  • защитные очки;
  • хонинговочное масло, вместо которого можно использовать керосин,
  • ветошь.

После того, как как вы все подготовите, хон нужно зафиксировать в патроне электродрели и обработать им отверстие, которое прежде необходимо хорошенько увлажнить. Имейте в виду, что инструмент сможет войти внутрь обрабатываемой детали лишь в том случае, если вы сожмете камни.

Технология работы

При помощи специального хонта типа

Суть этой работы сводится к совершению движений вверх-вниз. Понять, не совершили ли вы ошибок, можно, ориентируясь на образующуюся на поверхности металла сетку. Возникающий узор должен быть равномерным, при этом линии должны создавать относительно друг друга угол в 60 градусов.

Имейте в виду, что хон должен находиться внутри до полной остановки дрели. После окончания работы потребуется убрать фаску при помощи надфиля. Это поможет вам избежать зацепов колец. Делать это нужно очень аккуратно, поскольку есть риск повредить поверхность обработанного отверстия.

Далее деталь нужно очистить от загрязнений при помощи мыльной воды, которая поможет убрать следы абразива.

В завершение необходимо дать изделию высохнуть, после чего его обрабатывают специальным маслом, обладающим антикоррозионной защитой.

Заключение

Расточка цилиндра производится при помощи специального инструмента

Столкнувшись с необходимостью ремонта двигателя, стоит также уделить вниманию и блока цилиндров. Даже если с ним все в порядке, не следует отказываться от его обработки при помощи такой процедуры, как хонингование. Эта операция пойдет на пользу блоку цилиндров, поскольку сможет устранить все признаки деформации узла, возникшие в результате длительной эксплуатации.

Не стоит недооценивать эту процедуру, поскольку, несмотря на свою кажущуюся простоту, эффект от ее проведения может быть очень весомым, который поможет вашей машине дольше служить без необходимости проведения внеочередного ремонта.

Хонингование

Хонингование — это одна из форм тонкой обработки резанием для достижения точно круглых отверстий при выдерживании определённого качества поверхности. Речь идёт о разнообразно применяемом в промышленности методе окончательной обработки отверстий и цилиндров. В зависимости от случая обработки, хонингование служит для достижения точно определённых шероховатостей, структур поверхности, а также для достижения супергладких поверхностей (последнее — не для рабочих поверхностей цилиндров двигателей внутреннего сгорания).

Процесс хонингования происходит при постоянном соприкосновении поверхностей инструмента и заготовки. Снятие материала происходит при геометрически неопределённом резании благодаря собранным в хонинговальных брусках шлифовальным средствам (связанное зерно). Хонинговальные бруски помещены в хонинговальных головках, которые можно через зубчатые рейки или конусные механизмы устанавливать радиально и плоскопараллельно; тем самым достигается давление прижима. Хонинговальный инструмент движется при хонинговании одновременно в радиальном и осевом направлениях. Тем самым возникает характерная для хонингования перекрёстная сетка шлифовочных штрихов. Поэтому хонингование именуется также перекрёстным шлифованием. В зависимости от соотношения скорости вращения и скорости подачи получаются более или менее крутые углы хонингования. Для смазки, охлаждения, отвода снимаемого металла и шлифовальных зёрен в процессе хонингования подаётся в больших количествах хонинговальное масло или при обработке серого чугуна — водо-масляная эмульсия.

Цель хонингования

При окончательной обработке хонингованием возможно не только получение отверстий или цилиндров с желаемыми диаметрами и качеством внутренней поверхности. Также погрешности в геометрии отверстий, возникшие при предыдущей обработке, которые, соотв., не смогли быть устранены, могут быть исправлены. Ниже представлены наиболее частые погрешности формы и поверхности.

Сопоставление хонингования серого чугуна с хонингованием алюминия

В отличие от хонингования серого чугуна, шероховатость внутренней поверхности цилиндра у алюминиево-кремниевых рабочих поверхностей не зависит от величины зерна применяемых абразивных брусков и достижимой тем самым глубины обработки структуры хонингования (перекрёстная сетка шлифовочных штрихов). Профиль шероховатости определяется намного более размером зерна имеющихся при ALUSIL® первичных кристаллов кремния и глубины их раскрытия

Различия между хонингованной поверхностью цилиндра из серого чугуна и поверхностью ALUSIL® представлены ниже. На изображении 1 показана рельефная хонингованная поверхность из серого чугуна и соответствующий рисунок шероховатости, в то время как на изображении 2 показана поверхность ALUSIL®c рисунком шероховатости.

Характерная для рабочих поверхностей цилиндра структура поверхности (перекрёстная сетка шлифовочных штрихов) — это углубления (долины) для задержания масла, и возвышенности (плато), образованные при хонинговании на различных рабочих операциях. Плато, представляющие собой рабочие поверхности для поршневых колец, образуются при последней рабочей операции, хонинговании возвышенностей, обрезкой вершин профиля. Поэтому давление прижима брусков, угол хонингования, величина зерна и скорость хонингования являются при хонинговании серого чугуна важными параметрами для достижения правильной топографии поверхностей.

Для получения безукоризненных результатов при хонинговании ALUSIL® следует тщательно следить за тем, чтобы кристаллы кремния резались чисто и не вырывались из внутренней поверхности. Это достигается только применением подходящих хонинговальных брусков и правильных параметров обработки.

При последующем раскрытии кристаллов кремния важным является, главным образом, глубина раскрытия. При механическом раскрытии зёрна кремния несколько округляются, что положительно влияет на скольжение поршневых колец. При раскрытии травлением возникающие при резании острые края кристаллов кремния не округляются, что при приработке ведёт к несколько большему износу поршневых колец.

Из-за сложности темы хонингование отверстий цилиндров из серого чугуна не рассматривается в рамках данной брошюры. Поэтому мы рекомендуем изучение нашей брошюры "Хонингование блоков цилиндров из серого чугуна".

У ALUSIL®-рабочих поверхностей цилиндров форма и величина интегрированных в алюминии кристаллов кремния образуют возвышения, по которым скользят поршни и поршневые кольца. Расстояние кристаллов кремния друг от друга определяет ширину и форму углублений профиля, в то время как глубина раскрытия соответствует глубине углублений профиля.

Требования к хонинговальному инструменту и обрабатывающим брускам

При обработке алюминия хонингование, а также процесс раскрытия должны производиться с помощью так называемых многобрусковых хонинговальных инструментов. Для достижения точной геометрии отверстий требуется от 5 до 8 расположенных по периметру обрабатывающих брусков (изобр. 1). Установка режущих брусков достигается у многобрусковых хонинговальных головок посредством центральной конической раздвижки с гидравлическим или электромеханическим приводом (изобр.3). Наиболее подходящими являются станки, у которых установка хонинговальных брусков происходит гидравлически, и таким образом возможно очень точное регулирование давления и установки.

Читайте так же:
Как рассчитывается тепловой баланс ДВС

Механические устройства установки брусков от руки как у вышеназванной головки с зубчатой рейкой (изобр. 2) не позволяют установку с требуемой точностью. Особенно выдерживаемые при обработке алюминия низкие давления резания едва ли возможно при ручной установке правильно дозировать и устанавливать.

Поэтому стандартные хонинговальные инструменты с двумя или 4-мя хонинговальными брусками, раздвигаемые механически при помощи зубчатой рейки, непригодны для обработки алюминия. Требуемые качества поверхности и геометрии отверстия этим достичь невозможно. Кроме того, при хонинговании алюминия нельзя работать с направляющими планками.

инструмент для хонингования

1. Карданный шарнир

2. Хонинговальный инструмент

3. Кольцевая пружина

4. Хонинговальный брусок

5. Хонинговальная головка

6. Установочный конус

По причине особых требований при хонинговании алюминиевых рабочих поверхностей цилиндров применимы только абразивные бруски с алмазами на пластмассовой связке. Твёрдость алмазов обеспечивает точное резание интегрированных в алюминий кремниевых твёрдых фаз. Пластмассовая связка алмазных режущих брусков препятствует возникновению знакомых проблем, возникающих при хонинговании алюминия керамическими режущими брусками

Бруски являются и при мягком материале, как алюминий, самозатачивающимися, т. е., связка алмазов достаточно прочна для удержания алмазов в процессе хонингования, в то же время достаточно мягка, чтобы затупившиеся алмазные зёрна смогли бы вывалиться. Выдерживание параметров обработки препятствует разрушению, а также выламыванию интегрированных кристаллов кремния, и поверхность оптимально подготавливается к последующей операции раскрытия. KS-алмазные абразивные бруски (см. главу "3.8 KS — инструменты для обработки алюминия") разрабатывались и согласовывались специально для обработки ALUSIL®, LOKASIL® и сравнимых алюминиево-кремниевых материалов.

Керамические хонинговальные бруски, в том виде как они многие годы при ремонте двигателей применяются и рекомендуются, не располагают требуемыми сегодня свойствами по обработке, а также требуемой технологической надёжностью. Абразивные средства на керамической связке из карбида кремния или корунда малопригодны для точного и чистого резания кристаллов кремния. Из-за твёрдости кристаллов кремния износостойкости керамических абразивных средств недостаточно для обеспечения достаточной стойкости при чистых результатах обработки.

Связка абразивных зёрен керамических хонинговальных брусков слишком тверда для обработки алюминиевых рабочих поверхностей цилиндров. Эффект самозатачивания у керамических хонинговальных брусков, как он проявляется при хонинговании серого чугуна вырыванием или откалыванием затупившихся режущих зёрен, при хонинговании алюминия не наступает. Тупые режущие зёрна остаются в бруске, что ведёт к возрастанию давления резания. Интегрированные в стенке цилиндра кристаллы кремния, составляющие необходимую пару скольжения для поршневых колец, не могут выдержать такого слишком высокого давления резания, вырываются и разрушаются. Далее, из-за избыточной смазки хонинговальных брусков алюминием, дело часто доходит до разрушения почти полностью обработанной поверхности цилиндра. Натёртый на хонинговальные бруски алюминий приводит при этом за несколько оборотов к спиральным царапинам на рабочей поверхности, которые делают всё хонингование непригодным.

Смазочно-охлаждающие средства при хонинговании и механическом раскрытии

В качестве смазочно-охлаждающего средства при KS-хонинговании, а также механическом раскрытии алюминия может применяться обычное, имеющееся в продаже хонинговальное масло. Его вязкость должна быть в пределах от низкой до средней. Высоковязкие (вязкотекучие) хонинговальные масла, а также водо-масляные эмульсии, не должны применяться в сочетании с предлагаемыми здесь обрабатывающими брусками.

Качество и состояние смазочно-охлаждающего средства существенно влияет на качество хонингования. Поэтому следует постоянно следить за тем, чтобы масло и масляные фильтры сменялись через регулярные промежутки времени.

Параметры обработки при хонинговании

В противоположность хонингованию серого чугуна, хонингование алюминия производится при более высоких оборотах и более медленной подаче. Тем самым получаются более пологие углы. Они оказались выгодными, по возможности, маленькими для поддержания размеров разрушения кремния. Также и прилегающее к хонинговальным брускам давление резания намного ниже, чем при хонинговании серого чугуна. Снимаемый алюминий очень мягок, его можно хорошо резать алмазными хонинговальными брусками. Благодаря меньшей твёрдости алюминиево-кремниевого сплава давление на стенку цилиндра не должно быть слишком высоким. Стенка цилиндра поддалась бы под высоким давлением, и геометрия отверстия бы ухудшилась (см. по данному вопросу "3.7.2. Геометрические погрешности из-за неправильной обработки цилиндра"). По этой причине ширина хонинговальных брусков, предлагаемых KS, составляет примерно только половину от, напр стандартных хонинговальных брусков на керамической основе. При одинаковом удельном давлении нажатия брусков при вдвое меньшей ширине хонинговальных брусков усилие нажатия, которым бруски прижимаются к рабочей поверхности цилиндра, может быть уменьшено вдвое (изобр. 2). Деформаций стенки цилиндра от слишком высоких усилий нажатия брусков можно при этом эффективно избегать и их уменьшать.

Операция хонингования KS-алмазными хонинговальными брусками должна длиться, как минимум, по 90 секунд на каждое отверстие цилиндра. Меньшее время обработки указывает на слишком высокое давление нажатия брусков вкупе с более высоким их износом.

Отверстия цилиндров от хонингования нагреваются. Из-за связанного с этим теплового расширения блока цилиндров проверка (замер) диаметров цилиндров должен быть произведён только после их охлаждения до температуры помещения.

Для предотвращения замазывания брусков и улучшения смазки следует процесс хонингования прерывать на короткое время каждые 30 секунд обработки. Контакт бруска со стенкой цилиндра должен быть прерван. Обработка должна быть продолжена только тогда, если режущие поверхности вновь хорошо снабжены хонинговальным маслом и промыты. Для равномерного износа брусков в серийном производстве при обработке каждого нового отверстия цилиндра направление вращения хонинговального инструмента меняется на противоположное.

Хонингование цилиндров двигателя. Что это и зачем его делают?

При производстве и ремонте двигателей внутреннего сгорания используются самые различные технологические и конструктивные решения. От правильности их выбора зависит совершенство силового агрегата, его безупречная работа и эксплуатационный ресурс. В данной статье мы поговорим об одной из классических, обязательных при изготовлении или восстановлении ДВС технологий – хонинговании – рассмотрев этот процесс во всех его аспектах.

В чём суть хонингования цилиндров

Выполняют его для того, чтобы снизить шероховатости на стенках цилиндров, при этом улучшается приработка колец и самих поршней. Это заметно продлевает срок эксплуатации отремонтированного мотора.

Во время работы силовой агрегат подвержен достаточно сильному износу и потере своей изначальной формы. Особенно это влияет на цилиндры. Их первоначальная круглая форма становится овальной, на стенках появляются задиры и царапины. В результате капитального ремонта не избежать.

Во время ремонта цилиндры подвергаются растачиванию, а хонингование позволяет сохранить их форму правильной и получить наиболее низкую шероховатость стенок. Само хонингование — это заключительная фаза при обработке цилиндров. Если сравнивать все обычные заключительные действия, например, полировку или притирку какой-либо поверхности, то у процесса хонингования повышенная точность и эффективность проведенных работ.

Читайте так же:
Как работает иммобилайзер автомобиля


Для нормальной работы бензиновых и дизельных моторов необходимо обеспечить высокую точность размеров их компонентов. Одним из важнейших факторов является соблюдение допусков на размеры и показателей шероховатости поверхности зеркала цилиндров. Необходимость в этом возникает по следующим причинам:

  • Точное соблюдение размеров это ключ к увеличению компрессии и уменьшению количества прорывающихся в картер газов, содержащих продукты сгорания.
  • Правильная обработка поверхности снижает износ поршневых колец, гарантируя длительный срок их работы.

Важные требования

При контроле размеров цилиндров, следят за соблюдением следующих параметров:

  • Бочкообразности, корсетности и конусности. Под этими терминами подразумевается разница диаметров в разных частях цилиндра или гильзы.
  • Элипсности, под которой подразумевают разницу в диаметрах окружности в разных её точках.

Подобные дефекты появляются в результате небрежного выполнения работ на расточном станке или в процессе эксплуатации силового агрегата.

Отдельную проблему представляет достижение необходимых параметров шероховатости. Поверхность не должна быть зеркальной. На ней должны остаться небольшие насечки, получающиеся при прохождении хоном. Эти насечки необходимы для того, чтобы на них задерживалось моторное масло. Это способствует улучшению смазывания деталей поршневой группы. В дальнейшем, при обкатке, содержащаяся в лубриканте сера создаст на поверхности цилиндра сульфидную плёнку, уменьшающую износ деталей, поскольку по своим параметрам она значительно твёрже металла.

Используемое оборудование

С учётом перечисленных требований промышленность выпускает специальные хоны, применяемые для обработки деталей двигателей внутреннего сгорания. Подобные инструменты имеют изменяемый диаметр, используются в хонинговальных станках и обладают ограниченным ресурсом. Соответствие техническим требованиям должно подтверждаться сертификатом, который получен в органах стандартизации. Недопустимо производить хонинговку с помощью оборудования, не соответствующего утверждённым стандартам. Это может привести к нежелательным последствиям.


При выборе хона следует обращать внимание на следующие параметры:

  • Диапазон (по диаметру).
  • Количество и длину камней.
  • Твёрдость и зернистость материала.

Различают инструменты и по способам обработки, которая может быть сухой или с применением смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ). При хонинговке деталей, изготовленных из чугуна или стали, в качестве СОЖ применяют керосин или смесь керосина с льняным маслом. Если хон имеет камни с алмазным напылением, используют воду с синтетическими добавками.

Для соблюдения технологического процесса обязательно требуется исправный хонинговальный станок, обеспечивающий точное перемещение обрабатывающего инструмента. Именно на его рабочий стол попадает уже побывавший на расточном станке новый или ремонтируемый блок. А ещё вам потребуется достоверная информация о размерах, которые должны быть обеспечены в итоге. Дальнейшая последовательность операций, в зависимости от конструкции ДВС, может быть различна.

Отличия выполнения хонингования на разных двигателях

Двигатели внутреннего сгорания имеют разное устройство. Используемые конструктивные схемы влияют на технологический процесс.

Негильзованные двигатели

Выполненный в виде единой детали негильзованный блок подвергают обработке сразу после расточки, закрепив на рабочем столе и убедившись, что ось обрабатываемого цилиндра расположена вертикально и совпадает с осью шпинделя хонинговального станка. Это позволит исключить её неперпендикулярность к коленчатому валу. Шпиндель включённого станка вращается, одновременно выполняя возвратно-поступательные движения. Для получения нужного результата может потребоваться выполнить от одного до нескольких проходов. Контроль размеров осуществляют с помощью нутромера. Одновременно следует производить замеры шероховатости поверхности. Для этого существуют различные способы:

  1. Контактный (щуповой), для которого разработаны специальные приборы – профилометры и профилографы. Последние не только замеряют, но и регистрируют параметры.
  2. Бесконтактные (оптические), среди которых различают теневой, светового свечения, растровый и микроинтерференционный.

Гильзованные двигатели

Отдельную проблему представляет хонингование двигателей с сухими или мокрыми гильзами. Производители запасных частей поставляют, как принято считать, уже готовые к работе комплекты гильз, уже прошедшие все этапы обработки. Однако, под воздействием различных факторов, устанавливаемые на рабочие места детали деформируются и перестают соответствовать заданным размерам. Вследствие этого:

  • Ухудшается компрессия. Мотор не развивает необходимую мощность и расходует много топлива.
  • Снижается ресурс силового агрегата.

Существует способ избежать этих неприятностей. Для этого изготавливают специальную толстую пластину, имитирующую ГБЦ. Она должна прижимать гильзы, одновременно имея сквозные отверстия, обеспечивающие беспрепятственный доступ инструмента внутрь цилиндров. Пластину закрепляют на блоке после установки гильз, заворачивая резьбовые соединения в последовательности и с моментом затяжки, рекомендованном для установки ГБЦ. Только после этого выполняют хонингование в той же последовательности, что и для негильзованных моторов. Это позволяет свести к минимуму искажение размеров, возникающее в процессе установки гильз.

При полном соблюдении технологического цикла процедура выполняется в четыре этапа:

  1. Грубая обработка, в процессе которой снимается значительный слой материала. Ею можно заменить расточку. Она ведётся при избытке СОЖ. Лучше всего для этой цели подходят хоны с алмазными брусками на медной основе.
  2. Хонингование инструментом с размером зерна абразивного материала 1/150 мм. При этом происходит формирование микропрофиля поверхности.
  3. Окончательная обработка материалом с зерном 1/300 – 1/500 мм.
  4. Крацевание. Это заключительная операция, в ходе которой размер цилиндра не изменяется, а происходит очищение поверхности от остатков абразива. Для крацевания используют нейлоновые щётки, в состав волокна которых добавлены кристаллы кремния.

Соблюдение перечисленных правил позволяет достичь оптимального результата.

Опасные заблуждения

Интернет пестрит статьями, рассказывающими о том, как сделать хонингование цилиндров самостоятельно с помощью дрели и иного подобного оборудования. Это вызывает удивление. Говоря по совести, реальной пользы от такого рода информации нет. Используемые на производстве хонинговальные станки относятся к разряду наиболее точных обрабатывающих станков. Только с их помощью удаётся обеспечить требуемые допуски в десятые доли микрон. По этой причине справится с задачей дома или в условиях мастерской, не имеющей специального оснащения, не получится. Мотор, отхонингованный «на коленке», не проработает долго.

Чтобы потраченные на ремонт силы и средства не пропали напрасно, обращайтесь к специалистам, имеющим в своём распоряжении необходимое оборудование. Существуют фирмы, предлагающие такого рода услуги. Если их расценки покажутся чрезмерно высокими, задумайтесь о том, во что обойдётся покупка хотя бы контрактного двигателя. Возможно, вы перемените своё мнение.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию