Хонингование цилиндров: что это такое?
Хонингование цилиндров (нанесение хона, хонинговка цилиндров) — абразивная обработка поверхностей при помощи хонов (хонинговальных головок). Под такими головками следует понимать головку специнструмента, на которой закреплены абразивные бруски. Хонинговка зачастую применяется для того, чтобы произвести обработку внутренних цилиндрических отверстий. Процесс хонингования предполагает сочетание вращательных и возвратно-поступательных движений хона с закрепленными раздвижными абразивными брусками. Также хонингование сопровождается постоянным нанесением на обрабатываемую поверхность специальной жидкости для смазки и охлаждения.
Финальный хон на стенках цилиндров представляет собой своеобразную шершавую сетку, которая способствует удержанию необходимого количества моторного масла на стенках цилиндров и позволяет улучшить приработку и смазку трущихся деталей. Данная процедура направлена на обеспечение качественной приработки деталей ЦПГ (в частности, поршневых колец и стенок цилиндров). Также хонинговка способна увеличить ресурс двигателя после сборки, повысить эффективность работы системы смазки двигателя. В последнем случае хон на стенках цилиндров позволяет стабильно удерживать смазку, в результате чего образуется достаточная по толщине масляная пленка, улучшается смазывание и охлаждение нагруженных деталей, минимизируются потери на трение.
Читайте в этой статье
Что лучше, хонингование или шлифовка цилиндров мотора
Любой мотор в процессе эксплуатации подвержен износу. Цилиндры двигателя постепенно меняют свою первоначальную форму, становясь эллипсовидными, овальными, приобретают форму конуса и т.д. На стенках цилиндров появляются задиры, царапины, в отдельных случаях трещины и другие дефекты. Для нормальной эксплуатации таким моторам необходим капитальный ремонт.
Также во время ремонта хонинговать можно другие внутренние цилиндрические поверхности. Речь идет о втулках верхней головки шатуна, отверстиях нижней головки шатуна, втулках коромысел клапанного механизма, постели коленвала и других отверстиях. Хонингование цилиндра выгодно отличается от других способов притирки, таких как полировка или притирка стенок цилиндров. Начнем с того, что часто встречающимся понятием применительно к ремонту ДВС является так называемое зеркало цилиндра.
Указанное «зеркало» понимается как абсолютно гладкая поверхность стенок цилиндра двигателя. Такая гладкая поверхность создается в результате шлифования (шлифовки) стенок цилиндра перед сборкой мотора после проведения ремонта. Также зеркало цилиндра набивается (натирается) в процессе дальнейшей эксплуатации двигателя.
Другими словами, зеркало на стенках цилиндра создается в результате контакта стенок с поршневыми кольцами. По этой причине многие представители «гаражного» ремонта игнорируют процедуру нанесения хона. Основанием для этого является мнение о том, что хон все равно сотрется через несколько тысяч километров пробега, а на стенках цилиндров набьется зеркало. Стоит отметить, что в ряде случаев после нанесения хонинговочной (хонинговальной) сетки на стенки цилиндров рекомендована скорая замена поршневых колец. Данный факт является еще одной причиной, по которой «гаражные» мастера не стремятся выполнять процедуру хонингования и склоняются к шлифовке цилиндра для немедленного получения зеркала.
Теперь о хоне. Хонингование представляет собой тщательную обработку поверхности цилиндра при помощи специнструмента. Результатом профессиональной хонинговки мотора становится быстрая и качественная приработка поршневых колец, более высокая компрессия, уменьшение износа деталей, увеличение моторесурса и т.д. Параллельно с этим после нанесения хона снижается расход моторного масла на угар, камера сгорания становится более герметичной, что минимизирует прорыв картерных газов и их попадание в картер двигателя. Давайте рассмотрим данный процесс и ответим на вопрос, что такое хонингование цилиндра и зачем необходимо наносить хон.
Как правильно наносить хон на стенки цилиндров
Начнем с того, что процесс правильного хонингования в заводских условиях является достаточно сложным. Об этом мы поговорим немного позже. Что касается ремонта ДВС в автосервисах или специализированных мастерских, хонинговка цилиндров происходит в два основных этапа:
- начальная обработка при помощи закрепленных на хонголовке брусков с крупным абразивом;
- финальное хонингование, которое предполагает финишную обработку цилиндра мелкозернистым абразивом. Такой абразив позволяет добиться высокоточной обработки поверхностей;
Завершением процесса хонинговки цилиндров можно считать финишную чистку поверхностей при помощи специальной абразивной пасты. Данная процедура позволяет удалить острые углы, переходы, впадины и другие микродефекты. Результатом становится ровная и равномерно нанесенная хонинговальная сетка на стенках цилиндров двигателя. Отметим, что в ряде случаев применение абразивных паст для тонкой обработки опускают, выполняя только два основных этапа по нанесению хона.
Полным окончанием процесса хонингования цилиндров является мойка блока цилиндров (БЦ) для удаления металлической стружки, а также остатков полировочных паст. Далее в процессе сборки двигателя можно рассчитывать на правильную посадку поршневых колец, быструю притирку и качественную герметизацию камеры сгорания. Добавим, что абразив для хонингования цилиндров представляет собой как керамические, так и алмазные бруски. Керамический брусок имеет определенные преимущества перед алмазными абразивами, так как так4ой хонбрусок более долговечен, что в итоге определяет меньшую стоимость керамического хонингования по сравнению с алмазными решениями.
Теперь поговорим о профессиональном хонинговании, которое предполагает наличие дорогостоящего сложного оборудования. Такое хонингование применяется во время изготовления новых ДВС, а также для восстановления двигателей в условиях, максимально приближенных к заводским. Хонингование следует понимать как создание на стенке цилиндра не просто хаотичной сетки, а определенного микропрофиля на поверхности. Другими словами, хон в цилиндре является совокупностью рисок, которые пересекаются между собой. Также большую роль играет глубина указанных рисок, их расположение по отношению друг к другу. От данных факторов напрямую зависит компрессия в цилиндрах, мощность двигателя, расход топлива и моторного масла на угар, а также ресурс всей ЦПГ и самого двигателя.
Специнструмент для хонинговки обеспечивает точное, а не хаотичное нанесение указанных рисок при помощи хонинговальной головки, на которую монтируются хонбруски. Как уже было сказано, инструмент совершает не только вращение, но и возвратно-поступательные движения. Благодаря этому в процессе нанесения хона удается выдержать заданный угол, под которым происходит пересечение рисок на поверхности стенок цилиндра.
Такой угол называется углом хонингования. Также имеется зависимость от типа абразива и его зернистости, что влияет на финальное качество и структуру хона. От вида хонбруска зависит степень шероховатости поверхности, глубина и сами размеры наносимых рисок. Весь процесс нанесения хонинговки разделяется на начальный и финишный. На каждом этапе используются разные бруски. Точный контроль шероховатости поверхности становится возможным благодаря последующей визуализации диаграмм микропрофиля хона. Угол хонингования задается посредством использования специальных шаблонов-пленок.
- Для формирования поверхности на начальном этапе хонингования, которая достаточно грубая, имеет глубокие риски и повышенную шероховатость, потребуется использование абразива с крупным зерном. Для этого применяются алмазные хонбруски, которые выполнены на медной основе. Весь процесс чернового хонингования сопровождается обильной подачей смазочно-охлаждающей жидкости. Это необходимо для эффективного удаления из области нанесения хона механических частиц, остатков абразива и т.д.
- После алмазного хонингования грубая поверхность не позволяет сразу начать монтаж остальных элементов ДВС, так как кольца и поршень в таком цилиндре работать не смогут. Иногда алмазное хонингование является альтернативным силовым способом расточки цилиндров двигателя. Затем грубая поверхность снова проходит обработку абразивом с меньшим зерном. Такая обработка позволяет добиться формирования нового микропрофиля на стенках цилиндров. Завершающим этапом процесса хонингования является повторная обработка мелкозернистым абразивом, что позволяет добиться планового ремонтного размера цилиндра.
- По окончании завершения формирования «чистовой» поверхности дополнительно проводится так называемое дополнительное хонинговое крацевание. Данная процедура не направлена на дальнейшую расточку цилиндра, главной задачей является очистка полученного ранее микропрофиля от остатков хонинговальных абразивов. Также крацевание чугунного цилиндра позволяет открыть графитовые зерна. Применительно к чугуну это позволяет дополнительно снизить трение и уменьшить механические потери, а также замедлить износ. Для крацевания применяются щётки, в основе которых лежат нейлоновые нити, а также присутствуют кремниевые кристаллы.
Добавим, что хонингование также допускает нанесение дополнительного слоя специальных антифрикционных покрытий. Хонинговать можно как чугунные блоки цилиндров, так и некоторые БЦ, выполненные из сплавов алюминия. Большой популярностью сегодня пользуется плосковершинное хонингование, которое фактически аналогично классическому методу. Отличия плосковершинной хонинговки от обычного метода нанесения хона состоят в материалах и брусках, которые используются при обработке плосковершинным способом.
Что в итоге: зеркало или хон
С учетом вышесказанного справедливо утверждение о том, что лучшее удержание моторного масла способна обеспечить только стенка с шероховатой поверхностью. Что касается идеально гладкой стенки (зеркала) цилиндра, такая поверхность не может обеспечить должное удержание смазки в количестве, которого будет достаточно для эффективного смазывания поршневых колец.
На зеркальной отшлифованной поверхности цилиндра моторное масло снимается практически полностью, остатки будут расходоваться на угар, а забора нового масла происходить не будет. В подобном случае можно говорить о частичном или полностью сухом трении, в результате чего возникает ускоренный износ колец и стенок цилиндра.
На хонингованной поверхности, которая отличается шероховатостью, масло задерживается намного лучше, что позволяет выдерживать повышенные механические нагрузки. Добавим, что недостаточная шероховатость хона автоматически означает худшее удержание смазки на стенках. Также обратим внимание на угол хонингования. Такой угол оказывает влияние на показатели расхода масла на угар. Чем больше угол, тем шероховатее поверхность, но поверхность цилиндра становится более волнистой и двигатель интенсивнее расходует масло на угар. Уменьшение угла хона снижает расход масла, при этом параллельно ухудшается шероховатость стенок. С учетом данных закономерностей при хонинговании цилиндров необходимо тщательно подбирать определенные режимы нанесения хона и абразивы применительно к материалам изготовления того или иного БЦ. Такой подход позволяет достичь наилучших результатов.
Читайте также
Хонингование — Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Хонингова́ние[1] — вид абразивной обработки конических и цилиндрических поверхностей, который позволяет устранять шероховатости на поверхности заготовок, корректировать их геометрическую форму и повышать точность их габаритных размеров[2]. Проводится с применением хонинговальных головок (хонов). В основном применяется для обработки внутренних цилиндрических поверхностей путём совмещения вращательного и возвратно-поступательного движения хона с закреплёнными на нём раздвижными абразивными брусками с обильным орошением обрабатываемой поверхности смазочно-охлаждающей жидкостью. Один из видов чистовых и отделочных обработок резанием. Позволяет получить отверстие с отклонением от цилиндричности до 5 мкм и шероховатостью поверхности Ra=0,63÷0,04.
Хонингование наружных поверхностей осуществляется на специализированных станках (горизонтально-хонинговальных) или модернизированных (шлифовальных, горизонтально-расточных), производительность при этом по сравнению с суперфинишированием в 2—4 раза выше вследствие бо́льшего количества брусков и бо́льших давлений.
Обработка отверстий в различных деталях, в том числе в деталях двигателя (отверстий блоков цилиндров, гильз цилиндров, отверстий кривошипной и поршневой головок шатунов, отверстий шестерен) и т. д. Хонинговочная сетка является побочным эффектом этого высокоточного метода шлифования. По её характеру можно судить о правильности обработки, точности соблюдения технологии. Особенно это актуально при работе ручным инструментом. При обработке хонингованием обеспечивается стабильное получение точных отверстий и требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности.
Возвратно-поступательное движение хона с постоянным давлением бруска или постоянной скоростью радиальной подачи.
Инструменты и станки для хонингования[править | править код]
Ручная хонинговальная головка закреплённая в патроне ручной дрели.От специализированных хонинговальных станков до ручного инструмента.
При обработке деталей из стали и чугуна применяют керосин или смесь керосина с веретённым маслом (10 %—20 %). При использовании алмазных хонинговальных брусков часто применяют в качестве СОЖ обычную воду, в которую добавляют различные (как правило синтетические) вещества, предотвращающие коррозию обрабатываемой детали и самого станка. Использование водных растворов обусловлено более высокой теплоемкостью воды (по сравнению с маслами и керосином), а, следовательно, и более интенсивным отводом тепла, что является одним из важнейших требований, предъявляемых к СОЖ. При этом водные растворы более экологичны и менее вредны для оператора станка.
Высокопроизводительный процесс, позволяющий получить качественные поверхности с 6—5 квалитетом точности и шероховатостью поверхности Ra 1,6—0,1
- ↑ хонингование // Русское словесное ударение: Словарь / Зарва М. В.. — М.: НЦ ЭНАС, 2001. — 600 с.
- ↑ Хонингование // Инструменты из сверхтвёрдых материалов / Н. В. Новиков, С. А. Клименко. — Москва: «Машиностроение», 2014. — С. 428. — 608 с. — (Библиотека инструментальщика). — ISBN 978-5-94275-703-8.
- Под ред. Орлова П. Н. Краткий справочник металлиста. — М.: Машиностроение, 1986. — С. 960.
Хонингование цилиндров:что это такое? | НЕМЕЦКИЕ АВТОМАШИНЫ
Хонингование цилиндров (нанесение хона, хонинговка цилиндров) — абразивная обработка поверхностей при помощи хонов (хонинговальных головок). Под такими головками следует понимать головку специнструмента, на которой закреплены абразивные бруски. Хонинговка зачастую применяется для того, чтобы произвести обработку внутренних цилиндрических отверстий. Процесс хонингования предполагает сочетание вращательных и возвратно-поступательных движений хона с закрепленными раздвижными абразивными брусками. Также хонингование сопровождается постоянным нанесением на обрабатываемую поверхность специальной жидкости для смазки и охлаждения.
Финальный хон на стенках цилиндров представляет собой своеобразную шершавую сетку, которая способствует удержанию необходимого количества моторного масла на стенках цилиндров и позволяет улучшить приработку и смазку трущихся деталей. Данная процедура направлена на обеспечение качественной приработки деталей ЦПГ (в частности, поршневых колец и стенок цилиндров). Также хонинговка способна увеличить ресурс двигателя после сборки, повысить эффективность работы системы смазки двигателя. В последнем случае хон на стенках цилиндров позволяет стабильно удерживать смазку, в результате чего образуется достаточная по толщине масляная пленка, улучшается смазывание и охлаждение нагруженных деталей, минимизируются потери на трение.
ДЛЯ ЧЕГО НУЖНО ХОНИНГОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ?
Хониногование производят для уменьшения шероховатости стенок цилиндров и чтобы улучшить приработку поршневых колец и самим поршней. Оно увеличивает срок службы отремонтированного двигателя.
В процессе эксплуатации двигатель сильно изнашивается и теряет свою первоначальную форму. Это, в главной степени, относиться к цилиндрам двигателя. Если они изначально были круглыми, то со временем они принимают овальную форму (эффект конусности). Также на стенках цилиндров двигателя образуются задиры и царапины. Все эти причины ведут только к одному — к капитальному ремонту двигателя.При «капиталке» специалисты растачивают цилиндры до первого ремонтного размера. Чтобы сохранить правильную форму цилиндров двигателя и достичь оптимальной шероховатости применяют хонингование.
Хонингование цилиндров — это финишный этап в обработке и капитальном ремонте мотора. По сравнению с традиционными доводочными операциями, такими как полирование или притирка требуемой поверхности, хонингование обладает точностью и большей эффективностью.
Плосковершинное хонингование имеет ряд преимуществ. Его задача — эта тщательная обработка цилиндров двигателя для последующей работы. В результате хонингования цилиндры мотора и поршневые кольца быстрее прирабатываются, а значит меньший износ деталей мотора и повышение эффективности работы. За счет быстрой приработки деталей повышается компрессия в цилиндрах и увеличивается срок службы мотора до следующего капитального ремонта. Также, значительно уменьшается расход моторного масла и сокращается прорыв газов в картер.
Особенность хонингования — образование на цилиндрах сетки, которую можно заметить при тщательном осмотре. Она нужна, чтобы удерживать масло на стенках цилиндров мотора, в результате чего повышается обильная смазка трущихся деталей двигателя.
ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ХОНИНГОВАНИЯ
В качестве абразивных материалов используются специальные бруски. Сами бруски отличаются не только геометрическими параметрами, но и степенью абразивности материала, износостойкостью. Для профессиональной обработки используется хон, в котором набор абразивных брусков закреплен в металлической оправке, а сами бруски расположены равномерно по периметру хонинговальной головки. Конструкция оправки позволяет выставить желаемый наружный диаметр. Хонинговальная головка крепится муфтой к стальному штоку. Сам шток закреплен в патроне станка, которые и задает алгоритм движения хона.
Для хонингования цилиндров своими руками используется 2 вида любительского инструмента:
- гибкие хонинговальные щетки (бутылочный ершик). Приспособление представляет собой насадку для ручной дрели или шуруповерта, на конце которой находится хонинговальный «ершик». В качестве абразивных материалов используются шлифовальные камни, закрепленные на пружинящих ножках;
- 3-лапые приспособления для ручной хонинговки. В качестве абразивных материалов используются шлифовальные камни. Шток инструмента можно зафиксировать в патроне шуруповерта либо дрели.
ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ РЕМОНТА СВОИМИ РУКАМИ
К самостоятельному хонингованию цилиндров стоит прибегать только в том случае, если нет возможности воспользоваться станочной обработкой. При хонинговке своими руками невозможно создать упорядоченную шероховатость. Не только амплитуда и характер движений будут зависеть от положения дрели, но и усилие нажима камней на стенки цилиндра, гильзы. Разумеется, что ни о каком доведении формы до геометрических идеалов и речи идти не может.
Если вы все-таки решили произвести хонингование цилиндров своими руками, использовать лучше 3-лапые приспособления.
Что лучше, хонингование или шлифовка цилиндров мотора
Любой мотор в процессе эксплуатации подвержен износу. Цилиндры двигателя постепенно меняют свою первоначальную форму, становясь эллипсовидными, овальными, приобретают форму конуса и т.д. На стенках цилиндров появляются задиры, царапины, в отдельных случаях трещины и другие дефекты. Для нормальной эксплуатации таким моторам необходим капитальный ремонт.
Так называемая «капиталка» (капремонт) двигателя зачастую предполагает замену поршней и поршневых колец на ремонтные, восстановительные работы или замену коленвала, а также расточку цилиндров двигателя в ремонтный размер. Для нормальной приработки деталей и более эффективной работы ДВС после ремонта стенки цилиндров должны иметь определенные шероховатости перед окончательной сборкой. Для этого применяется хонингование.
Также во время ремонта хонинговать можно другие внутренние цилиндрические поверхности. Речь идет о втулках верхней головки шатуна, отверстиях нижней головки шатуна, втулках коромысел клапанного механизма, постели коленвала и других отверстиях. Хонингование цилиндра выгодно отличается от других способов притирки, таких как полировка или притирка стенок цилиндров. Начнем с того, что часто встречающимся понятием применительно к ремонту ДВС является так называемое зеркало цилиндра.
Указанное «зеркало» понимается как абсолютно гладкая поверхность стенок цилиндра двигателя. Такая гладкая поверхность создается в результате шлифования (шлифовки) стенок цилиндра перед сборкой мотора после проведения ремонта. Также зеркало цилиндра набивается (натирается) в процессе дальнейшей эксплуатации двигателя.
Другими словами, зеркало на стенках цилиндра создается в результате контакта стенок с поршневыми кольцами. По этой причине многие представители «гаражного» ремонта игнорируют процедуру нанесения хона. Основанием для этого является мнение о том, что хон все равно сотрется через несколько тысяч километров пробега, а на стенках цилиндров набьется зеркало. Стоит отметить, что в ряде случаев после нанесения хонинговочной (хонинговальной) сетки на стенки цилиндров рекомендована скорая замена поршневых колец. Данный факт является еще одной причиной, по которой «гаражные» мастера не стремятся выполнять процедуру хонингования и склоняются к шлифовке цилиндра для немедленного получения зеркала.
Теперь о хоне. Хонингование представляет собой тщательную обработку поверхности цилиндра при помощи специнструмента. Результатом профессиональной хонинговки мотора становится быстрая и качественная приработка поршневых колец, более высокая компрессия, уменьшение износа деталей, увеличение моторесурса и т.д. Параллельно с этим после нанесения хона снижается расход моторного масла на угар, камера сгорания становится более герметичной, что минимизирует прорыв картерных газов и их попадание в картер двигателя. Давайте рассмотрим данный процесс и ответим на вопрос, что такое хонингование цилиндра и зачем необходимо наносить хон.
ХОН ИЛИ ЗЕРКАЛО?
Зеркальную поверхность цилиндра от хона отличает лишь класс чистоты обработки поверхности. Поверья о том, что хон разрушает поршневые кольца, а поэтому для долгой работы двигателя стенки нужно шлифовать в «зеркало», возникли лишь от несоблюдения технологии правильного хонингования.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
Хон цилиндров и сила трения в двигателе или как остановить износ
Ответим на частые вопросы и сомнения:
- Не навредит ли металлокерамика хону?
- Что лучше растачивать двигатель или обработать RVS составом?
Под износом двигателя надо понимать в первую очередь — его цилиндры. Много говорится о факторах, влияющих на ее степень. Однако в первую очередь зависит от материала, из которого изготовлен блок цилиндров.
Именно материал играет значительную роль. Насколько он будет устойчив при контакте металлических поверхностей. Стенки гильзы также должны выдерживать воздействия температур от 1500 до 2000 C., и обладать повышенной механичной прочностью, призванной защищать гильзу от абразива, коррозии и трения. Создание высокопрочных материалов для гильз повлечет за собой существенное удорожание продукции, так как потребуются дополнительные стадии обработки, шлифовки и полировки, что могут позволить себе лишь единичные производители.
Для уменьшения силы трения, которая является самым большим врагом износостойкости, на стенках гильзы наносят хон, удерживающий масляную пленку.
Хонингование цилиндров делается в два этапа абразивным материалом. В результате на стенках образуются риски — так называемый хоновый рисунок, при этом мелкие риски имеют размер в доли микрон и визуально их не увидишь,
и крупные риски по размеру, достигающие десятки микрон, которые мы визуально и наблюдаем в цилиндре.
Шероховатость, созданная хоном, задерживает масло на стенках цилиндра, что способствует снижению трения. Однако не все так просто.
При холодном запуске происходит сухое трение. В этот короткий промежуток времени ее сила достаточно велика, и сравнимы с пробегом в 500 км.
По мере поступления масла в каналы на деталях образуется масляная пленка. При этом ее толщина зависит от высоты шероховатости, и скорости вращения коленчатого вала. Чем меньше скорость, тем меньше толщина. В такие моменты она закрывает только маленькие неровности. В то время как большие риски продолжают сталкиваться друг с другом и изнашиваться. При увеличении скорости растет подъемная сила, и масло поднимается и закрывает верхние риски. В такие моменты трение снижается. Для сравнения: чем быстрее движется катер, тем больше выталкивающая сила воды и меньше сила сопротивления.
Именно по этой причине в пробках, на малых оборотах, и в момент резкого старта с места происходит наибольшее изнашивание мотора.
Итак, как влияет образование металлокерамики на хон.
Если риски имеют правильную форму, то в узких местах его масло, благодаря силе поверхностного натяжения поднимается над ними. Там, где они широкие масло втягивается внутрь. В этом случае эффекта снижения трения не будет.
Металлокерамический слой образуется только в местах мелких неровностей, в то время, как крупные выступы остаются выше этого слоя и не изменяются.
Как видно на рисунке
При прохождении через верхнюю и нижнюю мертвые точки, происходит так называемое «ёрзание» поршня, за счет смены направления его движения и при этом складывается картина, при котором высота масляной пленки мала и не покрывает вершины рисок. Именно здесь и происходит наибольший слом вершин. Пленка в этих местах рвется. По сути, происходит разрушение поверхностей деталей, которые находятся без смазки. Верхние слои сопряженных деталей пластически деформируются, возникает местное схватывание с разрушением и отделением частиц металла и налипание их на поверхности сопрягаемых деталей. Такой износ называют изнашивание схватыванием. Температура здесь достигает 900C и выше, при таких температурах масло теряет свои свойства, присадки, содержащиеся в базовом масле, разлагаются. Абразивные частицы и продукты разложения попадают в масло и продолжают изнашивать стенки цилиндров — это называется абразивным износом.
В этих местах и создается слой металлокерамики. Минералы, входящие в состав RVS размалываются выступами микрорельефа, выделяется достаточное количество энергии для прохождения процессов микросваривания и микросхватывания. Начинается реакция замещения с образованием новых кристаллов и небольшого слоя металлокерамики. В ходе дальнейшей приработки частицы РВС размалываются до размера элементарных частиц, имеющих определенную структуру и форму (микрочешуйки). Эта особая форма позволяет очистить микрорельеф поверхности от продуктов разложения, что не может сделать ни одна из промывок масляной системы. После очистки происходит плотная нагартовка частиц РВС в углубления контактируемых поверхностей. В каждой точке соприкосновения поверхностей электромагнитные микрополя выстраивают микрочастицы РВС в определенном порядке. В результате начинается реакция замещения атомов Mg в кристаллических решетках микрочастиц РВС на атомы Fe поверхностного и подповерхностного слоев металла контактируемой поверхности. Так образуется металлокерамический защитный слой, толщина которого пропорциональна количеству частиц, нагартованных в микроуглублениях рельефа и энергии, выделяемой при контакте. Данный слой саморегулирующийся. Если есть энергия при трении и контакте, то слой растет. В результате компенсируются зазоры, снижается выделение энергии — прекращается реакция замещения — прекращается дальнейший рост. Именно по этой причине производители масла не добавляют RVS в свои масла — РВС составы не требуют постоянного присутствия в масле.
В средней части, где масляная пленка поднимается над вершинами рисок, слома не происходит и создание слоя маловероятно.
В случае же, если микрорельефа на цилиндрах совсем не осталось, или как говорят, образовалось зеркало, то создаваемый защитный слой уплотнит сопряжение цилиндр-кольцо.
Новый слой обладает пластичностью до 50 кгс/см2, что позволяет противостоять изнашиванию, при котором сила трения в двигателе минимальны и коэффициент ее составляет 0,003-0,007
Такие результаты обработки РВС составом позволяют проехать без масла до 300 км. без нанесения урона схватыванием!
Кроме того, в результате воздействия значительных удельных давлений и больших скоростей трущихся деталей происходит тепловое изнашивание деталей. Выделяющееся тепло размягчает металл и разрушает поверхности в результате оплавления и переноса металла с поверхностей сопряженных деталей.
Твердость поверхностей с металлокерамикой может достигать 63-70 HRC, а температура его разрушения 1575-1600C. Новый слой является диэлектриком и огнеупором, стоек к коррозии, что позволяет ему противостоять как тепловому изнашиванию двигателя, так и окислительному изнашиванию, которое возникает вследствие воздействия кислорода, который, так или иначе, попадает вместе с атмосферным воздухом.
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.
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.
На новом, перегильзованном или расточенном под следующий ремонтный размер блоке должно обязательно выполняться хонингование цилиндров.
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:
- Контактный (щуповой), для которого разработаны специальные приборы – профилометры и профилографы. Последние не только замеряют, но и регистрируют параметры.
- Бесконтактные (оптические), среди которых различают теневой, светового свечения, растровый и микроинтерференционный.
Тщательно выполненная обработка повышает мощность ДВС, качество его работы и эксплуатационный ресурс.
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:
- 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.
- Хонингование инструментом с размером зерна абразивного материала 1/150 мм. При этом происходит формирование микропрофиля поверхности.
- Окончательная обработка материалом с зерном 1/300 – 1/500 мм.
- 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.
Читайте также: Что будет, если перелить масло в двигатель?
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.
Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:
Авторская статья «Хонингование» на сайте инженерной-технологической компании Механика
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.
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:
P.S. С начала 2011 года желающие могут сходит на экскурсию по цеху механобработки в техцентре «Дзержинский». Записаться можно по электронной почте. Вам покажут и
расскажут в том числе и о хонинговании. Бутербробы и термос брать не обязательно — обещаем накормить.
Зачем нужен хон в цилиндрах
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.
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:
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.
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:
- Контактный (щуповой), для которого разработаны специальные приборы – профилометры и профилографы. Последние не только замеряют, но и регистрируют параметры.
- 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:
- 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.
- Хонингование инструментом с размером зерна абразивного материала 1/150 мм. При этом происходит формирование микропрофиля поверхности.
- Окончательная обработка материалом с зерном 1/300 – 1/500 мм.
- 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.
Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:
Хонингование цилиндров (нанесение хона, хонинговка цилиндров) — абразивная обработка поверхностей при помощи хонов (хонинговальных головок). Под такими головками следует понимать головку специнструмента, на которой закреплены абразивные бруски. Хонинговка зачастую применяется для того, чтобы произвести обработку внутренних цилиндрических отверстий. Процесс хонингования предполагает сочетание вращательных и возвратно-поступательных движений хона с закрепленными раздвижными абразивными брусками. Также хонингование сопровождается постоянным нанесением на обрабатываемую поверхность специальной жидкости для смазки и охлаждения.
Финальный хон на стенках цилиндров представляет собой своеобразную шершавую сетку, которая способствует удержанию необходимого количества моторного масла на стенках цилиндров и позволяет улучшить приработку и смазку трущихся деталей. Данная процедура направлена на обеспечение качественной приработки деталей ЦПГ (в частности, поршневых колец и стенок цилиндров). Также хонинговка способна увеличить ресурс двигателя после сборки, повысить эффективность работы системы смазки двигателя. В последнем случае хон на стенках цилиндров позволяет стабильно удерживать смазку, в результате чего образуется достаточная по толщине масляная пленка, улучшается смазывание и охлаждение нагруженных деталей, минимизируются потери на трение.
Читайте в этой статье
Что лучше, хонингование или шлифовка цилиндров мотора
Любой мотор в процессе эксплуатации подвержен износу. Цилиндры двигателя постепенно меняют свою первоначальную форму, становясь эллипсовидными, овальными, приобретают форму конуса и т.д. На стенках цилиндров появляются задиры, царапины, в отдельных случаях трещины и другие дефекты. Для нормальной эксплуатации таким моторам необходим капитальный ремонт.
Также во время ремонта хонинговать можно другие внутренние цилиндрические поверхности. Речь идет о втулках верхней головки шатуна, отверстиях нижней головки шатуна, втулках коромысел клапанного механизма, постели коленвала и других отверстиях. Хонингование цилиндра выгодно отличается от других способов притирки, таких как полировка или притирка стенок цилиндров. Начнем с того, что часто встречающимся понятием применительно к ремонту ДВС является так называемое зеркало цилиндра.
Указанное «зеркало» понимается как абсолютно гладкая поверхность стенок цилиндра двигателя. Такая гладкая поверхность создается в результате шлифования (шлифовки) стенок цилиндра перед сборкой мотора после проведения ремонта. Также зеркало цилиндра набивается (натирается) в процессе дальнейшей эксплуатации двигателя.
Другими словами, зеркало на стенках цилиндра создается в результате контакта стенок с поршневыми кольцами. По этой причине многие представители «гаражного» ремонта игнорируют процедуру нанесения хона. Основанием для этого является мнение о том, что хон все равно сотрется через несколько тысяч километров пробега, а на стенках цилиндров набьется зеркало. Стоит отметить, что в ряде случаев после нанесения хонинговочной (хонинговальной) сетки на стенки цилиндров рекомендована скорая замена поршневых колец. Данный факт является еще одной причиной, по которой «гаражные» мастера не стремятся выполнять процедуру хонингования и склоняются к шлифовке цилиндра для немедленного получения зеркала.
Теперь о хоне. Хонингование представляет собой тщательную обработку поверхности цилиндра при помощи специнструмента. Результатом профессиональной хонинговки мотора становится быстрая и качественная приработка поршневых колец, более высокая компрессия, уменьшение износа деталей, увеличение моторесурса и т.д. Параллельно с этим после нанесения хона снижается расход моторного масла на угар, камера сгорания становится более герметичной, что минимизирует прорыв картерных газов и их попадание в картер двигателя. Давайте рассмотрим данный процесс и ответим на вопрос, что такое хонингование цилиндра и зачем необходимо наносить хон.
Как правильно наносить хон на стенки цилиндров
Начнем с того, что процесс правильного хонингования в заводских условиях является достаточно сложным. Об этом мы поговорим немного позже. Что касается ремонта ДВС в автосервисах или специализированных мастерских, хонинговка цилиндров происходит в два основных этапа:
- начальная обработка при помощи закрепленных на хонголовке брусков с крупным абразивом;
- финальное хонингование, которое предполагает финишную обработку цилиндра мелкозернистым абразивом. Такой абразив позволяет добиться высокоточной обработки поверхностей;
Полным окончанием процесса хонингования цилиндров является мойка блока цилиндров (БЦ) для удаления металлической стружки, а также остатков полировочных паст. Далее в процессе сборки двигателя можно рассчитывать на правильную посадку поршневых колец, быструю притирку и качественную герметизацию камеры сгорания. Добавим, что абразив для хонингования цилиндров представляет собой как керамические, так и алмазные бруски. Керамический брусок имеет определенные преимущества перед алмазными абразивами, так как так4ой хонбрусок более долговечен, что в итоге определяет меньшую стоимость керамического хонингования по сравнению с алмазными решениями.
Теперь поговорим о профессиональном хонинговании, которое предполагает наличие дорогостоящего сложного оборудования. Такое хонингование применяется во время изготовления новых ДВС, а также для восстановления двигателей в условиях, максимально приближенных к заводским. Хонингование следует понимать как создание на стенке цилиндра не просто хаотичной сетки, а определенного микропрофиля на поверхности. Другими словами, хон в цилиндре является совокупностью рисок, которые пересекаются между собой. Также большую роль играет глубина указанных рисок, их расположение по отношению друг к другу. От данных факторов напрямую зависит компрессия в цилиндрах, мощность двигателя, расход топлива и моторного масла на угар, а также ресурс всей ЦПГ и самого двигателя.
Такой угол называется углом хонингования. Также имеется зависимость от типа абразива и его зернистости, что влияет на финальное качество и структуру хона. От вида хонбруска зависит степень шероховатости поверхности, глубина и сами размеры наносимых рисок. Весь процесс нанесения хонинговки разделяется на начальный и финишный. На каждом этапе используются разные бруски. Точный контроль шероховатости поверхности становится возможным благодаря последующей визуализации диаграмм микропрофиля хона. Угол хонингования задается посредством использования специальных шаблонов-пленок.
- Для формирования поверхности на начальном этапе хонингования, которая достаточно грубая, имеет глубокие риски и повышенную шероховатость, потребуется использование абразива с крупным зерном. Для этого применяются алмазные хонбруски, которые выполнены на медной основе. Весь процесс чернового хонингования сопровождается обильной подачей смазочно-охлаждающей жидкости. Это необходимо для эффективного удаления из области нанесения хона механических частиц, остатков абразива и т.д.
- После алмазного хонингования грубая поверхность не позволяет сразу начать монтаж остальных элементов ДВС, так как кольца и поршень в таком цилиндре работать не смогут. Иногда алмазное хонингование является альтернативным силовым способом расточки цилиндров двигателя. Затем грубая поверхность снова проходит обработку абразивом с меньшим зерном. Такая обработка позволяет добиться формирования нового микропрофиля на стенках цилиндров. Завершающим этапом процесса хонингования является повторная обработка мелкозернистым абразивом, что позволяет добиться планового ремонтного размера цилиндра.
- По окончании завершения формирования «чистовой» поверхности дополнительно проводится так называемое дополнительное хонинговое крацевание. Данная процедура не направлена на дальнейшую расточку цилиндра, главной задачей является очистка полученного ранее микропрофиля от остатков хонинговальных абразивов. Также крацевание чугунного цилиндра позволяет открыть графитовые зерна. Применительно к чугуну это позволяет дополнительно снизить трение и уменьшить механические потери, а также замедлить износ. Для крацевания применяются щётки, в основе которых лежат нейлоновые нити, а также присутствуют кремниевые кристаллы.
Добавим, что хонингование также допускает нанесение дополнительного слоя специальных антифрикционных покрытий. Хонинговать можно как чугунные блоки цилиндров, так и некоторые БЦ, выполненные из сплавов алюминия. Большой популярностью сегодня пользуется плосковершинное хонингование, которое фактически аналогично классическому методу. Отличия плосковершинной хонинговки от обычного метода нанесения хона состоят в материалах и брусках, которые используются при обработке плосковершинным способом.
Что в итоге: зеркало или хон
С учетом вышесказанного справедливо утверждение о том, что лучшее удержание моторного масла способна обеспечить только стенка с шероховатой поверхностью. Что касается идеально гладкой стенки (зеркала) цилиндра, такая поверхность не может обеспечить должное удержание смазки в количестве, которого будет достаточно для эффективного смазывания поршневых колец.
На хонингованной поверхности, которая отличается шероховатостью, масло задерживается намного лучше, что позволяет выдерживать повышенные механические нагрузки. Добавим, что недостаточная шероховатость хона автоматически означает худшее удержание смазки на стенках. Также обратим внимание на угол хонингования. Такой угол оказывает влияние на показатели расхода масла на угар. Чем больше угол, тем шероховатее поверхность, но поверхность цилиндра становится более волнистой и двигатель интенсивнее расходует масло на угар. Уменьшение угла хона снижает расход масла, при этом параллельно ухудшается шероховатость стенок. С учетом данных закономерностей при хонинговании цилиндров необходимо тщательно подбирать определенные режимы нанесения хона и абразивы применительно к материалам изготовления того или иного БЦ. Такой подход позволяет достичь наилучших результатов.