Как сделать хонинговку своими руками?

Хонингование – легкий способ довести поверхность до идеала

Многие слышали об абразивной обработке металлов, но далеко не каждый знает про ее отдельные виды, так что ниже рассмотрим один из них. Речь пойдет про возможность осуществить хонингование отверстий своими руками, также узнаем, в каких случаях данный процесс целесообразно применять, обсудим его особенности и, конечно же, необходимые для работы инструменты и материалы.

1 Что это такое хонингование и каким оно бывает?

Итак, начнем с того, что же представляет собой сама абразивная обработка. Это вид механического воздействия на металл, которое осуществляется посредством специального инструмента. Причем делается это как вручную, так и на оборудовании. Главная цель — достижение более точных размеров, формирование заданного микрорельефа, а также улучшение качества поверхности детали — она становится более гладкой.

Если же говорить конкретно о хонинговании, то тут используют специальные инструменты – хоны, от которых, собственно говоря, и пошло название данного процесса. Чаще всего этим способом обрабатывают цилиндрические поверхности. При этом хон, на котором размещены специальные абразивные бруски, движется в двух направлениях: вращательном и возвратно-поступательном. Также очень важно, чтобы на поверхность достаточно обильно наносилась смазочно-охлаждающая жидкость.

В зависимости от особенностей процесс хонингования делится на следующие виды:

  • сухое, когда не используется смазочная жидкость;
  • вибрационное, в этом случае головка инструмента подвергается дополнительной вибрации;
  • электрохимическое, при котором заготовка подвергается воздействию и механических сил, и электрохимическому влиянию одновременно;
  • еще существует плосковершинное хонингование, применяемое для устранения впадин и бугров на поверхности изделия.

2 Оборудование и материалы для хонингования

Как уже было указано в самом начале, для этого вида абразивной обработки металлов используется специальное оборудование, рассмотрим же его особенности. Существуют так называемые многобрусковые инструменты, в основном содержащие от 5 до 8 брусков. С их помощью можно достичь максимальной точности геометрии той или иной детали. Что же насчет режущих элементов, так их установка осуществляется посредством центральной раздвижки, имеющей электромеханический либо гидравлический привод. Последний имеет некоторое преимущество, так как в этом случае можно более точно отрегулировать давление. Так что такой привод целесообразно использовать, например, при работе с изделиями из алюминия.

Станки, имеющие механический привод и меньшее количество хонинговальных брусков, непригодны для работ с таким «мягким» материалом, так как в этом случае ни требуемого качества, ни заданных размеров достичь не удастся.

Особые требования предъявляются к качеству брусков и смазочно-охлаждающей жидкости. Для того чтобы резание осуществлялось достаточно интенсивно и дало желаемый результат, необходимо обеспечить самозатачиваемость бруска. А значит, все затупившиеся зерна должны ликвидироваться с поверхности путем вырывания или же скалывания. Данным параметрам идеально подходят сверхтвердые материалы, такие как эльбор или алмаз, зерна которых остаются острыми на протяжении длительного периода. При этом в процессе износа преобладает их микроскалывание, а не полное вырывание, что продлевает жизнь такому инструменту.

3 Особенности процесса и сфера применения хонингования

Итак, рассмотрим технологию хонингования и ее особенности. Как при любом виде абразивной обработки в этом случае происходит контакт между заготовкой и инструментом. При этом последний наносит на поверхность детали микрорезы, то есть, осуществляется царапание абразивными частицами, размеры которых обычно колеблются в пределах от 20 до 100 мкм — необходимо просто подобрать подходящее полотно. А вот разбег с количеством зерен еще более значительный, их может быть как 20, так и целых 400 на один квадратный миллиметр.

В общем, в процессе такого микрорезания происходит и снятие тончайшей стружки с поверхности металла, а также трение и его пластическое оттеснение. Огромную роль играет то, насколько правильно будут подобраны все параметры — начиная от размеров абразивных частиц и заканчивая скоростью вращения, а также прилагаемым давлением. В основном первая стадия процесса заключается в исправлении грубых погрешностей формы изделия. Осуществляется это посредством длительной обработки хонинговальными брусками. В этом случае скорость, с которой снимается слой металла, достигает 4 мкм/с.

Для того чтобы получить более гладкую поверхность либо же заданный микрорельеф, а также с целью упрочнения поверхностного слоя, применяют режим граничного трения, при котором снятие металла сводится к минимуму. Достигается данный режим путем повышения окружной скорости заготовки либо инструмента, а также снижения частоты колебания рабочих брусков и производимого давления.

Этот вид абразивной обработки используется во многих отраслях промышленности, особенно автомобильной. Так, например, подобным способом обрабатываются многие детали, в том числе и двигатели, а точнее, гильзы цилиндров, отверстия шестерней, поршневой и кривошипной головок шатунов, блоков цилиндров и т. д. Благодаря чему получаются максимально точные размеры этих самых отверстий, а поверхность становится идеально гладкой. Устраняются все погрешности в геометрии обрабатываемых деталей, которые могли возникнуть ранее.

Кроме того, способ хонингования применим и для обработки различных деталей топливной аппаратуры вроде труб. Им осуществляют обработку как глухих, так и сквозных цилиндрических отверстий, диаметром и 5 мм, и 800 мм, а длина иногда достигает двадцати метров. Также обрабатываются и иные типы просветов – конические, шлицевые, некруглые. Можно осуществлять одновременную обработку и нескольких соосных отверстий.

4 Технология хонингования в домашних условиях

Как видно, данный процесс имеет огромное значение и нашел себя во многих сферах, однако стоит выяснить, можно ли осуществить его своими силами или все-таки придется обращаться в специализированные мастерские. В принципе, если вполне уверены в своих силах и имеете в распоряжении приспособление для хонингования цилиндров, то можно немного сэкономить и выполнить эту операцию дома.

Понадобится хон, лучше гибкий, который внешне напоминает ершик для мытья бутылок, но если есть традиционный, то и он вполне подойдет. Кроме того, необходимо подготовить дрель, защитные очки, хонинговочное масло, которое можно заменить керосином, и ветошь. Собрав все необходимое, зажимаем хон в патроне электродрели и обрабатываем им отверстие, предварительно обильно смочив поверхность жидкостью. Чтобы ввести инструмент внутрь обрабатываемой детали, необходимо сжать камни.

Движения должны производиться вверх-вниз, определить правильно ли вы их выполняете можно по появившейся на поверхности металла сетке. Узор должен получаться равномерным, а линии располагаться под углом в 60° друг к другу. Нельзя извлекать хон до тех пор, пока дрель полностью не остановится. В конце удаляется надфилем фаска, чтобы не возникало зацепов колец, при этом действуем крайне аккуратно, дабы не повредить поверхность обработанного отверстия. И тщательно вымываем деталь мыльной водой, дабы устранить следы абразива. После всех этих операций нужно просушить изделие и смазать специальным маслом, имеющим антикоррозионное действие.

Steal › Blog › Хонингование

Данная статья взята с просторов интернета, мне показалась довольно интересной поэтому представляю ее Вам для обозрения.

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…

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.

Пару слов о теории:
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).

Читайте также  Как сделать тюнинг авто своими руками?

Хонингование применительно к ДВС:
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.

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.

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.

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.

Как сделать хонинговку своими руками?

При ремонте цилиндра восстановить его первоначальную форму можно притиркой. Притир — это инструмент. Его несложно изготовить самостоятельно. Втулку делают из чугуна, остальные детали из стали. Втулка имеет один сквозной разрез или четыре несквозных. Это позволяет ей плотно прилегать к цилиндру. Зажатый в патроне сверлильного или токарного станка притир вводят в цилиндр и вращают не быстрее 50. 80 об/мин. На поверхность притира наносится паста, состоящая из мелкого абразивного порошка в смеси с маслом. До последнего времени такой порошок получали по-разному. Толкли стекло в ступе, терли друг о друга абразивные бруски и т. п. Сейчас в продаже появилась специальная паста «КТ» из порошка карбида титана. Она выпускается наборами, в которые входит несколько тюбиков. В каждом тюбике — паста своей зернистости. Для наших целей пригодны пасты зернистостью 150. 170, для окончательной обработки — 250. 400.

Для получения сетчатой и ровной поверхности цилиндра после его расточки на токарном станке применяют и другой способ: хонингование. Как операция притирки, так и эта получила название от инструмента — хона. Хон — деревянная болванка с центральным отверстием и четырьмя вертикальными пазами для абразивных брусков; бруски постоянно прижаты к зеркалу цилиндра пружинами. Для хона используют бруски той же зернистости, что и пасты для притирки. Хон должен вращаться с частотой 200. 220 об/мин при 60. 100 возвратно-поступательных ходах вверх-вниз за то же время. Обрабатываемую поверхность нужно обильно смачивать керосином. Как и во время притирки цилиндр нельзя жестко закреплять, его следует держать в руках и периодически переворачивать. Применяется предварительное хонингование для исправления погрешностей предыдущей обработки и чистовое )окончательное) хонингование для уменьшения шероховатостей.
Хонинговальные бруски изготавливают из электрокорунда или карбида кремния, как правило, на керамической и бакелитовой связке, зернистость 3-8 или М20, М28. Применяется также и алмазное хонингование , главное преимущество которого состоит в эффективном исправлении погрешностей геометрической формы обрабатываемых отверстий, а также уменьшении износа брусков в 150-200 раз по сравнению с износом обычных абразивных брусков.
Количество брусков в головке выбирают из условия, что их суммарная ширина должна составлять 0,2 -0,5 длины окружности отверстия. Рекомендуется четное число брусков в головке (8,6,4,2) с диаметральным расположением их по окружности. Крепление брусков производится клеями. Используется целлулоидный клей -25-30% целлулоида и 70-75% ацетона. Подача на глубину резания осуществляется за счет радиального раздвижения брусков механическим, гидравлическим или пневматическим устройством.
Процесс хонингования сопровождается охлаждением зоны резания. Используются керосин, смесь керосина и веретенного масла, водно-мыльные эмульсии. Скорость подачи жидкости 50-60 л/м для своевременного удаления пыли и стружки.

Для увеличения срока службы цилиндра делают мелкие каналы для масляной плёнки в виде сетки Х образной формы методом хонингования цилиндра.

Кольца поршня в цилиндре лучше притираются по всему периметру окружности без задиров и слизов.

Читайте также  Как отреставрировать литые диски своими руками?

Дело в том, что идеально расточить цилиндр невозможно, а притиром можно добиться доработки к идеальной поверхности формы цилиндра.

В любом случае надо, чтобы не угробить кольца поршня, доводить цилиндр притиром постоянной формы. Выточить из дерева сухого дуба притир, нарезать паз под наждачьку.

Притир должен не сильно плотно войти в цилиндр для восстановления формы цилиндра, чтобы не получилось конусности. По мере расточки удлинить наждачьку или подложить плотную бумагу под низ.

После притира, можно делать хонингование и доводку поверхности цилиндра к сетчатой и гладкой одновременно, хоновой головкой.

Дальше притирка колец поршня к цилиндру в работающем двигателе, методом резких скачков оборотов двигателя ручкой газа, в результате чего кольца поршня снимут стружку с поверхности сетки хона цилиндра, где есть неровности и микро шероховатости поверхности цилиндра, доводя до идеальных размеров контакта колец с цилиндром. Кольца поршня хромируют и контактная поверхность твёрдая, легко стирает хонингованный чугун цилиндра, превращая в зеркальную поверхность, буквально в первый же день обкатки двигателя. Хонингование делают для притирки колец к цилиндру для получения компрессии и мощности двигателя. Цилиндр шлифуется хромированным слоем колец поршня до зеркальной поверхности, плюс остаются микронные бороздки для удержания масла на стенках цилиндра. Снять стружку при притирании колец с зеркальной поверхности цилиндра чревато последствиями сухого трения и залипания хрома в чугунном цилиндре. Кольцо теряет твёрдый слой пористого хрома и стирается в разы быстрее с потерей компрессии в цилиндре. Поршень отдаёт тепло цилиндру через кольца и масляную плёнку между ними.

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.

Правильные способы хонингования цилиндров двигателя

Под этим процессом первоочередно подразумевается абразивная обработка хонами (хонингованными головками) поверхностей. Абразивные тросики прикрепляются к головке специального инструмента. Эта процедура является одним из этапов капитального ремонта моторов, она проходит для того, чтобы уменьшить шероховатость гильз и цилиндров, увеличить продолжительность работы двигателя. Как же протекает данная операция мы раскроем далее в статье.

Что такое хонингование

Что же именно представляет из себя хонингование или расточка цилиндров? Как мы уже упоминали, это очень важный этап в починке движка, так как он выступает финалом в капитальных работах над силовой установкой автомобиля. Расточка применяется к обработке не только уже нами перечисленных деталей, но и втулок, шатунов, постелей коленчатого вала и, более того, наносится на плоскости. Теперь разберёмся в самом важном вопросе: для чего же проводить данную процедуру, и какую пользу получит от этого ваш железный конь?

Для чего нужно хонингование двигателя

Любая деталь не служит долго. Каждой, в своё время, требуется ремонт, но находчивый водитель знает, что существуют методы и подходы, которые и жизнь детали продлят, и сэкономят сбережения. Хонингование блока цилиндров и есть один из таких выходов из положения. Что касаемо деталей двигателя непосредственно, то за свою службу они изменяются в параметрах. Что ещё менее приятно, так это появление царапин повсеместно.

Как вам прекрасно понятно, всё это очень пагубно влияет на работу мотора в целом, и вот к ухудшению чего это приводит:

  1. Компрессии.
  2. Использованию большего количества горючего и масла.
  3. Мотор не развивает былую мощность.

Поэтому стоит незамедлительно заняться ремонтными работами блока, чтобы в последующем не пришлось заменять кривошипно-шатунный механизм, а здесь речь идёт уже о совсем другой сумме. Также можно отметить, что при обработке можно поставить старые поршни на обновлённые гильзы, если они ещё в солидном состоянии.

Теперь поговорим о технологии обработки. Сама работа проделывается инструментом, от которого и пошло название операции, а именно — хоном. Он вращательными движениями проходиться по поверхностям, срезая слои металла совсем незначительных размеров. Для скольжения рабочие используют смазочно-охлаждающую жидкость. Зачастую это всем нам известный керосин, но допускаются и другие варианты на основе водно-масляных эмульсий. Главное — правильно рассчитать давление, чтобы добиться равномерной и правильной поверхности цилиндра.

Инструмент для хонингования

Основным профессиональным инструментом является конструкция, состоящая из брусков (абразивных материалов), которые отличны параметрами и уровнем абразивности. За счёт металлической оправы, в который закрепляются сами бруски, можно выставлять желаемые параметры. Головка, вокруг которой находятся бруски, муфтой присоединяется к штоку, который, в свою очередь, крепится в патрон станка.

К хонингованию вручную можно отнести два вида инструмента:

  1. Насадка для дрели или вообще шуруповёрта. Она напоминает по виду ёршик, ну а абразивным материалом выступает камни, закреплённые на кончиках пружинок.
  2. Устройство, складывающееся из трёх лап. Материал тот же, что и в предыдущем варианте, как и способ использования (т.е. при помощи дрели или шуруповёрта).

Целесообразность ремонта своими руками

Стоит ли проводить хонингование цилиндров своими руками? Лучше не рисковать и, если у вас есть возможность, прибегнуть к помощи специалистов, которые знают своё дело. Вам будет сложно создать нужное давление для получения нужной шероховатости поверхностей двигателей внутреннего сгорания. У человека, проводящего работу, не выйдут идеальные по форме детали.

Но, если вариантов не остаётся, то выбирайте устройства с тремя лапами.

Что лучше: хонингование или шлифовка цилиндров мотора

Разницей между двумя методами выступает то, что после шлифовки поверхность будет исключительно гладкой, а для того, чтобы задерживался смазочный раствор, должна присутствовать незначительная шероховатость. Поэтому, чтобы обеспечить качественное и обильное смазывание колец поршня, мы вам советуем прибегнуть именно к хонингованию деталей.

Конечно, некоторые мастера предпочитают не использовать хон, так как утверждают, что в любом случае в дальнейшей эксплуатации мотора образуется зеркало (так называется гладкая поверхность). Мы это не будем отрицать, но подумайте, как вы отсрочите следующий ремонт, если воспользуетесь щадящим хоном. Вы выиграете время и сэкономите.

Подведём итог нашей сегодняшней статьи. Не забывайте своевременно уделять внимание деталям вашего двигателя, как никак от него многое зависит. Надеемся, вам стали понятны плюсы, которые приносит с собой рассматриваемый способ обработки. Удачи вам и не забывайте оставлять комментарии ниже.

Блок цилиндров: расточка или хонингование?

Прежде чем погрузиться в «дебри» ремонтных технологий, ответим еще на один простой вопрос, являющийся ключевым: зачем вообще нужно растачивать и хонинговать цилиндры, какова цель всех этих операций? Другими словами.

Зачем ремонтировать цилиндры?

В принципе, ответ ясен — цилиндры ремонтируют, если они изношены. Правда, величина и характер износа могут быть весьма различными, и не всегда блок цилиндров даже долго «ходившего» мотора требует ремонта.

Обычно предельную величину износа цилиндров определяют по двум параметрам: износу в зоне остановки верхнего поршневого кольца в ВМТ и эллипсности зеркала, возникающей в зоне контакта стенки цилиндра с юбкой поршня. Первый параметр оценивается критической величиной около 0,05 мм, второй — около 0,03 мм. Если состояние цилиндра хуже, то из-за износа в верхней части (характерной «ступеньки» на стенке цилиндра) нарушаются условия работы поршневых колец, появляется их вибрация и не исключены удары о край «ступени», в результате чего износ колец и их канавок на поршне резко ускоряется. Эллипсность нарушает плотность прилегания колец к цилиндру и увеличивает зазор между поршнем и цилиндром. Вместе оба фактора приведут к прорыву газов в картер, снижению компрессии и возрастанию расхода масла, даже если в двигатель установить новые поршни и кольца. Правда, после такого «косметического» ремонта указанные параметры иногда приходят в «норму», но ненадолго — тысяч на 10-20 километров пробега.

Получается, что у изношенных цилиндров имеются недопустимые искажения в их геометрии, что требует ее восстановления до исходного состояния, то есть необходимо отремонтировать блок. Однако здесь и возникают проблемы, поскольку еще не совсем ясно.

Что нужно восстанавливать в цилиндре?

Грубо говоря, все геометрические характеристики блока цилиндров можно разделить на параметры «макро» и «микро». Макрогеометрия — это, очевидно, размеры, форма и взаимное расположение ремонтируемых и других (в том числе базовых, т.е. используемых для точной установки блока в станке) поверхностей. Проще всего восстановить размеры, а именно зазор между поршнем и цилиндром. Для этого достаточно увеличить диаметр цилиндра (к примеру, расточить) в соответствии с размером ремонтного поршня. Среднее значение рабочего зазора у большинства двигателей 0,04-0,05 мм — это та величина, на которую диаметр цилиндра превышает размер поршня, измеренный по юбке перпендикулярно оси отверстия поршневого пальца.

Читайте также  Как выпрямить порог на автомобиле своими руками?

Несколько хуже обстоит дело с формой отремонтированной поверхности. Необходимо добиться (а это не так просто), чтобы эллипсность и конусность цилиндра не превышали 0,01 мм, иначе в цилиндре не получится стабильного рабочего зазора и хорошего прилегания поршневых колец.

В большинстве случаев при ремонте этим и ограничиваются малоопытные мастера, забывая о таких значимых параметрах, как взаимное расположение поверхностей. Речь идет прежде всего о перпендикулярности осей цилиндра и коленчатого вала — именно этот параметр во многом определяет не только ресурс двигателя в целом, но и некоторые более «второстепенные» характеристики, к примеру, шумность работы.

«Микрогеометрия» — это микропрофиль зеркала цилиндров. От того, какой получилась поверхность после ремонта, зависит трение и износ деталей, в первую очередь, поршневых колец. Для этого микропрофиль поверхности должен удовлетворять противоречивым требованиям — быть гладким, но одновременно и шероховатым, чтобы удерживать масло. Кроме того, необходимо, чтобы трущиеся детали имели минимальное время приработки.

Всем этим требованиям, как известно, лучше всего соответствует поверхность, имеющая впадины (риски) так называемой основной шероховатости глубиной до 0,005-0,010 мм и сглаженные (плоские) вершины — опорные поверхности. Такая поверхность формируется в процессе плосковершинного хонингования, о котором речь пойдет ниже.

Итак, искомые геометрические характеристики цилиндров определены. Дело за малым — обеспечить все это на практике.

Как ремонтируют блоки?

Вначале небольшое замечание. Как мы показали выше, количество параметров, контролируемых при ремонте блока цилиндров весьма велико, а их значения могут меняться на разных стадиях механической обработки. Очевидно, что добиться высокого качества ремонта можно, только грамотно выстроив всю последовательность операций механической обработки и непременно контролируя геометрию блока на каждой стадии. Поэтому будет ошибкой рассматривать поступивший в ремонт блок цилиндров как некую деталь, требующую ремонта. Это упрощенный подход, при котором весьма проблематично получить положительный результат. Мы советуем рассматривать ремонтируемый блок только как заготовку, которой предстоит пройти долгий путь, прежде чем она станет деталью.

Очевидно, превращение заготовки в деталь достигается не по мановению волшебной палочки — необходимо несколько условий: соответствующее оборудование, хороший инструмент и правильная технология. Сюда мы бы обязательно добавили и грамотного специалиста-ремонтника, без которого трудно рассчитывать на успех.

Итак, обратимся к практике ремонта блоков цилиндров. Здесь многое определяется оборудованием. Как известно, станки, используемые для ремонта блоков недоступны большинству широкопрофильных СТО по причине высокой стоимости. Такой станок необходимо окупить, для чего нужна его загрузка соответствующими работами. В результате ремонт блоков обычно осуществляется в специализированных мастерских и технических центрах, располагающих этим оборудованием.

А какое оборудование здесь используется? Без сомнения, самым популярным в последние годы становится хонинговальный станок CV616 американской фирмы Sunnen. Его преимущества перед аналогами, в том числе отечественными, очевидны — высокая производительность, надежность, точность, простота управления, наличие автоматики. В результате блок цилиндров 4-цилиндрового двигателя может быть отремонтирован в течение 20-30 минут, и это при съеме металла с цилиндров до 0,5 мм на диаметр!

Добиться такой производительности позволяет конструкция станка, в частности, автоматическая подача абразивных брусков «на разжим» по мере снятия металла со стенок цилиндра.

То есть станок смело и прямо, без расточки, хонингует цилиндры в нужный размер. Быстро, удобно, выгодно — традиционная расточка уже не нужна, станок сам прекрасно выправляет геометрию самого изношенного и «кривого» цилиндра. Лишь в самом конце достаточно заменить бруски на хонинговальной головке на более мелкозернистые или на специальные абразивные «щетки», чтобы получить требуемую плосковершинную поверхность цилиндра. В результате имеем «то, что просили» — эллипсность и конусность цилиндра не более 0,01 мм и прекрасный микропрофиль поверхности, — что еще надо для «полного счастья» ремонтника-моториста?

К сожалению, картина не всегда оказывается такой радужной. Только выясняется это много позже, этак через 40-50 тысяч километров пробега отремонтированного двигателя. Заметили, что двигатель стал шумноват? Да и «маслицо подъедает»? Нет, быть не может, ведь все сделали хорошо. Хотя. Правильно, внимательный читатель, наверное, обратил внимание на то, что в описании преимуществ американского станка мы ничего не сказали о взаимном расположении поверхностей на отремонтированном блоке цилиндров. А в этом, как оказывается, и «зарыта собака».

Когда лучшее — враг хорошего

Давайте посмотрим, что же происходит при «прямом», без расточки, хонинговании цилиндров? Вначале бруски, опираясь на наименее изношенные участки цилиндра, постепенно выравнивают поверхность, убирая все «эллипсы» и «конусы». Цилиндр становится геометрически правильным, за исключением, может быть, следа от «ступеньки» в верхней части. Затем, по мере дальнейшего хонингования исчезает и она, а далее, после съема еще нескольких десятых или сотых долей миллиметра, искомый ремонтный размер цилиндра будет достигнут.

А где же так называемая «база» — поверхность, относительно которой обрабатывается цилиндр? Быть может, это нижняя плоскость блока? Или верхняя? Или постели подшипников коленвала? Ведь именно этим поверхностям должны быть перпендикулярны цилиндры.

Нет, базой при прямом хонинговании служит сама поверхность цилиндра. Только заметим — изношенного. И чем неравномернее износ (а такое наблюдается, и нередко), тем сильнее будет перекошена ось отремонтированного цилиндра. Кроме того, чем больше съем металла, тем сильнее может «уехать» ось цилиндра в результате воздействия разного рода случайных факторов. По нашему мнению, этот перекос легко может превысить 0,1-0.2 мм на миллиметр съема, достигнув величин более чем критических.

Еще хуже обстоит дело с блоками цилиндров отечественных автомобилей. Как мы уже отмечали ранее (см. № 1/2000), эти блоки не проходят операцию так называемого «старения» в необходимой степени. Вследствие этого со временем блоки «разъезжаются» — у них перекашиваются цилиндры и постели подшипников коленвала. Кроме того, цилиндры могут вообще быть «кривыми» от рождения. Очевидно, что при прямом хонинговании цилиндров не будет происходить исправления геометрии блока, — как был он «кривым», так им и останется, хорошо, если хуже не станет.

Возможно, мы слишком сгустили краски. Тем более что точно измерить перекос оси цилиндра на уже готовом блоке очень сложно — необходимо изготовить специальное измерительное приспособление или иметь соответствующий прибор. Но даже если провести измерения, толку будет мало — повлиять на технологию прямого хонингования в ту или другую сторону нельзя.

Что же делать? Да, в общем, ничего особенного: раз технология дает (или может дать) сбой, надо просто ее изменить. А что менять? Тоже понятно: перед хонингованием надо цилиндры растачивать — так, как это делали и 10, и 40 лет назад.

Растачивание цилиндров, безусловно, процесс не быстрый: выверка положения блока на расточном станке и растачивание с малой подачей, чтобы качество поверхности было хорошим, требуют времени. Однако это гарантирует, что все цилиндры с точностью до 0,01 мм (по длине цилиндра), параллельны друг другу и одновременно перпендикулярны базе — плоскости (верхней или нижней) или, что лучше для «кривых» отечественных блоков, постелям коленвала.

При растачивании обязательно оставляется припуск около 0,1-0,15 мм на хонингование. Именно эта величина гарантирует, что будет удален весь дефектный слой металла, оставшийся после растачивания. Одновременно такой малый припуск не позволит перекосить оси цилиндров во время хонингования.

А теперь давайте посчитаем. «Правильная» технология ремонта блока цилиндров получается долгой в любом случае, поскольку предварительное растачивание обязательно. А время — это деньги: более длительная работа дороже. Сэкономить время удается лишь на хонинговании, правда, если использовать уже упомянутый американский станок, то, по сравнению с довольно неуклюжими отечественными хонинговальными станками, экономия общего времени обработки блока едва ли превысит 20%.

Но только так можно гарантировать высокое качество ремонта. Если же принять во внимание стоимость (а, значит и сроки окупаемости) оборудования, то при правильной технологии ремонта вопрос о том, какой хонинговальный станок использовать для ремонта блока цилиндров, похоже, пока остается открытым.