Расточка блока цилиндров двигателя

О самостоятельной расточке блока цилиндров задумываются экономичные автолюбители, либо те, кто привык все ремонтные манипуляции выполнять своими руками. По этому поводу у большинства водителей сразу возникает вопрос: насколько целесообразно проводить подобную процедуру, которую никак нельзя назвать легкой, в условиях гаражного бокса? Ведь выполнять шлифовку блока, не имея специального оборудования и определенных навыков довольно проблематично. Помимо этого, невозможно до конца быть уверенным в точности проведения этой процедуры, но все же многие автовладельцы берутся за расточку блока цилиндров в домашних условиях.

Заметим, что опытные мотористы не одобряют проведение подобной процедуры. Хотя она может быть использована как крайняя мера для восстановления работоспособности мотоциклетных либо мопедных двигателей. Расточить блок цилиндров автомобильного силового агрегата можно несколькими способами, каждый из которых требует определенных усилий и затрат. Все же лучше всего выполнить эту процедуру на специальном расточном станке, поскольку в этом случае риск повредить блок сведен к минимуму. На станке можно получить идеальную расточку цилиндра (в случае если она будет сделана профессионалом), а вот при ручном исполнении таких результатов вряд ли удастся достичь.

Для чего это нужно?

Само понятие «расточка блока» подразумевает процесс восстановления геометрии цилиндров силового агрегата при помощи специальных станков. Главной предпосылкой к расточке блока является проведение капитального ремонта двигателя, однако сейчас процедура в основном проводится для увеличения его мощности.

Растачивать цилиндры при капитальном ремонте необходимо по той причине, что находящиеся в них поршни под воздействием высокого температурного режима, давления и прочих постоянных нагрузок, являются причиной нарушения геометрической формы цилиндров. Говоря проще от постоянного трения и высоких нагрузок цилиндр вместо идеально круглой формы, приобретает форму эллипса. Из-за этого поршень уже не может полностью прилегать к его стенкам, в результате чего образовывается значительный зазор, через который отработанные газы либо топливо проникают в картер, а моторное масло – в камеру сгорания.

Естественно, из-за всего этого силовой агрегат значительно теряет свою мощность, увеличивается потребление топлива и масла. Одним из верных признаков, свидетельствующих о необходимости проведения расточки двигателя, является увеличенный расход моторного масла. Помимо этого, следует обратить внимание на цвет отработанных газов. Если из выхлопной трубы начинает появляться сизовато-синий дым, не за горами капитальный ремонт силового агрегата.

Буквально несколько десятков лет назад невозможно было найти моторное масло либо охлаждающую жидкость хорошего качества, из-за этого возникали частые перегревы моторов. Доходило даже до того, что приходилось выполнять капремонт двигателя нового автомобиля спустя 30-50 тыс. км пробега. А агрегаты на грузовой и специальной технике приходилось восстанавливать намного чаще.

Сегодня ситуация изменилась кардинально. Современные смазывающие и охлаждающие жидкости позволяют значительно увеличить ресурс автомобильного двигателя. Сейчас средняя величина пробега до проведения капитального ремонта составляет примерно 200-250 тыс. км, причем, за год далеко не каждый автомобилист проезжает даже 12-15 тыс. км. Выходит, что этого ресурса силового агрегата должно хватить на более чем 15 лет эксплуатации. Далеко не каждое транспортное средство может выдержать столько.

Расточка блока в последнее время крайне редко применяется в качестве необходимой ремонтной меры. В основном эта процедура используется при тюнинге для увеличения объема и мощности двигателя. Но, во втором случае расточка проводиться лишь тогда, когда состояние стенок цилиндров позволяет ее выполнить. В этом случае необходима установка поршней с большим диаметром. Также для обеспечения корректности работы силового агрегата потребуется большее количество топливной смеси, поскольку его объем увеличится, соответственно, возрастет мощность.

Какие моторы можно точить, а какие нельзя?

Как известно, блок цилиндров может быть изготовлен из чугуна либо алюминия. Первый вариант, несмотря на некоторые минусы, к которым относятся высокая масса и низкий теплоотвод, обладает хорошей прочностью и идеально поддается проточке. Алюминиевый блок, наоборот, намного легче и эффективнее отводит тепло.

Однако стенки его цилиндров покрывают специальным износостойким составом, из-за чего протачивать их не рекомендуется. Эта процедура попросту удалит покрытие со стенок, в результате чего цилиндры потеряют свою прочность и прослужат недолго.

Плюсы и минусы расточки

Среди плюсов можно выделить следующее:

• Прибавка мощности
• Увеличение эксплуатационного ресурса
• Снижение потребления масла
• Увеличение компрессии
• Улучшение динамики работы агрегата

К минусам можно отнести:

• Снижение КПД двигателя
• Уменьшение размера стенок цилиндра, из-за чего мотор быстрее нагревается
• Нарушение заводских характеристик силового агрегата, которое может негативно отразится на прохождении ТО

Способы самостоятельной расточки блока

Выполнить эту процедуру в домашних условиях можно двумя способами, которые практически ничем не отличаются друг от друга. Заранее предупреждаем, что процесс самостоятельной расточки довольно трудоемкий, и после его проведения нельзя гарантировать идеальный результат.

Для выполнения первого способа расточки потребуется высокооборотистая электродрель, старый поршень и набор наждачной бумаги различной зернистости на влагостойкой, тканевой основе. Сам процесс можно описать так:

1. в верхней центральной части поршня необходимо высверлить отверстие под шпильку, далее вставить и крепко затянуть ее;
2. ножовкой по металлу необходимо сделать пропил в боковой части поршня, вставить в него край крупнозернистой наждачной бумаги, обернуть ей поршень и зафиксировать в том же пропиле;
3. расточку следует начинать на минимальных оборотах, постепенно добавляя их. Во время расточки дрель нужно перемещать вверх и вниз плавными движениями;
4. когда поршень, которым выполняется расточка, будет свободно проникать в цилиндр на 2/3, меняем наждачную бумагу на более мелкую и дотачиваем уже ей;
5. после всех манипуляций следует «нулевкой» выполнить окончательную шлифовку;

Еще один способ при помощи деревянной заготовки, которая будет имитировать поршень. Для этого необходимо изготовить соответствующую оправку. Причем в диаметре она должна быть на 2-3 мм меньше поршня, и на 100-200 мм длиннее гильзы цилиндра. В заготовке также необходимо сделать боковой пропил для фиксации наждачной бумаги, а в верхней части по центру высверлить отверстие для воротка. Процесс выполняется по аналогии с первым способом. Единственное, что он более трудоемкий, поскольку выполняется вручную. В процессе проточки нужно периодически смазывать обрабатываемую поверхность цилиндра.

Равномерность расточки контролируется визуально, либо по заранее изготовленному шаблону, например, из того же дерева.

В качестве вывода стоит сказать, что это в принципе неплохой способ повышения мощности двигателя, пользоваться им или нет исключительно ваш выбор. Желательно для проведения данной процедуры обратиться к профессионалам, что все было значительно качественнее.

Видео

Увеличение объема двигателя внутреннего сгорания является самым простым способом поднять моментные (в большей степени) и мощностные характеристики мотора. Существует несколько возможных вариантов по увеличению объема двигателя ВАЗ-21083 ( и его производных – ВАЗ 2111, 2112, так как все они используют практически одинаковые блоки цилиндров, за исключением применения масляных форсунок в 16-ти клапанных моторах ВАЗ-2112).

Первый (более «народный» – т.к. дешевый) – расточка блока цилиндров под больший диаметр поршня. Затратная часть – работы по расточке блока, стоимость комплекта поршней и колец большего диаметра. Второй способ (более дорогой) – замена штатного коленчатого вала на другой, имеющий больший радиус кривошипа – больше ход поршня – больше объём . Затратная часть – коленчатый вал (диаметр кривошипа от 74,8 мм до 80 мм), комплект специальных поршней под данный коленчатый вал (т.к. блок цилиндров имеет определенную конечную высоту), поршневые кольца, ну и работы по расточке блока под заданный комплект поршней. На удивление, рост рабочего объема поршневого двигателя не всегда самый выгодный способ форсировки – иногда, в зависимости от того, что вы хотите получить от мотора, выгоднее доработать головку блока цилиндров с установкой подходящего распределительного вала и после этих операций «снять» большую мощность с вашего силового агрегата. Естественно, чтобы возможности распределительного вала раскрылись в полную силу, необходима доработка ГБЦ – зачастую довольно серьезная – вплоть до перепрессовки седел и установку клапанов большего диаметра (на 8-ми клапанные моторы хорошо подходят клапаны от BMW, а на 16-ти клапанные – от различных VW и Opel). Кроме того, нельзя забывать про впускные и выпускные каналы, по которым топливно-воздушная смесь поступает в цилиндры, а отработанные газы «вырываются» с большой скоростью – их необходимо дорабатывать, увеличивая до определенных пределов их сечение, производя внутреннюю полировку и изменяя их профиль.

Кроме ГБЦ, достаточно большое влияние на характер мотора оказывает содержимое и «геометрия» блока цилиндров. Мы не будем обсуждать разные типы поршней и их форму, весовые характеристики коленчатых валов, хотя бесспорно они вносят определенный вклад в характер будущего мотора. Существует такое понятие, как отношение длины шатуна к ходу поршня, эта характеристика и сам диаметр кривошипа коленчатого вала (ход поршня) существенно влияют на «дыхание» мотора: ведь по своей сути, ДВС – это насос, который прокачивает через себя определенный объем смеси воздуха с топливом за определенный промежуток времени.

Мы рассмотрим влияние соотношения длины шатуна и диаметра кривошипа коленчатого вала на «характер» мотора двигателей семейства ВАЗ-2108. В англоязычной литературе это соотношение именуется R/S – rod to stroke ratio, и ему уделяется достаточно серьезное внимание при доработке моторов. Многие источники считают, что «золотой серединой» является величина R/S, равная 1,75. Отчасти все они будут справедливы для моторов ВАЗ, так как в обоих случаях речь идет о двигателях относительно небольшого рабочего объема (моторы Honda серий В16А — В20В с объемом соответственно от 1,6 до 2,0 литров, что вполне соотносится с литражом моторов ВАЗ 21083 (2112), получаемым при форсировании путем увеличения рабочего объема). Вот для примера геометрия легендарного мотора В16А (объем 1587 см. куб., мощность 160 л.с.; это первый «гражданский» мотор, имеющий удельную мощность 100 л.с./литр):

Длина шатуна: 134 мм
Ход поршня: 77 мм
Соотношение R/S: 1,74:1 (что как видим практически близко к «золотой середине»)

Посмотрим какая обстановка с отечественными двигателями (берем только ВАЗ 8-го семейства, т.к. другие не столь актуальны).

21081 – объём 1099 куб. см
— ход 60,6 мм
— диаметр поршня 76 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,996

2108 — объём 1288 куб. см
— ход 71 мм
— диаметр поршня 76 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,7

21083 — объём 1499 куб. см.
— ход 71 мм
— диаметр поршня 82 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,7

21084 — объём 1580 куб см.
— ход 74,8 мм
— диаметр поршня 82 мм
— длина шатуна 121 мм
— R/S = 1,61
Эффект большого R/S:

ЗА: Позволяет поршню дольше находиться в ВМТ, что обеспечивает лучшее горение топливной смеси, т.е. более полное сгорание топливной смеси, более высокое давление на поршень после прохождения ВМТ, более высокая температура в камере сгорания. В результате хороший момент на средних и высоких оборотах. Длинный шатун уменьшает трение пары «поршень-цилиндр», а это особенно важно при рабочем ходе поршня.

ПРОТИВ: Мотор, собранный с достаточно большим значением R/S не обеспечивает хорошее наполнение цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, из-за снижения скорости воздушного потока (из-за уменьшения скорости движения поршня после ВМТ, в момент открытия впускного клапана). Большая вероятность появления детонации из-за высокой температуры в камере сгорания и длительного времени нахождения поршня в ВМТ.
Эффект малого R/S:

ЗА: Обеспечивает очень хорошую скорость наполнения цилиндров на низких и средних частотах вращения КВ, так как скорость движения поршня от ВМТ больше, разряжение нарастает быстрее, что улучшает наполнение цилиндров, более высокая скорость движения топливовоздушной смеси делает смесь более гомогенной (однородной) что способствует лучшему сгоранию. преимущества: более низкие требования к доработке и диаметрам каналов ГБЦ, чем на моторе с высоким соотношением R/S.

ПРОТИВ: Малая величина RS означает, больший угол наклона шатуна. Это значит, что большая сила будет толкать поршень в горизонтальной плоскости. Для мотора это означает следующее:

1) Большая нагрузка на шатун (особенно на центр шатуна), что делает разрушение шатуна более вероятным. Разрушение шатуна само по себе мало вероятно, кроме случаев обрыва, при заклинивании и гидроударе, как правило, шатун рвется у верхней или нижней головки под углом приблизительно 45 градусов к оси шатуна.

2) Увеличение нагрузки на стенки блока цилиндров, большая нагрузка на поршни и кольца, увеличение рабочей температуры вследствие повышенного трения, как результат, более быстрый износ стенок цилиндра, колец, и ухудшении условий смазки. Износ этого участка зависит от величины смещения оси пальца относительно оси поршня и от значения максимального угла наклона шатуна, т.е. при применении "кованных" поршней со смещенным пальцем, износ будет меньше чем при применении стандартных поршней.

3) Более короткий шатун также увеличивает скорость движения поршня, что влияет на износ и увеличение трения. Максимальная скорость поршня приходится на угол около 80 градусов поворота коленчатого вала от ВМТ, для мотора с коленвалом 74,8 мм при 5600 оборотов в минуту она равна 22,92 м/с при шатуне 121 мм., и 22,80 м/с., при шатуне 129 мм. Наиболее весомым является зависимость ускорения поршня от длины шатуна. Большие значения ускорения положительно влияют на наполнение цилиндров на малых оборотах, что ведет к «тяговитости» двигателя в следствии лучшего наполнения. Но на высоких оборотах из-за инерционности потока во впускной трубе происходит эффект запирания на впускном клапане (т.е объем цилиндра над поршнем растет быстрее, чем может заполняться через клапанную щель, что ведет к ухудшению наполнения и мощностных характеристик на высоких оборотах). В случае длинного шатуна на малых оборотах происходит обратный выброс смеси, но на высоких нет явления запирания.

По вполне понятным причинам, АВТОВАЗ комплектует свои моторы шатуном 121 мм (он обеспечивает 83-му мотору R/S = 1,7, что вполне удовлетворительно). Но для «тюнингаторов», использующих КВ с большим радиусом кривошипа, шатун 121 мм обеспечивает не очень хорошее отношение R/S, поэтому на рынке «нестандартных», а-ля «спортивных» запчастей существуют и продаются шатуны с большей длинной – 129, 132 мм, цена их правда не столь привлекательна. Еще не стоит забывать, что «экстра ходы» поршня компенсируются уменьшением компрессионной высоты поршня (смещением поршневого пальца вверх) или увеличением высоты блока цилиндров. Т.к. компрессионную высоту можно уменьшать до определенного предела, то следующим шагом будет замена блока цилиндров на более высокий, что повлечет за собой немалые расходы финансовых средств. Все эти действия направлены для того, чтобы увеличить значение R/S.

Расточка двигателя — сложный технологический процесс, который направлен на ремонт или доработку силового агрегата. Зачастую, говоря народным языком, расточка необходима при проведении капитального ремонта или проведению тюнинга.

Для чего нужна расточка мотора

Расточку мотора широко применяют при проведении капитальных работ по двигателю. Так, для установки ремонтного комплекта поршневой группы понадобиться расточить внутренние поверхности цилиндров. Что же касается тюнинга, то этот процесс выполняется — для все того же увеличения диаметра цилиндров, чтобы установить необходимые поршни.

Процесс расточки двигателей, а точнее блоков цилиндров выполняется на специальном оборудовании. Существует несколько видов проточки мотора, которые по принципу мало чем отличаются друг от друга, но имеют разные технологические процессы. Также, в операцию расточки входит хонинговка цилиндров. Эти два понятия не стоит разделять между собой.

Само технологическое назначение расточки достаточно простое. Вследствие эксплуатации мотор подвергается износу, а цилиндры блока подвержены постоянным тяжелым нагрузкам, особенно температурным. Так, в процессе эксплуатации появляется много изъянов, таких как царапины, раковины и прочие повреждения. Именно при процессе расточки можно убрать все эти недочеты и восстановить поверхность до рабочего состояния.

При помощи чего проводится расточка

Расточка и хонинговка проводятся при помощи разных станков. Для каждого такого спецоборудования требуется свой специалист, который научен, проводить расточку моторов. Итак, рассмотрим несколько вариантов расточных механизмов для автомобильных блоков цилиндров.

Пожалуй, самые распространенными являются вертикально-расточные станки для расточки блока цилиндров. Популярными они сталь, за счет того, что простые в работе и обслуживании, а также стоимость относительно других довольно низкая. Для примера приведем станок 2Е78П и его конструкцию.

1. Шпиндель 0,48 мм — 2Е78П.71.000
2. Шпиндель 0,78 мм — 2Е78П.72.000
3. Шпиндель 0,120 мм — 2Е78П.73.000
4. Шпиндель универсальный — 2Е78П.74.000
5. Шпиндель специальный — 2Е78П.75.000
6. Пульт управления — 2Е78П.83.000
7. Электроаппаратура панели — 2Е78П.81.000
8. Колонна — 2Е78П.30.000
9. Стол — 2Е78П.40.000
10. Основание 2Е78П.10.000
11. Отсчетное устройство — 2Е78П.40.020
12. Коробка скоростей и подач — 2Е78П.50.000
13. Шпиндельная бабка — 2Е78П.23.000
14. Электрооборудование сценка — 2Е78П.80.000
15. Панель пульта — 2Е78П.82.000
16. Пульт управления — 2Е78ПН.83.000
17. Электроаппаратура панели — 2Е78ПН.81.000
18. Основание — 2Е78ПН.10.000
19. Электрооборудование станка — 2Е78ПН.80.000
20. Панель пульта — 2Е78ПН.82.000

Следующим вариантом является — координатно-расточные станки. Эти стенды считаются точным оборудованием, что позволяет достаточно точно провести операции по растачиванию главного силового агрегата автомобиля.

Для наглядного примера возьмем стенд 2Л450АФ4.

1. I — станина
2. II — стойка
3. III — блок направляющих
4. IV — шпиндельная коробка
5. V — шпиндель
6. VI — пульт управления
7. VII — стол и салазки
8. VIII — механизм предварительного набора координат
9. IX — привод перемещения стола
10. X — привод перемещения салазок
11. XI — коробка скоростей

Последняя группа станков для расточки блока цилиндров — горизонтально-расточные. Это самый дорогой вариант, который представляет собой возможность растачивать двигатель не только горизонтально, но и вертикально. Так, В этом случае можно даже проводить процесс шлифовки поверхности блока. Ярким представителем данной категории является — AMC-SCHOU L 2500.

Технологический процесс расточки

Как расточить двигатель? Этот вопрос задавали себе многие автолюбители. Технологический процесс расточки достаточной простой, но требует внимательности и понимания. Расточка внутренний части мотора, а точнее цилиндров, задача точная, поэтому такую работу желательно доверить профессионалам, которые разбираются. Рассмотрим основные позиции проведения расточки ДВС на аналоговом и цифровом оборудовании.

Аналоговая расточка требует постоянного вмешательства специалиста, поскольку именно он определяет, какой будет размер цилиндров после окончания проведения работ. Рассмотрим, последовательность действий:

1. Блок цилиндров устанавливается на станину так, чтобы шпиндель размещался по центру цилиндра.
2. В шпиндель устанавливается резец, которым собственно и будет проводиться расточка.
3. Включается станок и шпиндель начинает опускаться, при этом режущим резцом растачивает цилиндр.
4. Таким самым способом проводится расточка остальных цилиндров.
5. После проведения процесса расточки, расточенной мотор, нужно будет хонинговать, а именно доведение поверхности до зеркального состояния.

Стоит учитывать, что при неправильно проведенном процессе, описанном в пункте 1, цилиндр расточиться не правильно и двигатель можно будет, попросту, выкинуть. Поэтому растачивать блоки стоит доверять профессионалам.

Цифровая расточка — это расточка при помощи электроники, а именно ЧПУ. Так, специалисту необходимо ровно установить на станину, чтобы цилиндры стоили в один ряд, а первый был посредине станины. Далее задается необходимая программа, и стенд все делает самостоятельно, под четким руководством специалиста.

В современных развитых странах можно найти стенды с умной электроникой, которые имеют в своем арсенале сканер. Именно он позволяется точно и четко попасть в цилиндр, а также провести расточку с точностью до микрона. К сожалению, такие стенды на территории СНГ недоступны, так как стоимость данных агрегатов начинается от 100 000 евро, и автосервисы не могут себе позволить такой станок.

Показания и противопоказания к расточке

К показаниям к проведению расточки являются:

• Износ внутренней части цилиндров, наличие раковин и царапин.
• Возможность восстановления.
• Отсутствие трещин и других похожих повреждений.
• Возможность установки ремонтного комплекта поршневой группы.
• Проведение точных операций по расточке.

А вот к противопоказаниям можно отнести:

• Невозможность восстановить поверхность цилиндров.
• Отсутствие возможности расточки под ремонтный размер (случаи с гильзовкой блока).
• Другие факторы, в которых растачивать блок не целесообразно.

Вывод

Расточить двигатель, а точнее блок цилиндров, в большинстве случаев возможно, но автомобилисту рекомендуется обращаться к профессионалам, которые обладают достаточными знаниями и умениями, чтобы сделать все верно. Процесс расточки достаточно простой, но может выполняться как на аналоговом, так и цифровом оборудовании.

Поэтому, не стоит придумывать велосипед, и для проведения процесса рекомендуется обратиться к специалистам, а в противном случае, можно лишиться одного из главных узлов двигателя внутреннего сгорания.