Гильзы цилиндров ЯМЗ

Гильзы цилиндров мокрые, толстостенные, отливают­ся из специального чугуна с перлитной структурой. Внутренняя поверхность гильзы, являющаяся зеркалом цилиндров, закалива­ется токами высокой частоты (твердость после закаливания С 48-52) и обрабатывается до чистоты с высотой микрошерохова­тостей 0,2-0,5 мкм. Для получения оптимального зазора гильза-поршень гильзы по внутреннему диаметру разделяются на четыре размерные группы. Обозначение размерной группы наносится на верхнем торце бурта гильзы.

При комплектации двигателя в каждый цилиндр устанавлива­ются гильзы и поршни одной размерной группы. В верхней наружной части гильзы выполнен упорный бурт, нижней плоскостью которого гильзы устанавливаются на соответст­вующий упорный торец блока ци­линдров. Верхний торец бурта име­ет выступ, предохраняющий про­кладку головки цилиндров от не­посредственного воздействия на нее горячих газов.

Наружная поверхность гильзы имеет два обработанных пояса, которыми гильза фиксируется в соответствующих расточках блока цилиндров.
На нижнем поясе гильзы выполнены две канавки прямоуголь­ного сечения, в которые устанавливаются резиновые уплотнительные кольца для предотвращения попадания воды из водяной ру­башки блока в полость масляного картера двигателя. В верхней части гильза уплотняется упорным буртом. Гильза устанавливает­ся в расточки блока с зазором, необходимым для компенсации по­грешностей механической обработки. Это снижает деформацию гильзы при зажиме ее по бурту.

При сборке двигателя производится контроль величины выступания буртов гильз цилиндров над плоскостью блока после уста­новки их в расточки блока. Эта величина должна находиться в пределах 0,065-0,165 мм. Контроль выступания буртов гильз произ­водится до установки на гильзу резиновых уплотнительных колец. После замера на верхней нерабочей поверхности бурта гильзы выбивается метка со стороны передней части двигателя.

При окончательной установке гильзы в блок уплотнительные кольца гильзы смазываются маслом.
Демонтаж гильз из блока цилиндров после эксплуатации дви­гателя производится с помощью специального приспособления. Для съема гильзы следует ввести приспособление в ее внутреннюю полость, зацепить диск за нижний торец гильзы, надеть втулки на шпильки крепления головок цилиндров и, вращая рукоятки, вынуть гильзу из блока цилиндров.

Совершенствование гильз цилиндров заключалось в повышении их износостойкости, для чего велись работы по оптимизации геометрических размеров и микрогеометрии и предотвращению кавитационных разрушений.

Большое внимание было уделено технологии получения отливок. Как и у автомобильных дизелей ЯМЗ, гильзы цилиндров дизелей ЯМЗ изготовляют из низколегированного чугуна с присадками меди и титана.

В начальной стадии отработки надежности дизелей толщина стенок гильз была выбрана относительно большой, поэтому упругая деформация их в процессе работы двигателя была минимальной.

Применяется упрочняющая обработка гильз — закалка с нагревом т. в. ч. и отпуск при температуре 280° С в течение 2 ч.

Металл для изготовления гильз плавится дуплекс-процессом (вагранка-электропечь). Вместо широко распространенного центробежного способа литья заготовка выполняется литьем в землю с оболочковым стержнем, что обеспечивает равномерную исходную микроструктуру металла, для которой характерно наличие пластинчатых перлита и графита.

Особенностью технологического процесса механической обработки гильзы является обеспечение однородной исходной структуры ее внутренней поверхности путем равномерного снятия приписка с отливки. Это достигается в результате образования первичных баз для механической обработки при базировании по внутренней поверхности отливки гильзы. Минимальные припуски на последующие операции после закалки т. в. ч. обусловливаются применением развертывания — зенкеровання закаленной поверхности гильзы. Чтобы избежать разрушения и прижога этой поверхности, вместо шлифования после закалки т. в. ч. и отпуска производится хонингование крупнозернистыми алмазными брусками. Коаксиальность центрирующих поясков и перпендикулярность их общей оси к упорной поверхности установочного бурта гильзы достигается чистовой обработкой центрирующих поясков и упорной поверхности бурта в одну операцию и за одну установку.

Принципиально важным является образование торцовых поверхностей упорного бурта движением резцов, направление которого перпендикулярно оси отверстия. Этим создаются благоприятные условия контакта данного бурта с сопряженной упорной поверхностью блока цилиндров, а также с прокладкой головки блока.

Таким образом, технологический процесс изготовления гильз цилиндров теоретически позволяет получить малое отклонение поверхности отверстия от идеальной геометрической формы круглого цилиндра.

Наряду с этим, совокупность технологических процессов изготовления гильз, а также направляющих поверхностей блока цилиндров теоретически позволяет обеспечить минимальную деформацию цилиндровой и картерной частей блока, что повышает надежность гильз и кривошипно-шатунного механизма.

Известно, что надежность деталей цилиндропоршневой группы в значительной степени зависит от интенсивности тепловых потоков в гильзе, определяющих ее температуру. От последней зависят тепловое расширение гильзы, т. е. отклонение формы от исходной, а также вязкость масляной пленки и условия релаксации остаточных напряжений. В связи с этим были проведены исследования влияния рабочих параметров и некоторых конструктивных факторов на температуру гильз цилиндров в условиях эксплуатации дизелей ЯМЗ.

Опыт ЯМЗ выявил необходимость отработки технологических мероприятий, направленных на релаксацию остаточных напряжений в процессе изготовления гильз.