Плато хонингование цилиндров – Плосковершинное (плато) хонингование,хонинговка, тепловой зазор цилиндра, платохонингование, плосковершинное хонингование

Содержание

Плосковершинное (плато) хонингование,хонинговка, тепловой зазор цилиндра, платохонингование, плосковершинное хонингование

Понятие плосковершинного ( плато) хонингования основано на идее, согласно которой в новом двигателе желателен быстрый износ в течение очень короткого промежутка времени, благодаря чему изнашивание уменьшается фактически до нуля всего за несколько сотен километров, после чего двигатель способен работать в течение длительного периода времени с очень небольшим изнашиванием. Такое первоначальное изнашивание необходимо, чтобы сформировать хорошую поверхность сопряжения между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра. Изнашивание или рыхлый материал, необходимый для этого начального процесса, должны образоваться на поверхности стенки цилиндра и рабочей поверхности поршневых колец. Эти частицы рыхлого материала должны быть достаточно маленькими, чтобы задерживаться в слое масла, разделяющем сопряженные детали. При этом шероховатость на рабочей поверхности колец и цилиндра должна позволить маслу распространяться и собирать частицы износа.

Толщина пленки масла является очень маленькой, и поскольку цилиндры и поршневые кольца изготавливаются по современным технологиям, производители двигателей стараются добиться всё меньшего расхода масла, поэтому толщина пленки становится все меньше и меньше. В этой ситуации особое значение имеет качество обработки поверхности цилиндра и создания при изготовлении и ремонте такой микроструктуры, которая наиболее близка к цилиндру, уже приработавшемуся к поршневым кольцам. Имеет ли поверхность цилиндра заводскую обработку, или цех ремонтировал эту поверхность, это может быть сделано только хонингованием. Этот процесс должен быть двухстадийным, на первой стадии на поверхности образуются впадины и выступы, и на второй удаляются некоторые из выступов, чтобы образовать ряд плоских плато, отделенных регулярными раздельными впадинами. Такая обработка называется плосковершинной и применяется сейчас практически всеми производителями двигателей и большинством ремонтных цехов. Вид на поверхность цилиндра перед плосковершинной обработкой.

Хорошая плосковершинная обработка предполагает, что угол штриховки составляет приблизительно 60°, с одинаковыми рисками, нарезанными в обоих направлениях. Образец впадины должен быть чистым после резания, но без острых кромок, и должен быть свободным от рваного или деформированного материала. Глубина и ширина впадин должны быть однородными и регулярно раздельными, а плоская область плато должна составлять примерно половину от двух третей полной поверхностной области, свободной от внедренных частиц. Изготовители всегда определяют точные требования к обработке плато, и это может быть проверено точно только путем измерения профиля поверхности специальным поверхностным измерительным прибором – профилометром.

Отклонения к этой идеальной поверхности цилиндра вызовут чрезмерное изнашивание и потребление масла, что приведет к следующим изменениям в двигателе: Вид на поверхность цилиндра в микроскоп Деформированный и порванный металл вместе с глубокими и широкими раздельными впадинами штриховки вызывает чрезмерное потребление масла, потому что впадины несут чрезмерную большую порцию масла, которая никак не используется для смазывания и впоследствии будет просто сожжена при сгорании топлива. Чрезмерное изнашивание в двигателе, очевидно, будет вызвано увеличенным количеством рыхлого материала вокруг впадин штриховки, которые будут удалены при приработке поверхности цилиндра с поршневыми кольцами с образованием большого количества частиц и попаданием их в масло и к другим трущимся деталям. Такой дефект поверхности возникает вследствие применения очень грубых брусков с крупным зерном или неправильным выбором режимов хонингования. Чрезмерное плато приводит к очень медленной приработке колец и чрезмерному потреблению масла, потому что поверхность цилиндра не содержит или содержит очень мало рыхлого материала как источника мелких частиц, необходимых для формирования хорошо приработанной поверхности скольжения с поршневыми кольцами. Данный дефект возникает при слишком «гладком» хонинговании очень мелкими брусками, а также при установке новых колец в старые изношенные цилиндры без обработки их поверхности хонингованием. Недостаточное плато вызывает чрезмерное изнашивание стенок цилиндра, а также перегрев поршневых колец. Изнашивание происходит из-за чрезмерного количества рыхлого материала в процессе приработки. Высокая температура колец – результат разрушения пленки смазочного масла, вызванного высоким удельным давлением кольца на поверхность цилиндра, имеющую очень много рыхлого материала, большое количество частиц и малые опорные площадки для колец. В результате нарушается теплоотдача от кольца в стенку цилиндра, а перегретое кольцо начинает изнашиваться быстрее. Поверхность цилиндра этого типа может уменьшить жизнь поршневых колец на целых 80%. Часто возникает вследствие неправильного подбора брусков, нарушения режимов обработки и при хонинговании в одну операцию без финишной плосковершинной обработки. Разница в глубине, форме и угле наклона впадин в разных направлениях при хонинговании вызывает чрезмерно быстрое вращение поршневых колец на поршне, что приводит к неправильной приработке колец к цилиндрам, чрезмерному износу самих колец как по рабочей, так и по торцевой поверхностям, а также к износу канавок колец на поршнях. Это явление чаще всего вызвано плохой работой хонинговального оборудования, когда, например, скорость хода инструмента вниз и вверх различна.

Следование всем рекомендациям производителей двигателей и производителей хонинговального инструмента, а также поддержание используемого хонинговального оборудования в исправном состоянии позволяет избежать указанных дефектов и добиться высокой долговечности и низкого расхода масла отремонтированного двигателя.

bestracingparts.com

Плосковершинное (плато) хонингование,хонинговка, тепловой зазор цилиндра, платохонингование, плосковершинное хонингование

Понятие плосковершинного ( плато) хонингования основано на идее, согласно которой в новом двигателе желателен быстрый износ в течение очень короткого промежутка времени, благодаря чему изнашивание уменьшается фактически до нуля всего за несколько сотен километров, после чего двигатель способен работать в течение длительного периода времени с очень небольшим изнашиванием. Такое первоначальное изнашивание необходимо, чтобы сформировать хорошую поверхность сопряжения между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра. Изнашивание или рыхлый материал, необходимый для этого начального процесса, должны образоваться на поверхности стенки цилиндра и рабочей поверхности поршневых колец. Эти частицы рыхлого материала должны быть достаточно маленькими, чтобы задерживаться в слое масла, разделяющем сопряженные детали. При этом шероховатость на рабочей поверхности колец и цилиндра должна позволить маслу распространяться и собирать частицы износа.

Толщина пленки масла является очень маленькой, и поскольку цилиндры и поршневые кольца изготавливаются по современным технологиям, производители двигателей стараются добиться всё меньшего расхода масла, поэтому толщина пленки становится все меньше и меньше. В этой ситуации особое значение имеет качество обработки поверхности цилиндра и создания при изготовлении и ремонте такой микроструктуры, которая наиболее близка к цилиндру, уже приработавшемуся к поршневым кольцам. Имеет ли поверхность цилиндра заводскую обработку, или цех ремонтировал эту поверхность, это может быть сделано только хонингованием. Этот процесс должен быть двухстадийным, на первой стадии на поверхности образуются впадины и выступы, и на второй удаляются некоторые из выступов, чтобы образовать ряд плоских плато, отделенных регулярными раздельными впадинами. Такая обработка называется плосковершинной и применяется сейчас практически всеми производителями двигателей и большинством ремонтных цехов. Вид на поверхность цилиндра перед плосковершинной обработкой.

Хорошая плосковершинная обработка предполагает, что угол штриховки составляет приблизительно 60°, с одинаковыми рисками, нарезанными в обоих направлениях. Образец впадины должен быть чистым после резания, но без острых кромок, и должен быть свободным от рваного или деформированного материала. Глубина и ширина впадин должны быть однородными и регулярно раздельными, а плоская область плато должна составлять примерно половину от двух третей полной поверхностной области, свободной от внедренных частиц. Изготовители всегда определяют точные требования к обработке плато, и это может быть проверено точно только путем измерения профиля поверхности специальным поверхностным измерительным прибором – профилометром.

Отклонения к этой идеальной поверхности цилиндра вызовут чрезмерное изнашивание и потребление масла, что приведет к следующим изменениям в двигателе: Вид на поверхность цилиндра в микроскоп Деформированный и порванный металл вместе с глубокими и широкими раздельными впадинами штриховки вызывает чрезмерное потребление масла, потому что впадины несут чрезмерную большую порцию масла, которая никак не используется для смазывания и впоследствии будет просто сожжена при сгорании топлива. Чрезмерное изнашивание в двигателе, очевидно, будет вызвано увеличенным количеством рыхлого материала вокруг впадин штриховки, которые будут удалены при приработке поверхности цилиндра с поршневыми кольцами с образованием большого количества частиц и попаданием их в масло и к другим трущимся деталям. Такой дефект поверхности возникает вследствие применения очень грубых брусков с крупным зерном или неправильным выбором режимов хонингования. Чрезмерное плато приводит к очень медленной приработке колец и чрезмерному потреблению масла, потому что поверхность цилиндра не содержит или содержит очень мало рыхлого материала как источника мелких частиц, необходимых для формирования хорошо приработанной поверхности скольжения с поршневыми кольцами. Данный дефект возникает при слишком «гладком» хонинговании очень мелкими брусками, а также при установке новых колец в старые изношенные цилиндры без обработки их поверхности хонингованием. Недостаточное плато вызывает чрезмерное изнашивание стенок цилиндра, а также перегрев поршневых колец. Изнашивание происходит из-за чрезмерного количества рыхлого материала в процессе приработки. Высокая температура колец – результат разрушения пленки смазочного масла, вызванного высоким удельным давлением кольца на поверхность цилиндра, имеющую очень много рыхлого материала, большое количество частиц и малые опорные площадки для колец. В результате нарушается теплоотдача от кольца в стенку цилиндра, а перегретое кольцо начинает изнашиваться быстрее. Поверхность цилиндра этого типа может уменьшить жизнь поршневых колец на целых 80%. Часто возникает вследствие неправильного подбора брусков, нарушения режимов обработки и при хонинговании в одну операцию без финишной плосковершинной обработки. Разница в глубине, форме и угле наклона впадин в разных направлениях при хонинговании вызывает чрезмерно быстрое вращение поршневых колец на поршне, что приводит к неправильной приработке колец к цилиндрам, чрезмерному износу самих колец как по рабочей, так и по торцевой поверхностям, а также к износу канавок колец на поршнях. Это явление чаще всего вызвано плохой работой хонинговального оборудования, когда, например, скорость хода инструмента вниз и вверх различна.

Следование всем рекомендациям производителей двигателей и производителей хонинговального инструмента, а также поддержание используемого хонинговального оборудования в исправном состоянии позволяет избежать указанных дефектов и добиться высокой долговечности и низкого расхода масла отремонтированного двигателя.

bestracingparts.com

Хонингование — Энциклопедия журнала «За рулем»

Хонингование (он английского hone — точить), обработка внутренней поверхности цилиндра мелкозернистыми абразивными брусками, смонтированными на хонинговальной головке (хоне). Бруски прижимаются к обрабатываемой поверхности, а хонинговальная головка совершает вращательное и возвратно-поступательное движения.

Микронеровности на зеркале цилиндра после обычного хонингования (а) и плосковершинного (б).

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

Угол «встречи» рисок имеет значение! Слишком малый (а) создает много широких пересечений ПС, возле которых смазка будет недостаточной. Оптимальный угол 30–35° (б).

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

wiki.zr.ru

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.

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.

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.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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

krutimotor.ru

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.

 

 

seite1.ru

Хонингование блока цилиндров

Что понимают под хонингованием?

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

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

Изображение 2

Цель хонингования

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

Сопоставление хонингования серого чугуна с хонингованием алюминия

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

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

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

Важно!

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

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

Указание

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

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

Требования к хонинговальному инструменту и обрабатывающим брускам

Хонинговальные инструменты

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

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

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

Изображение 1

Изображение 2

   

Изображение 3

1. Карданный шарнир

2. Хонинговальный инструмент

3. Кольцевая пружина

4. Хонинговальный брусок

5. Хонинговальная головка

6. Установочный конус

 

Хонинговальные бруски

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

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

Изображение 4

Указание

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

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

Смазочно-охлаждающие средства при хонинговании и механическом раскрытии

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

Важно!

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

Параметры обработки при хонинговании

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

Изображение 2

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

Указание!

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

Важно!

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

Параметры обработки при хонинговании Значение

Рекомендуемое число оборотов при хонинговании

250-350 1 /мин

Минимальное число оборотов при хонинговании

200 1 /мин

Максимальное число оборотов при хонинговании

400 1 /мин

Скорость подачи хонинговальной головки относительно числа оборотов

1/мин

т/мин

400

16

350

14

300

12

200 8

Угол хонингования (произведение числа оборотов и скорости подачи)

15-20°

Потребная величина снятия материала, относительно диаметра цилиндра

от 0,06 до 0,1 мм

Рекомендуемое давление нажатия брусков

30 Н/см2

Максимальное давление нажатия брусков

40 Н/см2

Общее время обработки отверстия цилиндра (приблизительное значение)

> = 90 s

Желаемая шероховатость поверхности (R2)

от 0,06 до 0,10 мм

Перебег хонинговальным бруском верхней и нижней мёртвых точек, относительно длины бруска

= 30%

Желаемая степень разрушения кристаллов кремния

5-10%

Максимально допустимая степень разрушения кристаллов кремния

макс. 30%

Допускаемая некруглость отверстия цилиндра (технологический допуск)

+/-6 um

;

focusello.ru

Правильное хонингование — Теория машин и механизмов

Когда-то считалось, что чем глаже поверхность цилиндров двигателя внутреннего сгорания, тем лучше и дольше буде работать двигатель. Оказалось, что это не так. Оптимальная на сегодняшний день с точки зрения долговечности цилиндра, поршней и колец рабочая поверхность цилинра показана на фотографиях. Вторая — под микроскопом. Поверхность цилиндра с такой структурой хорошо держит масло, что позволяет создать оптимальные условия смазки колец и поршней в верхней части цилиндра и обеспечить этим их длительную безизносную работу.

Считается, что «царапки» должны наноситься под вполне определенным углом, причем разные производители двигателей, поршней к ним и поршневых колец могут рекомендовать разные углы наносимой «сетки» царапин. Последний «писк» в этом направлении — выжигание «царапок» лазером. Вернее в этом случае уже не царапок, а лунок специально рассчитанной формы и размеров. Кстати цена такой лазерной обработки одого цилиндра, и то не всего, а верхней его трети — сотни долларов…

А вот как «нарисовать» такую «сетку»? Чтоб «царапки» строго под нужным углом, в обе стороны одинаково… Каким механизмом. Конечно, в наш век, «когда космические корабли бороздят…», а станки с ЧПУ уже почти у каждого на кухне, решить проблему купив за сотню-другую тысяч долларов станок большого труда не составит… А проще? Чисто механически?

Может кто не знает, цилиндры после расточки окончательно обрабатывают ( хонингуют) специальным инструментом — хоном. Это такой цилиндрический интструмент, болванка с несколькими выдвижными брусками из абразивного материала. Ну, иногда смахивает на раздвижную развертку. Но дело не в нем, а в том, как получить его строго спиральное реверсивное перемещение вдоль поверхности цилиндра да еще и без «мертвых» точек (участков царапок неправильной «косины») на рисунке «сетки» при смене направления движения?

Изменено пользователем Savelich

www.chipmaker.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *