Самая дорогая деталь мотора: прогноз ресурса от экспертов «За рулем»
Блок цилиндров – самая главная и дорогостоящая деталь двигателя. Мало того, в нашей стране она еще и номерная. На его поверхности, в определенном месте для каждого двигателя, заводским способом наносят ряд букв и цифр.
Во всем мире двигатели испокон веку можно было менять на автомобиле хоть каждый день, а у нас на его номер обращали пристальное внимание. Даже сейчас, когда номер в свидетельство о регистрации вносить перестали, в ПТС он всё равно остался, и при перерегистрации автомобиля проверяют соответствие агрегата документам.
Основа всего
Блок цилиндров – основа двигателя, к которой крепятся все его важные элементы. В нем установлен коленчатый вал, вместе с шатунами преобразующий возвратно-поступательное движение поршней во вращательное. В блоке движутся поршни, а венчает конструкцию головка блока. Снаружи блок цилиндров буквально облеплен агрегатами. В большинстве случаев к нему крепят водяной насос, стартер, генератор, компрессор кондиционера, а в прежние времена еще и насос ГУР. И, самое главное, колокол коробки передач, в котором располагается механизм сцепления либо гидротрансформатор. Обычно к блоку цилиндров крепятся одна или две опоры, на которых силовой агрегат – двигатель и коробка передач – подвешен к автомобилю.
В двигателях с нижним расположением распределительного вала половина привода газораспределительного механизма также располагается в блоке, о чем мы недавно рассказывали.
ВСЕГДА ЛИ БЫЛ БЛОК ЦИЛИНДРОВ?
Нет, не всегда. Первые двигатели имели другую базовую деталь – картер. В нем на подшипниках вращался коленчатый вал. А уже к картеру крепились один или несколько индивидуальных цилиндров. По такой схеме в дальнейшем были созданы двигатели воздушного охлаждения, включая звездообразные авиационные, а также мотоциклетные и автомобильные – от Запорожца до Porsche 911.
Известны примеры и двигателей с жидкостным охлаждением, также не имеющих блока цилиндров. Например, у V‑образного двигателя танка Т‑34 на длинные шпильки, выходящие из блок-картера, устанавливали так называемые рубашки охлаждения, вставляли 12 гильз с уплотнениями и всё это накрывали двумя головками. А блока цилиндров, как единой детали, при этом не было.
Люминь или чугуний?
В автомобильной промышленности для изготовления блоков цилиндров используют всего два основных конструкционных материала – алюминиевые сплавы и чугуны. Методом изготовления в любом случае является литье, но в случае с алюминиевыми сплавами применяют исключительно литье под давлением. Для производства блоков из железосодержащих сплавов чаще всего используют серый чугун, легированный никелем и/или хромом.
Достоинствами чугунных блоков являются их высокая жесткость и меньшая чувствительность к перегреву. Главный недостаток – большая масса. А еще производство чугунных блоков вредно с точки зрения экологии. Именно поэтому в Европе чугунные блоки практически не производят, а все заводы перевели в страны третьего мира. Другим недостатком блоков, полностью изготовленных из высококачественного легированного чугуна, является довольно высокая стоимость.
Рабочие поверхности цилиндров
Из двух вышеперечисленных материалов лишь чугун позволяет поршням с кольцами работать непосредственно по его поверхности. Только чугун, особенно с легирующими присадками, обладает достаточной прочностью и создает хорошую пару трения с алюминиевым поршнем и стальным (либо чугунным) поршневым кольцом. Всё это происходит благодаря структуре чугуна с включениями частиц графита, которые как бы играют роль смазки.
МОКРЫЕ И СУХИЕ
Гильзами называют сменные части блока цилиндров, по внутренней поверхности которых движутся поршни двигателя. Их изготавливают из высокопрочных материалов, рассчитанных на повышенные термические и механические нагрузки. Это делается для уменьшения износа трущихся поверхностей и облегчения ремонта. Гильзы могут присутствовать и при алюминиевых, и при чугунных блоках.
Сухая гильза – гильза, внешняя поверхность которой не омывается охлаждающей жидкостью. Мокрая же имеет непосредственный контакт наружной поверхности с охлаждающей жидкостью.
Чугунный безгильзовый блок
Очень распространенная конструкция. Нашим автолюбителям она известна со времен первых массовых легковых автомобилей вроде Москвичей. Цилиндры расточены в номинальный размер, помимо которого еще были предусмотрены несколько ремонтных, рассчитанных на поршни и кольца большего размера. Эта схема продолжает использоваться по настоящее время на всех двигателях разработки АВТОВАЗа и шестнадцатиклапанных моторах ЗМЗ.
Преимущества – простота конструкции, высокая жесткость блока и приемлемая ремонтопригодность. Поверхности цилиндра при механической обработке придается микропрофиль, способствующий удержанию небольшого количества масла. В случае применения высококачественного чугуна стенка цилиндра образует прекрасную пару трения как с алюминиевым поршнем, так и со стальными поршневыми кольцами. Но высококачественные легированные чугуны дороги.
18336