Хонинговальная головка своими руками

VasKey › Блог › ТЕХНОЛОГИЯ ХОНИНГОВАНИЯ ЦИЛИНДРОВ

Хонингование цилиндров, наряду с расточкой, являются неотъемлемыми атрибутами капитального ремонта двигателя. Рассмотрим, что такое хонингование, как осуществляется финальная обработка гильз, цилиндров, втулок и какой нужен инструмент, приспособление для ремонта своими руками. Ответим на вопрос, что лучше: зеркало или хон?

ЧТО ТАКОЕ ХОНИНГОВАНИЕ

Хонингование – абразивная обработка поверхности с целью нанесения упорядоченной шероховатости. Нанесение хона является финальной стадией обработки металлических деталей. При этом хонингованию поддаются не только стенки цилиндров или гильз, которые в процессе капитального ремонта двигателя могут быть расточены в нужный ремонтный размер, но и втулки шатунов, постель коленчатого вала. Применяется хонингование и при финишной обработке плоскостей.

Причины хонингования цилиндров:
— приближение к идеальной геометрической форме гильз, цилиндров, втулок. Ввиду погрешности даже самого качественно расточного инструмента, после расточки цилиндр может иметь слегка бочкообразную, конусоподобную форму. Всяческое изменение формы цилиндра от идеальной геометрии круга и смещение оси отверстия в блоке цилиндров двигателя ведет к снижению компрессии и уменьшению ресурса цилиндропоршневой группы;
— точность обработки поверхности хоном значительно выше, чем в случае обработки расточным и шлифовальным инструментом. Такая особенность позволяет получить необходимый класс чистоты поверхности и добиться лучшего прилегания поршневых колец к стенкам цилиндра;
— получение необходимой структуры шероховатости. Правильная насечка позволяется удерживать на стенках цилиндров моторное масло, предотвращающее сухое трение трущихся пар и, как следствие, ускоренный износ деталей ЦПГ. Также упорядоченная шероховатость предотвращает сильный износ деталей, когда по определенным причинам возникает непродолжительное сухое соприкосновение трущихся пар.

Суть процесса хонингования заключается в равномерном снятии микронных слоев металла. Для этого используется специальный инструмент – хон. Рабочая поверхность хонинговальной головки касается внутренней части обрабатываемой поверхности по траектории, совмещающей вращательные и возвратно-поступательные движения.

Обработка производится с применением специальной смазочно-охлаждающей жидкости, в качестве которой может быть использован керосин либо рабочая жидкость на основе водно-масляных эмульсий (применяется при обработке изделий с высокими требованиями к качеству покрытия).

В процессе хонингования крайне важно обеспечить равномерное давление шлифующей кромки, так как только в таком случае удастся получить равномерную глубину риски и около идеальную геометрическую форму внутренней поверхности цилиндра. Для исключений возможной неравномерной обработки, шток задает хону небольшие круговые колебания вокруг своей оси.

Для долгого срока службы двигателя хон на стенках цилиндров должен быть правильной формы. График износа трущихся деталей двигателя показывает, что наиболее интенсивное уменьшение срока службы происходит на стадии притирки деталей и на последних километрах, когда появляются значительные зазоры между трущимися парами. Для уменьшения износа двигателя и уменьшения срока обкатки завод-изготовитель применяет плосковершинное хонингование. Правильная обработка помогает обеспечить поршневым кольцам хорошее прилегание уже спустя несколько сотен километров после начала эксплуатации двигателя. Плосковершинная обработка производится в 2 этапа: грубым и мелким абразивом.

Необходимый угол развала штриховки должен быть около 60º с отклонением не больше чем на 20º. Характеристики впадин после снятия с поверхности цилиндров крошечной доли металла:

— не должны иметь рваных, острых кромок;
— отсутствуют деформированные участки;
— глубина, ширина должны быть однородными.

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.

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.

Чтобы раз и навсегда положить конец спорам о хоне и зеркале, узнать, что такое хонингования и как оно правильно осуществляется, рекомендуем ознакомиться с видео.

На плоских вершинах

На плоских вершинах

Не сильно на это потратившись, владелец поначалу только радовался: улучшился разгон машины, снизился расход масла и топлива, но уже через 20 тысяч километров праздник закончился. И вот герой у нас. Сняли головку блока цилиндров, показали хозяину их рабочие поверхности — ну как, мол? А человек, увидев гладкое зеркало и пощупав пальцами, недоуменно воскликнул: «Тут же все отлично!»

Как бы не так… В том-то и штука, что от былой «сеточки» плосковершинного хонингования мало что осталось, а на зеркальной поверхности масло не удерживается и кольца трутся без смазки. Ускоренный износ неизбежен.

Ну а как сегодня ремонтируют двигатели? Подобно героям, с которых мы начали беседу, многие «мастера» не морочат себе голову тонкостями технологии. Более серьезные опираются на заводские рекомендации по ремонту. Пример: на восстановление «жигулевского» блока цилиндров по вазовской технологии положено тратить 4,5 нормочаса (расточка, хонингование, промывка и т.д.), что обойдется клиенту в 2–2,5 тыс. руб. Но уже есть фирмы, где подготовят блок под установку ремонтных поршней в несколько раз быстрее, причем с плосковершинным профилем шероховатостей. И цена работы раза в два-три меньше. Как этого достигают?

Быстро отремонтировать блок цилиндров позволяют современные высокопроизводительные станки. Например, фирмы «Саннен» (фото 2) с двухшарнирным приводом хонинговальной головки. Его важное преимущество в том, что головка центрируется по неизношенным поверхностям старого цилиндра (в верхней и нижней зонах) — рабочая поверхность увеличенного диаметра получается строго соосной старой. Это упрощает базирование блока на станке. А конструкция головки такова, что абразивные бруски по мере обработки подаются «на разжим» жестко, благодаря чему (в отличие от обычной «пружинной» головки) получаемая поверхность не зависит от погрешностей формы прежнего, изношенного цилиндра. Новая поверхность практически идеальна по овальности и конусности.

Увеличение диаметра цилиндра до следующего ремонтного размера, например на 0,4 мм, на таком оборудовании вообще не требует традиционной расточки. Все делает хонинговальная головка. Сначала увеличивает диаметр на 0,3 мм крупнозернистыми абразивными брусками. Затем еще на 0,1 мм — брусками с зерном помельче. Наконец, формирует плоские вершины мелкозернистыми брусками или специальными щетками с алмазным напылением.

Увеличение диаметра цилиндра при последней операции не превышает микрона и практического значения не имеет. Зато с верхушек шероховатостей удаляется часть поврежденного, разрыхленного при предыдущей обработке, металла и на их поверхности появляются зерна содержащегося в чугуне графита. Они снижают трение колец до минимума. Заметьте: обработка на таком станке обычного четырехцилиндрового блока занимает около 30 минут.

Блок цилиндров после плосковершинного хонингования менее требователен к обкатке и гораздо дольше служит до следующего серьезного ремонта. В значительной степени этим объясняется повышенная «ходимость» моторов иномарок, а также вазовских «восьмого-десятого» семейств по сравнению с «классическими» «Жигулями».

Понятие «ремонтный размер» сегодня почти неприменимо к наиболее прогрессивным двигателям иномарок. В большинстве случаев ремонт с увеличением диаметра цилиндра не предусмотрен: блок, поршни, кольца — только номинальные, а разброс диаметров (фото 1) не превышает 0,01 мм. Для российских двигателей по-прежнему существуют ремонтные размеры, причем каждый более тонко разбит на классы. Например, для двигателей ВАЗ — А, В, С, D, Е, где каждый последующий размер на 0,01 мм больше предыдущего. После окончательной обработки цилиндра поршень должен быть к нему подобран с учетом требуемых тепловых зазоров. Например, для двигателей переднеприводных машин ВАЗа монтажный зазор (разница диаметров цилиндра и поршня) — 0,025–0,045 мм.

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 (рис. 1, а). 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 (рис. 1, б) и учесть ее в монтажных зазорах при сборке.

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 (рис. 2). Если же он слишком велик, опять-таки возрастают потери на угар (представим себе предельный случай — продольные риски в цилиндре!).

В России плосковершинное хонингование было впервые внедрено на двигателях автомобилей VAZ 2108, 2109 по настоятельной рекомендации немецкой фирмы «Порше», разработавшей для этого технические требования.

Доработка (расточка и хонингование) блока цилиндров своими руками

Доработка блока цилиндров вам, как правило, может понадобиться лишь в двух случаях. Это если вы решили провести форсирование двигателя или пришло время ремонтировать блок цилиндров.

Как расточить цилиндр правильно

Хотя, нужно быть честными, доработка головки блока цилиндров своими руками – это лишь частично. Своими руками вы сможете провести разборку ГБЦ и демонтаж блока цилиндров. Сами вы сможете произвести замер зазора между поршнем и цилиндром и даже гильзование.

А вот дальнейшая процедура – расточка головки блока цилиндров может быть проведена только на специализированном оборудовании.

Если хонингование цилиндров в некоторых случаях можно провести своими руками при помощи ручной хонинговальной головки и электродрели, то проточка цилиндров – это долгий и специальный технологический процесс.

Своими же руками вы можете в дальнейшем, после расточки и хонингования блока цилиндров, произвести сборку агрегата.

Скорее всего, вы сами не будете стоять у станка, но знать технологию расточки головки блока цилиндров вам не помешает.

Чаще всего расточка цилиндров необходима для увеличения объёма гнезда для ремонтного комплекта. В этом случае вы уже должны знать для какого размера гильз будет производиться расточка.

Для расточки применяются специальные расточные станки. Из-за их немаленькой стоимости не каждая СТО может позволить себе иметь такой станок. Поэтому, как правило, в городах существует всего несколько технических центров, где производят доработку головки блока цилиндров.

Проточка цилиндров процедура не быстрая и требует высокой точности. Растачивание происходит на малой скорости. Это обеспечивает высокое качество поверхности, и точность до 0,01 мм.

При обработке на станке поверхности цилиндра добиваются параллельности всех цилиндров по длине с одновременной перпендикулярностью их базе – плоскости. С учетом некоторой «кривизны» блоков, идеальным является параллельность постелям коленчатого вала.

В процессе расточки цилиндров обязательно оставляют припуск на хонингование цилиндров. Это примерно 0,1 – 0,15 мм.

Почему столько? Этот слой металла является дефектным, после расточки, и убирается (полируется) именно хонингованием. И такой небольшой припуск не даёт возможности перекоса оси цилиндров во время хонингования.

Хонинговка цилиндров после расточки

Хонингование – это абразивная обработка материалов с применением хонов (хонинговальные головки). Хонинговка цилиндров производится на специализированных станках, обработка сопровождается обильным орошением поверхности.

Жидкости для хонингования применяются традиционные: керосин или смесь масла с керосином. Существует и технология хонингования цилиндров с водой, в которую добавляются. Как правило, синтетические вещества для предотвращения коррозийных процессов.

Всё. Вам позвонил ваш мастер и вы можете ехать забирать головку блока цилиндров. Доработка головки блока, в виде расточки и хонингования прошла успешно. Теперь вы вновь, своими руками можете продолжать процесс тюнинга двигателя или ремонта ГБЦ.

И не забывайте, что сборка головки блока цилиндров, процесс не менее ответственный и сложный, чем расточка и хонингование цилиндров.

Удачи вам при проведении расточки и хонингования цилиндров.

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:

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.