- Как восстановить никасилевый цилиндр современного двигателя.
- Никасилевое покрытие гильзы своими руками
- Триботехнические составы «СУПРОТЕК» и «Nicasil»
- Восстановление покрытия алюминиевых цилиндров Nikasil
- Nikasil – это сокращение от Nickel Silicon Carbide.
- Ремонт цилиндров с покрытием Nikasil
- Мастерская Мото50 предлагает услугу по ремонту алюминиевых цилиндров и восстановлению никасилового покрытия.
- Триботехнические составы «СУПРОТЕК» и «Nicasil»
Как восстановить никасилевый цилиндр современного двигателя.
О ремонте обычного чугунного цилиндра я уже писал, и почитать об этом можно вот здесь. Но сейчас начало появляться большое количество свежих автомобилей и мотоциклов, алюминиевые блоки которых вообще не имеют чугунной гильзы. Цилиндры такого блока, а точнее алюминиевые стенки цилиндров, покрывают гальваническим способом твёрдым никасилевым покрытием (сейчас появилось покрытие ещё твёрже — керонайт, о котором читаем здесь).
Преимущества таких блоков очевидны — это и пробег, превышающий миллион км (при отличном масле) и теплоотдача намного лучше, чем у чугунной гильзы, ну и малая масса блока двигателя. Но есть один существенный минус — это полная не ремонтопригодность такого блока, и если вдруг в один из цилиндров что то попадёт (например стопорное колечко, или кусочек электрода свечи зажигания) и на стенках гильзы появятся задиры, то многие просто выкидывают такой блок, и окунаются в проблемы поиска дорогого нового блока, и соответствующего «гемора» переоформления. В этой статье мы рассмотрим способ восстановления в гаражных условиях любого цилиндра блока, с любым покрытием.
Восстановление никасилевого цилиндра четырёхтактного двигателя.
Если на одноцилиндровом мотоцикле, а точнее в одном из его цилиндров, покрытых никасилем, вдруг появляются задиры или он просто изнашивается, то такой цилиндр многие просто выкинут и закажут новый, хоть и цена поршневой немаленькая. Ну а что же делать владельцу четырёхцилиндрового двигателя автомобиля или мотоцикла, когда в каком то цилиндре появятся царапины? Не выкидывать же весь блок с нормальными тремя цилиндрами, из-за одного испорченного. Значит нужно его восстановить.
Естественно восстановить само никасилевое покрытие алюминиевого цилиндра в гаражных условиях не удастся, да и на большинстве наших заводов тоже. Зато можно просто сделать такой цилиндр ремонтопригодным, если запрессовать в него гильзу. Новую гильзу можно поискать в продаже и подобрать по диаметру (например от Москвича), ну а если у вас довольно редкий диаметр цилиндра, и в продаже вы ничего подходящего не найдёте, значит нужно будет заказать гильзу токарю, чтобы он выточил её из состаренной чугунной болванки.
Перед тем как запрессовывать гильзу в алюминиевый цилиндр, нужно сам цилиндр отдать на расточку, чтобы убрать из него алюминия (со стенок цилиндра), ровно на толщину стенки чугунной гильзы (обычно 2,5 — 3 мм, а у большекубатурных моторов может быть чуть больше). Причём диаметр расточенного алюминиевого цилиндра, должен получиться на о,03 мм меньше, чем наружный диаметр чугунной гильзы. Это позволит вам без проблем запрессовать на горячую посадку чугунную гильзу в нагретый до 150° цилиндр (150° — это когда капли воды быстро испаряются с алюминия).
То есть при нагреве цилиндра до 150° на газовой плите или горелкой, и охлаждении чугунной гильзы в морозилке обычного холодильника, и прессовать ничего не потребуется, так как гильза просто упадёт в нагретый цилиндр под собственным весом (иногда нужно немного подтолкнуть гильзу). После остывания цилиндра, он сожмётся и надёжно обхватит чугунную гильзу.
Если же расточить цилиндр так, чтобы его внутренний диаметр был меньше гильзы не на 0,03 мм, а как прессуют гильзы на заводе на 0,05 — 0,06 мм, то тогда чтобы запрессовать гильзу в цилиндр, вам всё же может потребоваться пресс (несмотря на нагрев цилиндра и охлаждение гильзы).
Но всё таки, несмотря на большее усилие при запрессовке гильзы, я считаю, что так надёжнее, и всё же советую по возможности руководствоваться заводскими зазорами в 0,05 — 0,06 мм и запрессовать гильзу с помощью пресса. Да и готовые заводские гильзы, которые можно найти в продаже (например на ебэе), продают именно с такими зазорами (заводская гильза толще цилиндра на 0,05 — 0,06 мм).
После запрессовки гильзы в цилиндр, она немного сожмётся и е её внутренний диаметр станет немного меньше (ведь цилиндр её надёжно сжимает после остывания). И тот поршень который был в этом цилиндре в него не влезет. Если поршень не пострадал от задиров (что бывает крайне редко), то следует расточить и отхонинговать гильзу именно под этот поршень.
Если поршень испорчен, то естественно покупаем новый и отдаём на расточку и хонинговку гильзу именно под новый поршень (с зазором поршня в гильзе в 0,05 — 0,06 мм, но бывает и другой зазор, зависящий от теплового расширения материала поршня, а как вычислить это тепловое расширение, читаем вот тут). Но если вы купите именно заводской поршень, а не потделку, то рабочий зазор поршня можно посмотреть в мануале именно вашего двигателя. И желательно, чтобы новый поршень имел такой же вес в граммах, как и остальные.
Но как правило купить один поршень для четырёхцилиндрового двигателя не получится, так как продаются они комплектами из четырёх штук. Значит нужно восстановить родной поршень, даже если на нём есть царапины. Это нетрудно сделать, если приобрести специальный состав, о котором я написал вот здесь.
Восстановление никасилевого цилиндра двухтактного двигателя.
Чтобы восстановить цилиндр двухтактного двигателя, потребуется повозиться чуть больше, так как в цилиндре любого двухтактного мотора, имеются продувочные окна. И основная задача при изготовлении новой гильзы для такого цилиндра — это не сколько вырезание окон в гильзе (с этим легко справится любой фрезеровщик), а точное копирование продувочных окон и перенос размеров и расположения этих окон на новую гильзу.
Казалось бы проблема так проблема. На самом деле всё не так уж сложно и нам поможет химия. Для начала всё делаем так же как я написал выше для четырёхтактного двигателя, забыв о том, что в цилиндре есть продувочные окна. Растачиваем цилиндр на толщину стенки новой гильзы. Гильзу покупаем без продувочных окон, от четырёхтактного мотора соответствующего диаметра, или изготавливаем, заказав её токарю, с соответствующими зазорами (см. выше) под горячую прессовую посадку.
Затем запрессовываем гильзу в цилиндр и отправляемся в хозяйственный магазин (или магазин химреактивов) за медным купоросом. Далее нужно будет растворить (добавляем понемногу) медный купорос в воде (лучше дистиллированной), в такой концентрации, что бы опущенный в него кусочек металла (или кусок проволоки) и вынутый через 10 — 12 секунд, был покрыт рыжим налётом меди. Всё — состав для точной отметки продувочных окон готов.
Теперь остаётся залить этот состав во все продувочные окна (с обратной стороны гильзы), и после выдержки в 10 — 15 секунд слить его. Далее нагреваем цилиндр горелкой и выпрессовываем гильзу из цилиндра. Для этого полезно иметь цилиндрическую проставку из латуни или бронзы, которая по диаметру почти такая же как и диаметр гильзы, но на пару десятых мм меньше по диаметру чем диаметр алюминиевого цилиндра. Эта проставка вставляется между гильзой и давящим штоком пресса, и она позволяет легко выдавить гильзу из нагретого цилиндра.
Однако, если у вас гильза была толще цилиндра не на 0,05 — 0,06 мм, а всего на 0,03 мм, то и пресс не понадобится. Выступающая часть гильзы просто аккуратно (через алюминиевые прокладки) зажимается в тиски, а нагретый цилиндр просто стягивается с гильзы руками (пользуемся толстыми рукавицами).
Когда вы стянете с гильзы цилиндр, то обнаружите на наружной части гильзы точно отмеченные контуры окон (см. фото слева), которые нужно будет выбрать фрезеровщику.
Когда все окна будут выбраны фрезой, останется запрессовать гильзу назад в цилиндр и затем отдать цилиндр на расточку и хонингование, под соответствующий поршень (с необходимым тепловым зазором между поршнем и цилиндром). Ну а как правильно расточить и отхонинговать цилиндр двигателя, чтобы он был лучше заводского, советую почитать вот в этой полезной статье.
Ну и последней очень полезной операцией, будет проход шарошкой всех продувочных окон, так как между запрессованной чугунной гильзой и алюминиевым телом цилиндра могут быть небольшие ступеньки, и их полезно заровнять шарошкой (ступенек быть недолжно). Остаётся теперь сделать шарошкой по контуру всех окон миллиметровые фаски, которые позволяют поршневым кольцам лучше приработаться с сохранением их ресурса.
Вот вроде бы и все нюансы по восстановлению цилиндра двигателя. Конечно ресурс восстановленного чугунного цилиндра будет меньше чем у более твёрдого никасилевого, но зато его можно будет в любой момент отремонтировать уже давно известным всем обычным способом (с помощью расточки под ремонтный поршень). Как видно из этой статьи, при желании восстановить можно всё, даже никасилевый цилиндр современного двигателя, в том числе и двухтактного; успехов всем!
Источник
Никасилевое покрытие гильзы своими руками
Триботехнические составы «СУПРОТЕК» и «Nicasil»
Желание заменить «тяжелые» чугунные блоки на «легкие» и более теплопроводные сплавы из алюминия существовало еще на заре создания ДВС малой и средней мощности. Компромиссным решением стала «загильзовка» чугунных втулок в блок из «легких» сплавов. Большая часть двигателей автотранспорта создается именно по этой схеме. Причем, эти гильзы тонкостенные несъемные и, как правило, блок ремонту не подлежит. Но хотелось создать конструкцию еще более легкой и более дешевой. Однако, проблема трения «мягких» поршней по цилиндру не позволяла реализовать такое желание.
Для решения проблемы было предложено на «мягкую» поверхность цилиндров алюминиевого блока нанести настоящее твердое покрытие. Такие блоки цилиндров с твердым покрытием начали применять уже давно. Это покрытие представляет собой слой никеля толщиной 0,1-0,2 мм со сверхтвердыми частицами карбида кремния SiC размером 3 мкм. Разработчик этой технологии фирма Mahle называет это покрытие Никасил (Nicasil) (фирма Kolbenschmidt использует другое название – Galnical).
Первоначально технология Никасил (Nicasil) применялась в 60-70-х годах для блоков цилиндров дорогих эксклюзивных или спортивных автомобилей. Кстати, моторы автомобилей «Формулы-1» имеют аналогичное покрытие на гильзах цилиндров. Но в массовом производстве эта технология начала применяться лишь в начале 90-х (в качестве примера можно привести двигатели М60 и М52 фирмы BMW)
В отличие от цельноалюминиевых блоков покрытие Никасил (Nicasil) не требует каких-либо изменений материала поршней, т.к. по этому покрытию прекрасно работают и обычные алюминиевые поршни. А вот с поршневыми кольцами для этих блоков ситуация сложнее. Традиционные хромированные кольца не подходят: два сверхтвердых материала (хром и Никасил (Nicasil)) плохо сочетаются друг с другом. Поэтому для цилиндров с твердым покрытием рекомендуются другие кольца – например, чугунные фосфатированные без твердого покрытия.
Как известно, никель-кремниевое (никосил) покрытие на блоках цилиндров применялось также на различной двухтактной мото- и авиатехнике (мотоциклы, квадроциклы, снегоходы и парапланы).
Имеющиеся в данные, указывают, что в условиях отечественной эксплуатации “Никасил (Nicasil)” со временем почти гарантированно разрушается. При этом, восстановление никосил-покрытий не предусмотрено, и изношенный блок цилиндров необходимо менять.
Причиной этого, прежде всего, является низкое качество отечественного бензина, к тому же часто содержащего различного рода антидетонационные добавки, причем в Аи 95 они встречаются значительно чаще, чем в Аи 92. Также упоминается и тот факт, что некоторые промывочные препараты могут способствовать быстрому изнашиванию данного защитного покрытия.
Как итог — на таком двигателе падала компрессия, в результате чего работа на холостом ходу становилась нестабильной, снижалась мощность. Со временем компрессия падала до такой степени, что запуск двигателя становился невозможным.
Не смотря на принятие мер BMW, а именно – установку других термостатов, снижение рабочей температуры двигателя, снижение температуры горения смеси в камере сгорания (была произведена ее оптимизация) – проблема осталась.
Для устранения данного недостатка целесообразно использовать триботехнический состав «СУПРОТЕК». Многочисленные результаты натурных испытаний (применение на практике) показывают, что восстановление технических характеристик двигателей в большинстве случаев гарантировано. Исключение составляют варианты, когда покрытие полностью изношено или схема смазки двухтактного двигателя не позволяет обычным способом обработать агрегат по технологии «СУПРОТЕК».
Для более точной оценки эффективности работы триботехнического состава «СУПРОТЕК» по поверхности трения с покрытием “Никасил (Nicasil)”, проведены испытания.
Испытания проводились на машине трения ИИ-5018 методом сравнения триботехнических характеристик модели узла трения «поршневое кольцо – гильза» в двух вариантах: без добавления и с добавлением состава «Супротек Актив» через 30 тыс. циклов приработки на «чистом» масле. В качестве кольца использовался образец трения – чугунный шлифованный диск; в качестве гильзы использовался выпиленный фрагмент блока снегохода Polaris 800 со стороны рабочей поверхности.
Схема испытаний: – «диск по колодке» (диск – d=50, h=12, колодка закреплена в специальном креплении – d=85, h=20) Рисунок 1, нагрузка 100 Н, смазка осуществляется разбрызгиванием образцом (погружен в масло на 1 – 2 см, объем масла – 150 мл). Продолжительность 150 тыс. циклов при 1200 об/мин (2 часа). Использовалось масло POLARIS VES GOLD 2Т.
Регистрируемые параметры:
- момент сопротивления трения М (Н*м);
- нагрузка на образец Р (Н);
- температура масла в камере Т (°С);
- число циклов N.
Износ образца (диска – Dmo) и контробразца (вкладыша – Dmк/o) определялся взвешиванием до и после испытаний на электронных аналитических весах АВ210М-01А с погрешностью до 0,1 мг.
Рисунок 1: Схема испытаний. Вид сверху (камера снята).
Результаты испытаний представлены в таблицах 1, 2 и на рисунках 2 – 4..
Таблица 1. Динамика коэффициента трения и температуры масла.
 Никосиловое покрытие внутренней поверхности цилиндра бензопил и мотокос, например, бензопил Хускварна. Никасил (Nikasil) – это торговая марка технологии покрытия поверхности никелем с напылением кристаллов карбида кремния (для твердости и долговечности) при изготовлении цилиндров легких алюминиевых двигателей (без гильз). Алюминиевые сплавы (44, 140, 159) обеспечивают низкий вес двигателя, быстрый и равномерный разогрев и эффективное охлаждение (теплопроводность алюминия примерно в 4 раза выше обычных материалов). Покрытие Nikasil (международное – NiCaSil) – слой никеля толщиной 0,1-0,2 мм со сверхтвердыми частицами карбида кремния SiC размером 3 мкм. Никосиловое покрытие имеет желтоватый оттенок, со следами хона (наклонные риски на зеркале цилиндра). Недостатки: Хромирование цилиндра (покрытие цилиндро-поршневой группы хромом, например, в бензопилах и мотокосах Штиль). Электрически осажденный хром обладает рядом ценных свойств: высокой твердостью, износоустойчивостью, термостойкостью и химической устойчивостью. Значительное повышение износостойкости трущихся поверхностей стенок цилиндров и поршневых колец (деталей, работающих в условиях ограниченной смазки и высоких нагрузок) достигается при применении пористого хромирования. Износостойкость детали, покрытой пористым хромом, возрастает в 3-5 раз, срок службы сопряжено работающей детали увеличивается примерно в 1,5-2 раза. Хромированные цилиндры из легких алюминиевых сплавов (44, 140, 159) изготавливают для двигателей с воздушным охлаждением (бензокос, газонокосилок, бензопил, скутеров и т.д.). Хромированный цилиндр не боится сернистого топлива (с содержанием серы до 1%), как цилиндр с никосиловым покрытием бензопилы Husqvarna.
Цитата «Пилот25» о хромовом покрытии: Я по образованию инженер-технолог гальванических процессов. Работаю на одном из авиационных заводов – выпускаем и ремонтируем авиационные двигатели. Хотел сказать по поводу хромового покрытия: все изношенные узлы работающие на трение восстанавливаются либо хромом либо никель-фосфорным сплавом (так называемый химический никель (не путайте с электрохимическим). По поводу трения, то хорошо отшлифованный твердый хром обладает очень хорошими антифрикционными свойствами и очень износостоек. Мне, наверное, не надо доказывать, что хромовое покрытие, нанесенное на рабочую поверхность вала ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя переносит гораздо! большие нагрузки, нежели в цилиндре бензопилы или бензокосы. Один недостаток – хром очень хрупок и при залегании поршневых колец может легко отколоться! Читайте также: Если Вам есть что добавить или хотите что-то спросить, то пишите в комментариях. Всегда рады Вам и Вашим вопросам. Восстановление покрытия алюминиевых цилиндров NikasilNikasil – это сокращение от Nickel Silicon Carbide.
Никасиловый цилиндр за цикл своей работы не должен подвергаться хону или расточке. Возможна только замена поршня на ремонтный размер, который отличается в 0.01мм от номинального размера или предыдущего ремонта с учетом износа цилиндра на такую же величину. В случае если размер цилиндра не изменился, новый поршень ставиться аналогичного размера. Покрытие Nikasil более износостойкое нежели поршень или кольца с которыми он работает. На один цикл жизни цилиндра обычно существует 2-3 ремонтных размера поршня. Ремонт цилиндров с покрытием NikasilВосстановление покрытия Nickel Silicon Carbide необходимо делать в двух случаях
Восстановление(обновление, перенанесение) покрытия Nikasil очень сложный процесс, включающий в себя не один десяток операций.
Мастерская Мото50 предлагает услугу по ремонту алюминиевых цилиндров и восстановлению никасилового покрытия.
ВНИМАНИЕ! При ремонте цилиндра у нас вы получаете скидку 5% на поршень и набор прокладок! Триботехнические составы «СУПРОТЕК» и «Nicasil»
Желание заменить «тяжелые» чугунные блоки на «легкие» и более теплопроводные сплавы из алюминия существовало еще на заре создания ДВС малой и средней мощности. Компромиссным решением стала «загильзовка» чугунных втулок в блок из «легких» сплавов. Большая часть двигателей автотранспорта создается именно по этой схеме. Причем, эти гильзы тонкостенные несъемные и, как правило, блок ремонту не подлежит. Но хотелось создать конструкцию еще более легкой и более дешевой. Однако, проблема трения «мягких» поршней по цилиндру не позволяла реализовать такое желание. Для решения проблемы было предложено на «мягкую» поверхность цилиндров алюминиевого блока нанести настоящее твердое покрытие. Такие блоки цилиндров с твердым покрытием начали применять уже давно. Это покрытие представляет собой слой никеля толщиной 0,1-0,2 мм со сверхтвердыми частицами карбида кремния SiC размером 3 мкм. Разработчик этой технологии фирма Mahle называет это покрытие Никасил (Nicasil) (фирма Kolbenschmidt использует другое название – Galnical). Первоначально технология Никасил (Nicasil) применялась в 60-70-х годах для блоков цилиндров дорогих эксклюзивных или спортивных автомобилей. Кстати, моторы автомобилей «Формулы-1» имеют аналогичное покрытие на гильзах цилиндров. Но в массовом производстве эта технология начала применяться лишь в начале 90-х (в качестве примера можно привести двигатели М60 и М52 фирмы BMW)
В отличие от цельноалюминиевых блоков покрытие Никасил (Nicasil) не требует каких-либо изменений материала поршней, т.к. по этому покрытию прекрасно работают и обычные алюминиевые поршни. А вот с поршневыми кольцами для этих блоков ситуация сложнее. Традиционные хромированные кольца не подходят: два сверхтвердых материала (хром и Никасил (Nicasil)) плохо сочетаются друг с другом. Поэтому для цилиндров с твердым покрытием рекомендуются другие кольца – например, чугунные фосфатированные без твердого покрытия. Как известно, никель-кремниевое (никосил) покрытие на блоках цилиндров применялось также на различной двухтактной мото- и авиатехнике (мотоциклы, квадроциклы, снегоходы и парапланы). Имеющиеся в данные, указывают, что в условиях отечественной эксплуатации “Никасил (Nicasil)” со временем почти гарантированно разрушается. При этом, восстановление никосил-покрытий не предусмотрено, и изношенный блок цилиндров необходимо менять. Причиной этого, прежде всего, является низкое качество отечественного бензина, к тому же часто содержащего различного рода антидетонационные добавки, причем в Аи 95 они встречаются значительно чаще, чем в Аи 92. Также упоминается и тот факт, что некоторые промывочные препараты могут способствовать быстрому изнашиванию данного защитного покрытия. Как итог — на таком двигателе падала компрессия, в результате чего работа на холостом ходу становилась нестабильной, снижалась мощность. Со временем компрессия падала до такой степени, что запуск двигателя становился невозможным. Не смотря на принятие мер BMW, а именно – установку других термостатов, снижение рабочей температуры двигателя, снижение температуры горения смеси в камере сгорания (была произведена ее оптимизация) – проблема осталась. Для устранения данного недостатка целесообразно использовать триботехнический состав «СУПРОТЕК». Многочисленные результаты натурных испытаний (применение на практике) показывают, что восстановление технических характеристик двигателей в большинстве случаев гарантировано. Исключение составляют варианты, когда покрытие полностью изношено или схема смазки двухтактного двигателя не позволяет обычным способом обработать агрегат по технологии «СУПРОТЕК». Для более точной оценки эффективности работы триботехнического состава «СУПРОТЕК» по поверхности трения с покрытием “Никасил (Nicasil)”, проведены испытания. Испытания проводились на машине трения ИИ-5018 методом сравнения триботехнических характеристик модели узла трения «поршневое кольцо – гильза» в двух вариантах: без добавления и с добавлением состава «Супротек Актив» через 30 тыс. циклов приработки на «чистом» масле. В качестве кольца использовался образец трения – чугунный шлифованный диск; в качестве гильзы использовался выпиленный фрагмент блока снегохода Polaris 800 со стороны рабочей поверхности. Схема испытаний: – «диск по колодке» (диск – d=50, h=12, колодка закреплена в специальном креплении – d=85, h=20) Рисунок 1, нагрузка 100 Н, смазка осуществляется разбрызгиванием образцом (погружен в масло на 1 – 2 см, объем масла – 150 мл). Продолжительность 150 тыс. циклов при 1200 об/мин (2 часа). Использовалось масло POLARIS VES GOLD 2Т. Регистрируемые параметры:
Износ образца (диска – Dmo) и контробразца (вкладыша – Dmк/o) определялся взвешиванием до и после испытаний на электронных аналитических весах АВ210М-01А с погрешностью до 0,1 мг.
Рисунок 1: Схема испытаний. Вид сверху (камера снята). Результаты испытаний представлены в таблицах 1, 2 и на рисунках 2 – 4.. Таблица 1. Динамика коэффициента трения и температуры масла.
|
Карбид кремния является очень твердой керамикой (гораздо тверже стали), которая может быть растворена в никеле. Раствор никеля может быть нанесен гальваническим методом на внутреннюю поверхность алюминиевого цилиндра. Поршневые кольца затем стирают обнаженный никель, оставляя очень жесткий слой карбида кремния, который защищает алюминиевый поршень от прямого контакта с алюминиевым цилиндром. Такое решение позволяет значительно уменьшить допуски, что в свою очередь увеличит производительность. 
