…ДЛЯ РЕМОНТА ПОСТЕЛЕЙ ИСПОЛЬЗОВАТЬ РАСТОЧКУ ВМЕСТО ХОНИНГОВАНИЯ.

Многие мотористы при сборке двигателя сталкивались с такой неожиданной про-блемой — в блоке вроде все чистенько и ровненько, шейки коленвала в допуске, вкладыши новые, от лучшего производителя, а коленвал при затяжке коренных болтов «зажимает». Даже при нормальном зазоре в подшипниках. Или такой случай: изношено или повреждено одно из отверстий опор распределительного вала. Что делать в таком случае? Менять головку или блок? Или начинать что-то подпиливать и подшабривать, дабы заставить вал крутиться свободно?

Ни то, ни другое. Первое оставим на радость дилерским центрам — они это любят, пусть меняют. Детали ведь недешевые, а клиенту всегда можно доказать, что другого пути и не существует вовсе, зато себе прибыль немаленькая. Второе тоже никуда не годится — на дворе 21-й век, и с кувалдой да напильником к современному мотору подходить как-то совсем несерьезно. Мы бы даже сказали — не с руки. Времени на такую подгонку уйдет много, а будет ли ходить мотор — еще вопрос. Да и поправить деталь таким способом можно не всегда и не везде.

Но делать ведь что-то надо, не менять же сразу, в самом деле? Головка, а тем более, блок, денег стоят, и немаленьких. Поэтому, прежде чем засучить рукава, надо осмотреться, чтобы не наделать глупостей. Посмотреть, так сказать, в корень зла. И ответить на вопрос…

Почему искривилась постель?

Основная причина повреждения или износа постелей подшипников связана с перегревом и масляным голоданием в двигателе. Или и с тем, и с другим сразу — недостаточная подача масла всегда вызывает нарушение теплового режима работы подшипника, поскольку масло в нем выполняет не только смазывающую, но и охлаждающую функцию.

Допустим, масла в моторе оказалось мало — что произойдет?. Вкладыши коленвала перегреются, на них появятся задиры, а некоторые вообще расплавятся и разрушатся — так велика станет их температура. Очевидно, нагреются сверх меры и постели — отверстия, в которые вставляются вкладыши. Этот перегрев имеет местный характер — греется поверхность, причем очень быстро, в течение даже не минут — секунд. За такое время «толща» материала равномерно прогреться не успевает, а тут еще и «масла в огонь» подливается в прямом смысле слова — даже незначительная, иногда прерывистая, подача масла к перегретому подшипнику вызывает быстрое поверхностное охлаждение, затем опять нагрев. Как у сковородки на плите.

Что получится в результате, понятно: металл есть металл, в нем после долгожданной остановки двигателя и охлаждения возникнут внутренние остаточные напряжения. Теперь достаточно отвернуть болты крепления крышки перегретой постели, чтобы увидеть этот самый результат невооруженным глазом — крышка окажется деформированной, да так, что ее плоскости к блоку уже не прилягут. Теперь как крышку ни ставь, как ни затягивай болты, отверстие постели по форме будет весьма далеко от окружности — какая уж тут легкость вращения, даже если вал с вкладышами новые?

А если от недостатка масла вал заклинит во вкладышах? Хорошо, если на малых оборотах — двигатель просто встанет и стартером больше не прокрутится. Это называется «повезло», и, не исключено, постели не успели получить серьезных повреждений. Чаще не везет — обороты высокие, инерция всего кривошипно-шатунного механизма большая, вкладыш к валу приклинил, а его сорвало. И вот вкладыши вместе с валом крутятся в постели, то есть там, где никакого вращения не предусмотрено. Это означает износ постели, затем стук — все, приехали, ремонт, а то и замена блока цилиндров.

Нехорошо получается и при перегреве двигателя — когда весь блок сильно разогревается, а металл теряет прочность. Но нагрузки на блок при этом никто не отменял, двига-тель продолжает работать. А если это не древняя «чугуняка» — современный мотор с блоком из легкого сплава? Тогда все, готов, отъездился — постели разъедутся и искривятся так, что валу там места больше не будет. И вкладышам — тоже.

Прокатить квадрат по рельсам? Это вряд ли…

В головке блока другая картина — там ведь вкладышей, как правило, нет, а это еще хуже. Потому что опорные шейки распредвала при непосредственном контакте с поверхностью опор просто их «убивают». Причем на начальной фазе процесса алюминиевый сплав переносится с головки на вал, а на поверхности отверстия подшипника появляются задиры. Дальше процесс прогрессирует самым неблагоприятным образом, при котором идет перенос металла в обратную сторону, и чугун «умудряется» вплавиться в постель. Естественно, ни о какой-то подгонке такой постели под новый вал речь уже идти не может. И даже ремонт не всегда возможен.

Или такой банальный случай — «просто» перегрев двигателя. При котором нередко прогорает прокладка головки блока, а сама головка деформируется по плоскости. Что интересно, многим мотористам совсем невдомек, что деформирована не только плоскость, а вся головка блока целиком. Для постелей распредвала иной раз это получается совсем печально — после «хорошего» перегрева двигателя их общая ось искривляется. Но распредвал-то должен вращаться, а ось вращения — это прямая линия, а не кривая. И получается следующее: выровняв плоскость головки, поставив вал в постель и затянув крышки, пробуют его вращать, а он не хочет. Как квадрат по рельсам — не катится. Это тоже не все увидят, потому что ставить вал в постель и отдельно проверять лениво. А в сборе с толкателями клапанов он и так плохо крутится — пружины клапанов не пускают.

Но если подойти к делу со всей серьезностью, то тугое вращение заметить легко. Да и как валу легко вращаться, если его в кривых постелях изогнуло? Ну ладно, ремень мощный, а то и цепь — сорвут, прокрутят. Только ходить такому валу недолго, потому что арифметика есть, наука такая: 1 оборот вала = 1 его изгиб в одну сторону + 1 в другую. Через некоторое время в сумме получим совсем другую науку и совершенно другой результат — усталостное разрушение вала. И раньше, чем может показаться на первый взгляд.

Где же выход?

Он один — надо каким-то способом обрабатывать постели. То есть ремонтировать. Выпрямлять ось, скруглять отверстия. Но вот проблема — способов ремонта постелей, при ближайшем рассмотрении, несколько (напильники и шаберы не в счет!), а вот все ли они будут одинаково хороши для нашей постели?

Как это не поправить

Давайте возьмем в руки хорошую коренную крышку блока и посмотрим на поверхность постели. Видно что-нибудь? Видно… На поверхности сетка рисок, почти как на цилиндре. Значит, постели были обработаны на заводе хонингованием. Вот бы и нам такое.…Чтобы после ремонта блок стал как новенький. А то и лучше.

Нет проблем, есть специальные станки для хонингования постелей. Импортные, правда, дорогие, но хорошие. И многим уже известные. Есть даже волшебники, которые утверждают, что, имея лишь один такой станок, никаких проблем с ремонтом постелей больше уже не будет. Никогда. Ну что ж, давайте и мы попробуем…

Но для начала сформулируем задачу. А лучше — цель. Итак, в конце всей работы мы должны получить ровные круглые постели, лежащие на одной оси. Причем номинального диаметра — у подавляющего большинства современных двигателей ремонтных размеров постелей производителями не предусмотрено.

Но у нас в поврежденном блоке не все постели номинального диаметра — некоторые имеют весьма «бледный» вид. Их размеры «гуляют», и чаще в большую сторону. Что делать?

Все просто — надо «занизить» крышки постелей, то есть обработать их по плоскости разъема. Тогда крышки на блоке «осядут», а размер постелей уменьшится и станет меньше номинального как раз на величину припуска на обработку.

Сказано — сделано. Для этого подойдет любой станок — фрезерный, плоскошлифовальный, в конце концов, даже токарный или заточной, если проявить некоторую смекал-ку. А вот чтобы определить, сколько снимать с плоскости, надо смотреть характер износа или деформации постели. Например, если постель деформирована (вытянута) по вертикали, то вблизи плоскости разъема она обычно сжимается, и съем с плоскости крышки можно сделать по минимуму, так, чтобы размер постели стал меньше номинального в среднем на 0,1-0,2 мм. Напротив, если максимальный размер окажется ближе к плоскости разъема, или отверстие сильно изношено, а постели заметно разъехались в стороны после перегрева, то снимать надо больше — иногда до 0,4-0,6 мм, иначе у разъема останется так называемая «чернота» — необработанные участки.

Но вот, наконец, вся подготовка закончена, крышки на местах, болты затянуты, размеры всех постелей меньше номинального. Теперь хонингуем — длинной оправкой с большим количеством хонбрусков в ряд, со специальным хонинговальным маслом — все, как положено. Получилось? Вроде да, и даже неплохо — размер достигнут, на всех постелях он в допуске, поверхность просто загляденье, что еще надо?

Ничего. Если не задумываться. А надо бы, иначе много чего не увидеть — например, а что это за ось у постелей получилась? Или такой вопрос — эта ось параллельна той старой и доброй оси, что сделана еще на заводе, или нет? А смещение оси, какое и куда, в какую сторону? А это много или мало, и на что влияет?

Еще вопросы? Пожалуйста — а если в крышке крайней постели стоял сальник коленвала, то как теперь он будет стоять, ведь после осадки крышки посадочный размер гнезда под сальник уменьшился, да и вообще гнездо перестало быть цилиндрическим? Что с сальником-то теперь будет, а?

Ладно, хватит вопросов, перейдем к ответам. К сожалению, они весьма нелицеприятны для данной технологии. И первое, что заметит даже не самый грамотный механик при сборке двигателя — в положении ВМТ поршни почему-то вылезают над плоскостью блока. А вроде такого не было.… И где теперь прокладку головки потолще найти? Эх, наверное, опять поршни бракованные попались, откуда-нибудь с Востока, не иначе, не зря же говорят, что там теперь все делают…

Но дело, как читатель уже догадался, не в этом. Просто ось постелей коленвала не-сколько изменила свое положение. Уехала, так сказать. И отъехала она в строго определенную сторону — к верхней части блока. Что совершенно закономерно, стоит только нарисовать схему обработки на бумаге. А уехала на сколько? Да ерунда, совсем на чуть-чуть — ровно на половину припуска на хонингование. Если припуск был, допустим, 0,5 мм, то смещение оси составило примерно 0,25 мм. Всего и делов-то…

Как говорят некоторые крупные специалисты в области хонингования, технологической базой для такой обработки постели является сама постель. Только вот проблема — у нас перед обработкой постели были кривые, разъехавшиеся в разные стороны и, возможно, в разной степени, а после обработки получились прямые и ровные. То есть, база, от которой велась обработка, была кривая — о, как! Хонголовка же, опираясь брусками и направляющими башмаками на кривые постели, сама выбрала себе некую среднюю ось, которая перед обработкой не являлась ни исходной осью постелей, ни базой. Поэтому никого не должно удивлять, что в общем случае новая ось стала к тому же непараллельна исходной.

Что это значит для двигателя, долго объяснять не надо. После такого, с позволения сказать, хонингования нарушена вся геометрия блока цилиндров — верхняя и нижняя плоскости блока оказались непараллельны оси постелей, а цилиндры ей неперпендикулярны. В такой блок наши истинные ценители хонингования заложили некую мину замедленного действия — взорвется обязательно, а когда, неизвестно. То есть, сколько проедет мотор, не ясно, но уже меньше, чем мог бы.

А вот что почти совсем ничего не проедет, так это коробка передач. Ведь постели коленвала не просто уехали, они стали несоосны с первичным валом коробки, которая строго центрируется по блоку. Здесь даже 0,1 мм достаточно, чтобы передний (или задний) подшипник первичного вала быстренько так начал загибаться от дополнительной нерасчетной нагрузки. А у автоматической коробки вместе с постелями вверх уехал и гидротрансформатор. Как известно, он в АКПП вращается в подшипнике скольжения, которому, возможно, жить остались считанные сотни километров.

Проблема «отъезда» оси постелей вверх еще более остро вылезает на алюминиевых блоках цилиндров современных двигателей. Дело в том, что алюминиевый сплав блока существенно «мягче» чугуна, из которого обычно сделаны крышки постелей. И легче обрабатывается. В результате в общем припуске на обработку большая его часть достается блоку. Кроме того, различия в обрабатываемости этих металлов абразивным инструментом требуют увеличения припуска, усугубляя и без того уже закритическую ситуацию со смещением оси постелей вверх.

Да, хорошенькое получилось дельце — одно лечим, другое калечим. А еще ремонтом называется, технологиями там всякими современными…

Сам себе база?

Раз все так плохо, то у читателей могут возникнуть еще вопросы. К примеру, а почему тогда хонингование применяют в массовом производстве? И кто же это использует такую плохую технологию, да еще в таких массовых масштабах? ВА3? Или ГАЗ? А может, УАЗ? Короче, подать сюда Ляпкина-Тяпкина! Ну и так далее…

Смеем успокоить читателей — на заводах, даже отечественных, все получается хорошо. Потому что хонингование там применяют не как основную, а только как завершающую операцию — после предварительной расточки постелей. Когда номинальный размер постелей почти достигнут, и все отверстия стали круглые. Поэтому на хонингование, как отделочную, финишную процедуру, на заводах оставляют совсем небольшой припуск — не полмиллиметра, а лишь его сотые доли. При которых перекосить или сместить куда-то ось постели уже невозможно.

Совершенно другая картина получится, если расточку из заводского процесса обработки изъять. Упразднить как лишнее звено — в качестве какого-нибудь рацпредложения. Такой полет фантазии заводского технолога привел бы, скорее всего, к массовому браку, убыткам, отзыву машин из эксплуатации и прочим нежелательным для завода катаклиз-мам.

Почему же тогда в производстве нельзя, а в ремонте — пожалуйста? Или в ремонтном производстве действуют другие законы? По которым, если нельзя, но очень хочется, то можно? Или можно вообще и всегда?

Нет, в ремонте тоже нельзя. Причем, совсем, совершенно и бесповоротно. Но очень хочется продавцам хонинговального оборудования — чтобы, к примеру, поскорее сбыть свой товар. Тогда покупателям можно заведомо позабыть сообщить про то, что хонингование постелей имеет весьма ограниченную область применения — только для незначи-тельных повреждений и легких деформаций постелей, в пределах нескольких сотых долей миллиметра. То есть, говорить правду, только правду, но не всю…

Иначе сначала надо бы растачивать. А это уже дополнительное оборудование, дополнительные расходы, на которые покупатель может не согласиться. Зачем тогда это афишировать? Нет, пусть все будет по-тихому — сказали, что хонингование самый лучший способ ремонта, извольте верить, что так оно и есть. Учение, то есть, всесильно, потому что верно, помните? А оси там какие-то, база технологическая — это все «от лукавого». Нашему хонингованию, мол, никакая база не нужна — оно само себе база, и точка. Смотрите, какая поверхность выходит — как заводская, лучше не бывает! А вы — база…

Мы раньше тоже немного верили всем этим заклинаниям. Хотя сомнения иногда возникали. Но время и опыт постепенно все расставляют на свои места, хотят или не хотят этого заинтересованные волшебники от хонингования. И коробки передач, «умершие» якобы случайно, «своей смертью», через 1000 км пробега после хонингования постелей, и поршни, нечаянно вылезшие над блоком при сборке двигателя, и сальники, которые оказались неважные, потому что потекли почти сразу. А также двигатели, едва дотянувшие до каких-то несчастных 50 тысяч. И тихо «почившие в бозе».…

И совсем дело стало бы дрянь, да народ нынче пошел не тот, что раньше — на мякине уже не каждого проведешь. Многие теперь задумываются, интересуются, проблему со всех сторон изучают, прежде чем решиться на покупку. Не так, как раньше — купить по-быстрому какой-нибудь волшебный станочек, чтобы поскорее на нем деньгу зашибить. И побольше. А там хоть трава не расти…

Блок цилиндров? Нет, только его заготовка…

Итак, вернемся опять на завод. Так какие операции при обработке постелей главные получаются? Только те, которые задают всю геометрию блока. В том числе, расточка. Именно она, в конечном счете, и вносит наибольший вклад в превращение заготовки в готовый блок цилиндров. Потому что формирует геометрию рабочих поверхностей относительно базовых. На долю же финишных операций, того же хонингования, достается лишь тонкая доводка отверстий до заданных размеров — на уже практически готовой детали.

Заготовка? Стоп.… Так вот где зарыта собака — взявшись за работу, мы даже не определились, с чем именно имеем дело, с готовым блоком цилиндров или только с его заготовкой? Не подумали, а зря! Потому что этот вопрос имеет принципиальное значение.

В самом деле, если поступивший в ремонт блок цилиндров мы считаем готовой деталью, то спокойно можем применять различные технологии финишной обработки — чтобы слегка подправить отдельные поверхности, геометрия которых чуть-чуть нарушилась. Здесь и хонингование отлично подойдет, и притирка, и полировка. И даже шабер может пригодиться — например, чтобы заусенчик какой снять на краешке постели. Но в том-то и дело, что нашему блоку до готовой детали еще ой как далеко — многие его поверхности, иногда даже базовые, от которых должна вестись обработка, сильно изношены и деформированы. В таком случае это только заготовка детали, и для нее годятся только те методы обработки, которые точно обеспечивают заданные размеры, форму и расположение обрабатываемых поверхностей.

К нашему большому сожалению, этот вывод звучит весьма неутешительно для наших знакомых волшебников — хонингование сразу выпадает из списка универсальных ремонтных технологий для постелей. Потому что, несмотря на отличные размеры и форму постелей после ремонта, с их расположением выходит просто беда. И чем сильнее повреждены постели, тем больше масштабы бедствия, которое постигнет блок после их хонингования. Кстати, это замечание справедливо не только для постелей, но также для цилиндров и шатунов — там наши кудесники тоже всегда норовили ударить по предварительной расточке хонингованием. Но это тема отдельного разговора, который мы обязательно продолжим в будущем.

Значит, расточка.… Ну что ж, попробуем и ее.

Расточка? И без всякого хонингования!

Для расточки постелей, в отличие от хонингования, выбор оборудования довольно широк, поскольку выпускается целым рядом зарубежных фирм. И даже есть отечественные образцы. Мы же выбрали специализированный горизонтально-расточной станок S2000 фирмы SERDI как типичного представителя всего постельно-расточного семейства. Кстати, расточные станки имеют тот же порядок цены, что и хонинговальные, однако распространены шире. Интересно, почему бы это?

В принципе устройство любого станка для горизонтальной расточки постелей похожее и довольно простое — длинная или не очень станина, передняя бабка с механизмом продольной подачи и регулирования скорости вращения шпинделя, две регулируемых по высоте, поперечно и продольно опоры для борштанги. И борштанги разного диаметра и длины, которые могут ставиться на шпиндель. Разные они понятно для чего — отверстия постелей и их длина у разной техники сильно различаются, а универсальность должна быть одним из главных свойств такого станка.

Точно так же сделан и S2000. На его станину в любом ее месте между опорами можно поставить пару параллелей, причем разной высоты — для установки блока или головки блока цилиндров практически любой высоты и длины. Деталь закрепляется на параллелях с помощью универсальных прижимов, но важно, чтобы ось растачиваемой постели примерно совпадала с осью шпинделя. Исходя из этого условия, передняя бабка тоже имеет регулировку — поперечную и вертикальную. А чтобы возможная небольшая несоосность между шпинделем и обрабатываемыми постелями не влияла на работоспособность станка, борштанга соединяется со шпинделем при помощи двойного карданного шарнира.

Интересная особенность станка S2000 — хромированные борштанги. В опорах они вращаются в специальных чугунных втулках, причем в каждой опоре есть масляный насос с ручной подкачкой масла к этим втулкам. Такая конструкция существенно надежней и долговечней, чем у аналогов, где борштанги не имеют хромового покрытия, а втулки нередко сделаны из мягкого материала типа баббита.

Чтобы охватить весь возможный диапазон диаметров постелей — от 22 до 200 мм, достаточно борштанг всего 3-х типоразмеров — 20, 32 и 45 мм. При этом резец, имеющий пластинку из твердого сплава, может устанавливаться как в саму борштангу, так и в специальные резцедержатели, закрепляемые на борштангах нужного диаметра.

На борштангу можно поставить сразу много резцов, чтобы ими обрабатывать все постели даже в самых длинных блоках цилиндров (до 1,8 м) в пределах сравнительно небольшого продольного хода шпинделя 400 мм. Но такая схема обработки требует довольно длительной настройки каждого резца на размер постели (для этого используется специальный установочный микрометрический прибор). Упростить процесс настройки и обработки помогает схема с одним резцом, позволяющая гарантированно обеспечить одинаковый диаметр всех постелей, расточив их «насквозь». Для этого используются удлинители шпинделя — при достижении шпинделем предельного хода он разъединяется от борштанги (последняя остается на месте), отводится назад, и между ним и борштангой устанавливается удлинитель.

А сама расточка выполняется при включении продольной подачи шпинделя (0,1 мм на оборот для чернового прохода или 0,05 мм на оборот для чистового), причем никакого дальнейшего улучшения или доводки поверхностей уже не требуется.

Как умирают мифы

Ну что же, техника подготовлена, попробуем поставить головку или блок? Это несложно — выбираем нужные параллели, ставим деталь между опорами, закрепляем. Для повышения жесткости борштанги опоры сдвигаем к блоку, но не ближе 150 мм, иначе будет трудно выполнить все необходимые настройки. Ставим борштангу в опоры через постели, предварительно регулируем опорами положение борштанги — для этого на борштангу сбоку подводятся специальные конусы, поочередно задвигаемые в крайние постели и центрирующие борштангу.

Далее следует точная выверка борштанги — на ней закрепляется специальный прибор с индикатором, ножка которого может обкатываться по крайней постели. И вот здесь начинается самое интересное…

Положение борштанги относительно постелей нетрудно выверить так, чтобы съем металла с той части постелей, которая располагается в блоке или головке, был бы минимальным. К примеру, это может быть 0,05мм и даже меньше — совершенно независимо от величины припуска на крышках, материала, деформации и любых других факторов.

Когда положение борштанги найдено, выполняется регулировка вылета резца — специальный прибор позволяет сделать это с точностью до 0,01 мм. Обычно для расточки выполняется несколько черновых проходов и один чистовой, со съемом припуска в 0,03-0,05 мм — достаточно включить вращение (оно имеет плавную регулировку от 50 об/мин) и продольную подачу шпинделя. После каждого прохода полученный размер каждой постели легко контролировать специальным прибором, ножки которого вставляются в зазор между борштангой и постелью. Проход можно выполнить в две стороны — вперед и назад, что удобно для некоторых типов блоков и головок. А после того, как постели расточены, можно точно так же поправить и гнезда под сальники.

Кстати, ремонтные возможности расточного станка значительно увеличиваются при использовании установки для порошкового напыления типа ДИМЕТ. Чтобы при серьезных повреждениях не смещать сильно ось постелей, на поврежденные постели головки блока можно просто нанести необходимый слой металла. При этом порошок типа «алюминий-цинк» формирует на «убитой» постели плотное и весьма износостойкое покрытие толщиной до 2-3 мм под последующую расточку. Этого вполне достаточно для ремонта любых головок. Напыление можно также с успехом применять и для постелей блоков, алюминиевых и чугунных.

При изготовлении специальной оснастки возможности станка могут быть еще больше расширены. Так, ему становится вполне «по зубам» ремонт посадочных поверхностей подшипников в редукторах задних мостов и картерах коробок передач, включая двигатели мотоциклов.

Вот и вся технология. Никаких перекосов и запредельных смещений оси постелей. И поверхность получилась ничуть не хуже, чем при хонинговании — хороший резец и минимальная подача шпинделя сделали свое дело. Причем мы проверили — высокое качество поверхности сохраняется для любых головок и блоков при любых повреждениях постелей, от самых незначительных до самых серьезных. А потому можем спокойно рекомендовать расточку постелей блоков и головок блока для самого широкого применения в отечественной ремонтной практике. И без оглядки на какие-либо «волшебные» авторитеты.