Качественно выполненное хонингование — залог активного долголетия современных ДВС. Их ресурс, отдача, расход топлива и масла напрямую связаны с этой процедурой.
Что такое хонингование
Хонингование (от англ. hone — точить) — технология абразивной обработки конических и цилиндрических деталей с помощью особых насадок, хонов, обеспечивающая необходимую степень шероховатости поверхностей и максимальную точность их геометрических параметров.
Как правило, хонингуются полости тех или иных компонентов конструкции, но проводится и наружная обработка габаритных деталей, для чего требуются специализированные или модифицированные шлифовальные и горизонтально-расточные станки. Технология применима как к изделиям из черных (сталь, чугун), так и цветных (алюминиевые, магниевые, цинковые сплавы, бронза, латунь) металлов.
Собственно, в ДВС автомобилей хонингуют прежде всего цилиндры, их гильзы, но также постели коленчатого вала, отверстия в нижней головке шатуна, втулки его верхней головки, а также коромысел привода клапанного механизма.
Для чего нужно хонингование
1. Точность обработки хоном рабочей поверхности цилиндров ДВС существенно выше, чем при использовании обычного расточного и шлифовального инструмента. У этого факта множество следствий:
- Значительно сокращается период обкатки ДВС, особенно при установке специальных компрессионных колец, которые максимально быстро и точно прирабатываются к стенкам цилиндров. В выигрыше ресурс двигателя.
- Достигается оптимальная компрессия в цилиндрах, и как следствие ДВС работает с максимальной отдачей, повышается экономичность, уменьшается расход масла на угар.
- Сокращается прорыв газов в картер ДВС, что позволяет моторному маслу дольше сохранять свои свойства.
- Максимально устраняется эффект конусности и эллипсности цилиндров у ДВС, требующих капитального ремонта. Это увеличивает ресурс двигателя и позволяет получить вышеперечисленные положительные эффекты.
2. Хонингование придает рабочей поверхности цилиндров микропрофиль, в углублениях которого задерживаются частицы моторного масла. Это свойство особенно ценно для высокооборотных ДВС, у которых вследствие больших скоростей движения поршней масляный туман, поднимающийся из картера, не успевает должным образом осаждаться на стенках цилиндров. В этой ситуации созданный хонингованием «аккумулятор масла» помогает предотвратить ускоренный износ деталей цилиндропоршневой группы из-за трения на сухую.
Когда выполняется хонингование
Большинство ДВС современных автомобилей проходят хонингование еще на заводе-изготовителе для получения в цилиндрах эффекта «аккумулятора масла», а повторно — при капитальном ремонте, когда хонингование в большинстве случаев следует за классической расточкой блока, которая выполняется на других станках.
Точную периодичность повторного хонингования указать невозможно, поскольку многое определяется условиями эксплуатации, манерой вождения, качеством топлива и моторного масла. Однако, как правило, при пробеге более 150 тыс. км могут появиться признаки, указывающие на то, что помимо других операций по ремонту двигателя, возможно, возникла необходимость обновить созданный хонингованием микропрофиль стенок цилиндров. К числу таких индикаторов относятся:
- Снижение мощности ДВС.
- Плавающие обороты холостого хода.
- Увеличение расхода топлива и масла.
- Сизый цвет выхлопа, сигнализирующий о сгорании масла вместе с бензином.
Процесс хонингования цилиндров ДВС и его особенности
Процесс хонингования выглядит так: смонтированные на металлической оправке хона абразивные бруски прижимаются к стенкам цилиндра, а сама насадка, чей шток закреплен в патроне станка, совершает вращательные и возвратно-поступательные движения. При этом на обрабатываемую поверхность обильно подается смазочно-охлаждающая жидкость в виде керосина, его смеси с веретенным маслом или водно-масляных эмульсий. В зависимости от материала блока или гильз цилиндров меняется методика выполнения операции:
- ДВС с чугунными блоками/гильзами, как правило, проходят два этапа хонингования. Черновое выполняется с помощью крупнозернистого абразива, а чистовое — мелкозернистого, позволяющего срезать «вершины» образовавшегося микропрофиля без углубления рисок-«долин». Завершающим этапом операции является крацевание. С помощью нейлоновых щеток с вкраплением кристаллов кремния хонинговальные риски очищаются от частиц металла и абразива. При этом в чугунном блоке открываются зерна графита, входящие в структуру металла. Обладающий смазывающим эффектом графит позволяет еще сильнее уменьшить износ деталей.
- ДВС с блоками на основе алюминиевых сплавов Alusil, Locasil и Silitec при капремонте проходят после расточки три стадии хонингования. На финишной выполняется шлифовка без изменения ремонтного размера.
- Устранить при капремонте конусность и эллипсоидность алюминиевых цилиндров, на стенки которых нанесено покрытие Nicasil из никеля и сверхпрочного карбида кремния, можно только с помощью хонингования, поскольку для классической расточки блока нет соответствующих резцов.
Условием качественного выполнения операции является:
- Обеспечение равномерного давления шлифующей кромки на внутреннюю поверхность цилиндра. Блоки из алюминиевых сплавов (особенно это касается двигателей, стенки цилиндров которых имеют покрытие Nicasil) требуют более умеренного давления. Для той же категории ДВС критичным является точное соответствие диаметров абразивного бруска и поршня, а также степень фильтрации охлаждающе-смазочной жидкости. Несоблюдение этих требований ведет к перегреву обрабатываемой поверхности, вырыванию абразивных зерен из бруска и образованию задиров.
- Подбор абразива (алмаз, белый электрокорунд, зеленый карбид кремния, нитрид бора) хонинговальных брусков в соответствии с материалом, из которого выполнен блок/гильзы цилиндров ДВС. Для двигателей из Alusil требуются специальные бруски с «антизасаливающейся» поверхностью. Такие бруски не вбирают в себя частички алюминия, которые при нагреве схватываются с поверхностью цилиндра, что неизбежно ведет к образованию задиров.
- Использование хонинговальных брусков на бакелитовой основе. По сравнению с керамической она более прочная и эластичная, что предотвращает отколы от бруска мелких частиц, способных повредить обрабатываемую поверхность.
С помощью хонингования оптимальная для удержания моторного масла степень шероховатости стенок цилиндров у ДВС с блоками/гильзами из чугуна и алюминиевых сплавов Alusil, Locasil, Silitec также достигается по-разному:
- У ДВС с чугунными блоками/гильзами требуемый микрорельеф стенок цилиндров задается хонинговальной сеткой. Ширина ее рисок в верхней части должна быть ровно такой, чтобы силы поверхностного натяжения моторного масла вызывали образование «купола» для оптимального смазывающего эффекта. Здесь важен и угол пересечения рисок в горизонтальной плоскости. При отклонении этой величины в ту или иную сторону более чем на 20° от оптимальных 60° либо уменьшает смазывающий эффект, либо возрастает расход масла на угар.
- Мощные дизельные двигатели с чугунными блоками проходят лазерное хонингование. Лазер испаряет часть металла, и на стенках цилиндров появляются маслоудерживающие углубления.
- У ДВС с блоками/гильзами из Alusil, Locasil и Silitec степень шероховатости стенок цилиндров в значительно бОльшей степени определяется размерами зерна первичных кристаллов кремния, имеющихся в сплаве, и глубиной их раскрытия. При хонинговании важно не допускать вырывания таких кристаллов и добиваться оптимальной глубины их раскрытия. Все это требует соответствующего оборудования и квалификации.
Можно ли делать хонингование своими руками
- Стоит ли при проведении капитального ремонта ДВС самому браться за хонингование? Проведем несложные расчеты:
- Чаще всего автосервисы приводят суммарные расценки на операции расточки блока и хонингование, что логично. В Москве такой «тандем» в среднем обойдется в 1200 руб. (для моделей российских марок несколько дешевле) за цилиндр в случае ДВС с чугунным блоком/гильзами, а с алюминиевыми ценовая вилка расширяется примерно до 2400-6500 руб. за цилиндр.
- Та же ситуация с услугой по восстановлению только хонинговальной сетки. Здесь разброс цен от 600 до 2000 руб. за цилиндр.
- Соответственно, за расточку и хонингование 4-цилиндрового блока придется выложить минимум 4000, а максимум более 25 000 руб., и от 2400 до 8000 руб., если ограничиться только хонингованием.
Бюджет для выполнения хонингования своими силами выглядит так:
- Упругая хон-насадка (так называемый «бутылочный ершик»), использование которой не требует особой квалификации, стоит примерно 4500 руб., тогда как хон с раздвижными тремя лапами, на которых закреплены точильные камни, — где-то от 1300 до более чем 7000 руб.
- Также понадобится большое количество смазочно-охлаждающей жидкости. Даже если исключить из расчетов стоимость дрели или шуруповерта для привода хона и сменных абразивных камней (600-1700 руб.), экономия в большинстве случаев будет стремиться к нулю.
К тому же эксперты напоминают: такие параметры, как глубина рисок хонинговальной сетки, угол их пересечения и степень шероховатости стенок цилиндров, у каждой серии моторов свои, и они не разглашаются компаниями-производителями. В автосервисах помогает накопленная статистика и опыт. Есть ли доступ к такой информации у стороннего механика?
Гаражным специалистам почти невозможно учесть и массу других нюансов. Так, требующие ремонта гильзы (особенно «мокрые») из-за недостаточной жесткости и различий в толщине стенок в верхней и нижней частях легко деформировать при хонинговании. Да и выполненная на глазок хонинговальная сетка может в лучшем случае не дать желаемого эффекта, а в худшем обернется повышенным расходом масла или масляным голоданием, что негативно отразится на ресурсе двигателя.
Вывод очевиден — хонигование блока ДВС лучше доверить профессионалам, тем более что при капремонте эта операция, как правило, следует за расточкой цилиндров, которую не выполнить с помощью насадок на дрель...