Jak vyměnit písty bez vyvrtávání bloku a zachovat integritu motoru? Odpověď odborníka

Blok válců (neboli kliková skříň) je hlavní částí spalovacího motoru, která spojuje válce motoru do jediné části. Blok válců se vyrábí odléváním s následným obráběním vyvrtáváním válců. Blok válců absorbuje zatížení od rotujících a progresivně se pohybujících částí motoru: písty, ojnice, klikový hřídel. Honování honovacích válců.

4-válcový, řadový, benzínový (obrázek 1)

Nejběžnější řadové čtyřválcové motory mají typicky blok z šedé slitiny litiny, odlitky (vložky) z šedé nebo tvárné litiny a vyztužení vlákny v oblasti hlavního vrtání. (obr. 1) V tomto případě jsou vložky válců odlity integrálně s blokem a tvoří chladicí plášť mezi vložkami a vnějšími stěnami. Blok válců má ve spodní části otvory – tzv. lůžka pro pánve ložisek klikového hřídele.

Lůžka jsou zpracovávána na speciálních přesných zařízeních s vysokou přesností.

Monolitickými bloky se rozumí konstrukce bloků válců, které nemají mokré vložky nebo našroubované základní desky ve formě skříně hlavního ložiska – základové desky. Pro dosažení určitých povrchů nebo pevnosti však mohou mít monolitické bloky odpovídající odlitky v oblasti vrtání válců (vložky z šedé litiny, LOKASIL locasil, Alusil alusil),

8válcový ve tvaru V (obr. 2.)

U této konstrukce jsou víka hlavního ložiska klikového hřídele uložena společně v samostatné nosné desce (obr. 2). Základní deska je přišroubována ke klikové skříni a vyztužena kuličkovým grafitem zalitým do hliníku, aby se snížila vůle v hlavních ložiscích, respektive aby se kompenzovala větší specifická tepelná roztažnost hliníku. Tímto způsobem je dosaženo extrémně tuhých konstrukcí bloku válců. Stejně jako u monolitických bloků válců mohou být v oblasti vrtání válců také odlévané díly.

6válcový protilehlý (obr. 3)

Řadový 5válec, diesel (obr. 4)

Nosná plocha klikového hřídele BC (tzv. klikové lože bloku válců) slouží k montáži vložek a klikového hřídele při zachování požadované olejové vůle.

Nosná spodní rovina bloku válců slouží k montáži olejové vany.
Nosná horní rovina BC slouží k montáži hlavy válců.

Válce bloku válců slouží k převodu vratného pohybu pístů a vykonávají práci přenosu energie výbuchu směsi paliva se vzduchem ve spalovací komoře přes ojnice na rotační pohyb klikového hřídele. Tedy přeměna tepelné energie na kinetickou energii.

Válce BC mohou být masivní lité – „suchá vložka“, kde chladivo není v přímém kontaktu se stěnou vložky, nebo vložené – „mokrá vložka“, kde je chladivo v přímém kontaktu se stěnou vložky.

Kolem válců BC jsou dutiny pro cirkulaci chladicí kapaliny (nemrznoucí směs, nemrznoucí směs) chladicího systému – „vodní plášť“ bloku válců. Také v BC jsou olejové kanály, kterými je motorový olej přiváděn do mazacích míst pod tlakem vytvořeným olejovým čerpadlem, což zajišťuje normální provoz třecích párů kluzných ložisek celého spalovacího motoru.

BC je vyrobena z litiny nebo slitiny hliníku. Po dlouhou dobu byla jediným materiálem pro výrobu bloků válců litina. Tento materiál je relativně levný, má vysokou pevnost, odolnost proti opotřebení, tuhost a má dobré odlévací vlastnosti. Významnou nevýhodou litiny je její vysoká měrná hmotnost a nízká tepelná vodivost.

Hliníkové slitiny jsou lehký konstrukční materiál (s nízkou měrnou hmotností), odolný proti korozi a mají dobrou obrobitelnost. Oproti litině má 3x vyšší součinitel tepelné vodivosti, díky čemuž se spalovací motor rychleji a rovnoměrněji zahřívá. Kombinace těchto faktorů umožňuje zvýšit účinnost a hospodárnost spalovacích motorů.

Hliníková slitina je výrazně horší než litina v tuhosti a odolnosti proti opotřebení. Blok válců z hliníkové slitiny proto musí mít speciální konstrukční prvky zvyšující jeho tuhost a válce jsou obvykle litinové vložky, které se do hliníkového bloku zalévají při jeho výrobě. Válce bloků z hliníkové slitiny mají také moderní povlaky. Povrch válců, vyrobený z hliníkové slitiny, je nasycen krystaly karbidu křemíku (Materiál – alusil, silumin), tato technologická novinka má vlastní technologii přeměny na opravnou velikost. Válce vyrobené z takového materiálu jsou opravitelné. Také povlaky odolné proti opotřebení se nanášejí na válce z hliníkových slitin pomocí různých dalších technologií, které mají malou tloušťku vrstvy, a proto je nelze opravit. Takové válce mají komplexní schéma opravy za přítomnosti konstrukčních možností, jmenovitě přítomnosti dostatečné vzdálenosti mezi válci pro instalaci litinových vložek.

Během provozu podléhají válce BC opotřebení.

Opotřebení BC válců

Opotřebení válců BC je důsledkem komplexního působení na stěny četných fyzikálních, chemických a jiných rychle tekoucích procesů, které se podle povahy svého projevu dělí na tři hlavní typy opotřebení:

1. Erozivní – vznikající v důsledku tření pístních kroužků o hlavu válců, nastavení a jiných destruktivních procesů při přímém kontaktu kovových třecích ploch;
2. Korozivní – vzniká při všech druzích oxidačních procesů na třecích plochách.
3. Abrazivní – způsobující destrukci třecích ploch v přítomnosti pevných abrazivních částic mezi nimi, včetně produktů opotřebení mechanismů spalovacích motorů.

Opotřebované části spalovacího motoru je nutné vyměnit nebo opravit. Oprava s následným obráběním, která zahrnuje: vyvrtávání válců pro honovací provoz, vyvrtávání válců pro montáž vložek válců (standardní i nestandardní vložky), honování válců, opracování roviny válců.

Vrtání válců BC pro instalaci vložek

Válcové vyvrtávání se provádí na vyvrtávačkách Rottler F7A/F8A, vyrobených v USA.
Při vyvrtávání vložek válců existují dva způsoby, jak založit blok válců:

· BC se instaluje na rovnoběžky, kde se obrábění provádí z roviny klikové skříně BC a geometrie válců je zajištěna jedinečnými konstrukčními možnostmi zařízení. Tato metoda má zvláštnost – operaci vyvrtávání lze provádět pouze na blocích válců s minimálními zbytkovými deformacemi rovin BC.

Instalace BC na paralelní

· BC se instaluje na zařízení typu „rolling pin“, kde se obrábění provádí od osy klikové hřídele, což umožňuje co nejpřesněji dodržet kolmost os válců k ose klikové hřídele. Tato metoda je ideální volbou pro vyvrtávání válců BC a pro BC ve tvaru V je jedinou možnou možností obrábění od osy klikového hřídele.

Instalace BC na zařízení typu váleček

Příprava sedla vložky válce pro montáž vložky se provádí v závislosti na způsobu montáže vložky (viz bod 3). Drsnost povrchu válců po vyvrtání Ra = 0,63 μm (drsnost povrchu operace broušení) je zajištěna speciálními vyměnitelnými břitovými destičkami s poloměrem hrotu 0,80 mm;

Montáž vložek válců

Litinové vložky válců standardních i nestandardních zástavbových rozměrů montujeme do bloků válců z hliníkové slitiny i litiny.

Existují 3 způsoby instalace vložek válců:
· instalace návleku se zarážkou nahoře (návlek s límcem);
· instalace návleku s podpěrou zespodu (návlek bez límce);

· instalace „závěsného pouzdra“ (objímka bez límce), pevnost usazení pouzdra je zajištěna množstvím přesahů rozměrů.

Instalace vložek válců do BC se provádí ochlazením vložky válce v nádobě s kapalným dusíkem na teplotu -180°C a zahřátím válce na teplotu 100°C. Pro zajištění spolehlivé instalace manžety by měl být teplotní rozdíl mezi BC a manžetou asi 120°C. V důsledku ochlazení vložky válce se průměr zmenší přibližně o 200 mm a instalační otvor vložky se v důsledku zahřátí zvětší na 0.1 mm, v důsledku čehož se při instalaci vložek vytvoří mezera Je vytvořena tloušťka 0,25 mm, což vám umožní bez námahy nainstalovat vložku válce do předem připraveného sedla BC

Instalace vložek válců pomocí kapalného dusíku

Vrtání válců BC pro honování

Vrtání válců BC pro instalaci vložek.

Vrtání válce se provádí s přídavkem honování 0.08. 0.10 mm, je tento přídavek dostatečný k odstranění deformované povrchové vrstvy materiálu vložky s nerovnoměrnou tvrdostí, vzniklé během vyvrtávání, a také k opravě chyb ve tvaru válců.

Honování BC válců

Finální, dokončovací mechanická úprava pracovní plochy vložky válce se provádí honováním na zařízení Rottler model HP6A vyrobené v USA.

Honování válců BC je dokončovací řezný proces, který se provádí diamantovými kameny, které jsou umístěny ve speciálních nástrojových držácích a upevněny v honovací hlavě.

Při honování se kombinují rotační a vratné pohyby nástroje, čímž vzniká charakteristická síť (honovací síť) v důsledku pohybu diamantových zrn po šroubovici.

Honování umožňuje efektivně korigovat chyby ve tvaru a povrchu válců BC, jako jsou: kuželovité, sedlové, soudkovité, vlnitosti.

Porušení geometrie válců BC

Při provádění operace na zařízení Rottler HP6A vyrobeném v USA získáme jedinečné výsledky: velikost válce při délce válce stanovené výrobcem je dodržena s přesností 0,005 mm.

Drsnost povrchu po honování je udržována přísně v závislosti na typu paliva:
· pro benzínové motory Rz=3. 6 um, Ra=0,6. 1,0 um;
· pro vznětové motory Rz=4. 8 um, Ra=0,8. 1,2 um;

Drsnost lze měřit pomocí speciálního nástroje – profilografu, který kromě hodnot drsnosti Rz, Ra umožňuje zobrazit a vytisknout diagram drsnosti povrchu vadného válce. Kromě velikosti, geometrie a drsnosti válce je důležitým parametrem, který se kontroluje, úhel honovací mřížky. Úhel honovací sítě je v rozmezí 30..80°, což odpovídá doporučením předních výrobců spalovacích motorů (Kolbenschmidt, Mahle) Dodržujeme také parametry úhlu stanovené zákazníky. Úhel se kontroluje pomocí šablony pro měření úhlu honování.

Konečnou fází zpracování válce honováním je šermování (honování s plochou hlavou). Jedná se o operaci, která vytváří nosnou plochu pro píst a kroužky, odstraňuje ostré vrcholy mikrodrsností, umožňuje získat procento obnaženého sférického, lamelárního grafitu na povrchu litinového válce (vložky válce) minimálně 20 %, což odpovídá kvalitě předních světových výrobců spalovacích motorů.

Abych to shrnul.

Mechanické zpracování válců (vložek válců) vyrobených z litiny zahrnuje obnovu následujících parametrů:

· Velikost válce (podél os XY) s tolerancí +0,005 mm;
· Geometrie válce (podél os) s tolerancí +0,005 mm;
· Drsnost povrchu;
· Úhel honovací mřížky;
· Procento exponovaného sférického, vločkového grafitu; Parametr je odvozen a ověřen výzkumem:
— schopnosti vybavení;
– kvalita nástroje;
— kvalita speciální chladicí kapaliny (mazací-chladicí kapalina);

Diagram měření průměru válce
Mechanické zpracování roviny BC se provádí na strojích Rottler: S7M, S8M.

Opracování se provádí frézou – tvrdokovovou deskou, která je připevněna k čelní desce. Hlavní pohyb – rotace řezného nástroje probíhá rovnoběžně s rovinou BC konektoru a posuv jde po rovině BC – zajišťuje přesnost nerovinnosti do 0,010 mm a drsnosti pro všechny typy těsnění deklarované Výrobci ICE.

Drsnost povrchu po ošetření odpovídá doporučením předních výrobců těsnění a těsnění, jako jsou: GOETZE, Elring, Payen, Victor Reinz.

Blok válců spalovacího motoru (ICE) je jednou z klíčových součástí tohoto mechanického zázračného stroje. Uvnitř bloku válců se spaluje směs paliva a vzduchu, která se zase přeměňuje na mechanickou energii, která pohání automobil nebo jiné zařízení. K zajištění dlouhé životnosti a výkonu motoru se často používá proces známý jako obložení bloku válců.

Vložka bloku válců

Obložení bloku válců je technologický proces, při kterém jsou uvnitř bloku válců instalovány speciální kovové vložky. Vložky slouží jako plocha, se kterou se písty dotýkají, a vytvářejí tak podmínky pro pohyb pístů uvnitř válců.

Hlavním účelem vložky bloku válců je zvýšit životnost motoru. Díky vložkám se stěny válců stávají méně náchylnými k opotřebení a poškození způsobenému třením pístu. Vložky navíc poskytují přesnější ovládání vrtání válců, což vede ke zlepšení komprese, účinnosti spalování a výkonu motoru.

Proces obložení bloku válců

Proces obložení bloku válců je složitý a pracovně náročný krok při výrobě motoru. Zde jsou hlavní kroky v tomto procesu:

1. Příprava bloku válců: Nejprve se blok válců důkladně vyčistí a ošetří, aby se odstranily staré vložky a další nečistoty.
2. Instalace vložky: V každém válci jsou instalovány nové kovové nebo litinové vložky. To může vyžadovat speciální vybavení a dovednosti, aby bylo zajištěno, že pouzdra jsou pevně a ve vodorovné poloze.
3. Povrchová úprava objímky: Jakmile jsou vložky nainstalovány, povrchy jsou opracovány, aby byla zajištěna správná geometrie a drsnost. To je důležité pro zajištění dobré adheze k pístům a kroužkům. Vrtání a honování válců pro opravy nebo standardní velikosti pístů.
4. Opětovná montáž motoru: Po vyvložkování bloku válců se motor znovu sestaví, včetně montáže pístů, kroužků a dalších součástí.

Výhody vložky bloku válců

Vložka bloku válců poskytuje několik významných výhod:

• Zvýšená životnost: Vložky výrazně snižují opotřebení válců a umožňují motoru běžet déle bez ztráty výkonu.

• Vylepšená komprese: Vložky umožňují přesnější ovládání vrtání válce, což zlepšuje kompresi v každém válci a tím i účinnost spalování.

• Nižší spotřeba oleje: Vložky snižují možnost úniku oleje do spalovací komory, což může snížit spotřebu oleje a snížit znečištění výfukových plynů.

• Vyšší výkon: Vylepšená komprese a snížené opotřebení válců může pomoci zvýšit výkon a výkon motoru.

Obložení bloku válců je důležitý technologický proces, který pomáhá zvyšovat životnost a výkon spalovacího motoru. Tento proces vyžaduje specializované dovednosti a vybavení, ale výsledky stojí za námahu. Pro majitele aut a dalšího vybavení to znamená spolehlivější a výkonnější motor, který jim bude sloužit dlouhá léta.