Poškozené a opotřebované litinové a hliníkové bloky motoru byly dlouho opravovány pomocí suchých manžet. Instalace opravné manžety může často zachránit blok, pokud má válec nadměrné opotřebení kužele nebo je prasklý, rýhovaný nebo jinak poškozený a poškozený válec vyvrtává. Stejně tak pro obnovení válců do nových rozměrů lze všechny válce v bloku znovu nasadit, pokud jsou všechny válce silně opotřebené.
Hlavní výhodou objímky oproti vyvrtávání válců a montáži příliš velkých pístů a kroužků jsou náklady úspora nutnosti výměny pístů a kroužků. Mnoho bloků je také příliš tenkých na to, aby se spolehlivě přizpůsobily převrtávání bez objímek. A pokud mluvíme o hliníkovém bloku s integrovanými železnými pouzdry, může být opracování původních pouzder a instalace nových (mokrých nebo suchých) jediným způsobem, jak blok zachránit (nebo upravit).
Úpravy výkonu
Pro vysoce výkonné aplikace nabízejí návleky také řadu výhod. Zdvih bloku motoru je omezen vzdáleností mezi středy vrtání a tloušťkou odlitku. Pokud je blok odlitek z těžké stěny, můžete zvětšit zdvihový objem motoru vyvrtáním válců na předimenzování a/nebo použitím kliky zdvihadla. Kliky Stroker jsou oblíbené, protože vyžadují méně úprav. Kliky s dlouhým zdvihem jsou dobré pro točivý moment při nízkých otáčkách, ale konfigurace s krátkým zdvihem a velkým vrtáním je lepší pro výkon při vysokých otáčkách. V důsledku toho, pokud stavíte vysokootáčkový motor, možná budete chtít zvětšit velikost vrtání spíše než se tolik spoléhat na zvýšený zdvih, abyste vytvořili větší výkon.
Pokud instalujete suché objímky do bloku za účelem zvýšení výtlaku, můžete odstranit pouze tolik kovu, než vám dojde blok, abyste podpořili větší vložky válců. Jedním ze způsobů, jak překonat tento limit, je provést konverzi mokrého rukávu. Stávající válce jsou opracovány a na jejich místo jsou instalovány mokré manžety. Instalace zahrnuje rozsáhlé úpravy bloku a vyžaduje přesné CNC obrábění, aby mohl přijmout mokré návleky, ale výsledky stojí za to. Vzhledem k tomu, že chladicí kapalina je v přímém kontaktu s vnějším povrchem objímky, mokré návleky obvykle zvládnou mnohem vyšší výkon a tepelné zatížení. V důsledku toho získáte zvýšenou pevnost a spolehlivost a také větší výtlak. Sady pro přestavbu s mokrým pouzdrem jsou k dispozici pro některé novější modely importovaných motorů i pro domácí V8.
Tipy pro instalaci suchého rukávu
Jedním z nejkritičtějších rozhodnutí, které budete muset při instalaci suchých návleků udělat, je, jak velké přesahy jsou vhodné pro danou aplikaci. Hliníkové bloky mají větší tepelnou roztažnost než litinové bloky, takže obecně vyžadují větší přesah, aby se pouzdra nepohybovala. Kolik rušení tedy potřebujete?
Odpovědi se budou lišit v závislosti na tom, koho se zeptáte. Různí dodavatelé rukávů nám dali různá doporučení. Jeden řekl, že většina hliníkových bloků obvykle potřebuje asi 0,003˝ až 0,004˝ přesahu mezi bezpřírubovými manžetami a blokem, aby udržely manžety na místě. Pokud blok může přijmout objímku s přírubou, pak možná nebudete potřebovat vůbec žádný zásah.
Další uvedená 0,0015˝ až 0,003˝ přesahu je vše, co potřebujete u většiny hliníkových bloků, a pokud půjdete mnohem za 0,004˝, pravděpodobně blok zkreslíte. Zkreslení vrtání je špatné, protože brání tomu, aby byl otvor kulatý, když ho leštíte. To zabraňuje dobrému těsnění kroužku a umožňuje ztráty profukováním a kompresí; ani jeden z nich není dobrý z hlediska emisí nebo výkonu.
Jeden dodavatel uvedl, že u některých aplikací hliníkových motorů zcela změnil své uvažování o interferenčním uložení. Pouzdra lze instalovat s minimálním přesahem (0,0005˝ až 0,001˝) a zajistit na místě pomocí anaerobního těsnění. Na spodní třetinu válce je aplikován těsnící prostředek, jako je Loctite 518, aby jej udržoval na místě a aby se zabránilo migraci oleje mezi spodním koncem objímky a blokem. Cokoli, co se dostane mezi pouzdro a blok (ať už je to olej, karbonové usazeniny nebo dokonce vzduch), může bránit dobrému přenosu tepla.
U vodou chlazených litinových bloků je obecným doporučením pro instalaci suchých bezpřírubových manžet použít asi 0,0015˝ až 0,002˝ přesahu. Jedním z tipů, jak usnadnit instalaci pouzdra a zároveň zlepšit přenos tepla, je lehké vybroušení válce pomocí kamenů se zrnitostí #280 poté, co byl vyvrtán, aby se pouzdro dalo přijmout. Hladší povrchová úprava uvnitř vývrtu zlepší kontakt kov na kov mezi objímkou a blokem, když je objímka zasunuta na místo.
U některých vzduchem chlazených motorů s malým zdvihovým objemem (například motocyklů a malých motorů) může být více zasahováno potřebné, protože válce běží při vyšších teplotách. Slyšeli jsme o konstruktérech motorů, kteří používají až 0,006˝ až 0,008˝ přesahu, aby zajistili, že objímky zůstanou na svém místě.
Ještě něco, co je třeba mít na paměti, je to, že pokud zasouváte pouze jeden poškozený válec do bloku za účelem jeho opravy, může pouzdro poněkud deformovat sousední válce – zvláště pokud používáte velké množství přesahů. Výsledkem mohou být problémy s těsněním kroužků, kompresní ztráty a profukování sousedních válců.
Použití torzních desek při vrtání a honování bloku je jedním ze způsobů, jak minimalizovat nebo opravit zkreslení vrtání válce. Ve skutečnosti mohou být na mnoha tenkostěnných blocích (s objímkami nebo bez nich) vyžadovány momentové desky, aby se dosáhlo opravdu dobrého vrtání, které je kulaté a rovné. Nainstalujte momentovou desku a těsnění hlavy na blok a poté před honováním utáhněte šrouby hlavy podle specifikací.
Měření interference
Abyste přesně určili míru interference, potřebujete dva rozměry:průměrný vnější průměr (OD) objímek a průměrný vnitřní průměr (ID) otvorů v bloku. K měření těchto rozměrů potřebujete přesný OD mikrometr a ID mikrometr nebo vrtoměr.
Změřte rukáv nahoře, uprostřed a dole. Zapište si čísla. Poté otočte pouzdro o 90 stupňů a znovu změřte. Zprůměrujte dohromady všechna tato čísla, abyste vypočítali průměrnou vnější průměr rukávu.
Dále udělejte totéž pro vývrt. Změřte horní, střední a spodní část, poté otočte měrkou nebo ID mikrofonem o 90 stupňů a opakujte. Opět zprůměrujte čísla dohromady. Vnitřní rozměry díry by měly být menší než vnější vnější rozměry pouzdra, aby se vytvořilo uložení s přesahem.
Odečtěte průměrný vnitřní průměr díry od vnějšího průměru pouzdra a určete uložení s přesahem.
Snazší instalace
Starý způsob instalace suchého pouzdra spočíval v jeho umístění do vývrtu, položení dřevěného bloku na horní část pouzdra a následném zatlučení kladivem do bloku. To možná fungovalo před lety, kdy rozměry a vůle nebyly tak kritické jako dnes, ale tento druh instalačního postupu nemá v dnešních strojírnách místo.
Doporučený způsob instalace manžet je vychladit nebo zmrazit manžety a předehřát blok. Umístění rukávů do domácího mrazáku obvykle zmenší jejich vnější průměr o 0,002˝. Pokud je zabalíte suchým ledem nebo je postříkáte kapalným dusíkem, smrští se ještě více, obvykle 0,003˝ nebo tak. To často umožňuje, aby rukávy spadly přímo dovnitř s malým nebo žádným úsilím, což snižuje riziko poškození nebo deformace rukávů. Mírné předehřátí bloku na asi 120 stupňů také trochu pootevře otvory, což usnadní instalaci. Pokud potřebujete vyvinout sílu k zatlačení pouzdra na místo, nebijte do něj kladivem, pomocí trnu jej zatlačte dovnitř.
Zde je další tip pro konstruktéry výkonných motorů:uvolněte blok po navlékání tím, že blok upevníte na vibrační stůl a necháte jej 15 až 30 minut třepat vysokou frekvencí. Kryogenní úprava bloku (zmrazení až na -300 stupňů F pod nulou v dlouhém pomalém cyklu zmrazování a rozmrazování) je další metodou, která může bloky uvolnit a snížit deformaci bloku.
Dokončení válců
Jakmile jsou objímky nainstalovány, vnitřek válce může být dokončen podle specifikací. Správné usazení a utěsnění kroužků vyžaduje povrchovou úpravu, která kroužkům poskytuje dobrou oporu, zadržuje olej a nevyžaduje dlouhou dobu záběhu. U většiny nejnovějších modelů a výkonných motorů to znamená povrchovou úpravu.
Povrchová úprava plochého vývrtu je to, co všechny typy kroužků nakonec produkují, když jsou zcela usazeny, takže čím blíže lze vývrt předdokončit do stavu podobnému plochému, tím méně se kroužky a válce opotřebí, když se motor zalomí, tím lepší jsou kroužky. bude těsnit hned od začátku a tím déle kroužky vydrží.
Pro moly kroužky lze použít dvoustupňový proces honování k dosažení plochého povrchu. Nejprve vybruste konvenčním zeskelněným brusivem z karbidu křemíku zrnitosti #280. Poté dokončete krátkým dotykem otvorů kamenem se zrnitostí #400 nebo několika tahy abrazivním nylonovým honovacím nástrojem nebo kartáčem.
Pokud jsou válce broušeny diamantovými kameny, můžete na dokončení otvorů použít diamant s jemnější zrnitostí, jemnozrnné kamenné brusivo nebo kartáč.
Pokud na válce nenanášíte povrchovou úpravu plató, honování pomocí kamenů z karbidu křemíku se zrnitostí # 220 funguje dobře s kroužky z obyčejné litiny nebo chromu. Použijte kameny se zrnitostí #280 pro kroužky s moly nebo #320 až #400 pro kroužky moly, pokud je motor stavěn pro závodění nebo výkon.
Po vybroušení válce je nezapomeňte vydrhnout teplou mýdlovou vodou a kartáčem, abyste odstranili veškeré honovací a kovové nečistoty. Toto je často přehlížený krok, který může ve spěchu zničit novou sadu prstenů.
Mokré vložky pro dieselové motory
Pokud přestavujete naftový nebo průmyslový motor, který má mokré vložky, není problém s přesahem. Většina takových vložek má jednoduchou montáž a mnoho z nich je předdokončeno podle specifikací. I tak byste měli věnovat velkou pozornost stavu válcových zahloubení v bloku, aby byly vložky správně podepřeny – zvláště pokud byl motor již dříve přestavěn. Pokud je válcové zahloubení, které podpírá přírubu vložky, poškozeno nebo zkorodováno, bude muset být znovu opracováno, aby vložku správně podpíralo.
Použijte typ maziva na těsnění specifikovaný výrobcem. Použití nesprávného typu maziva může způsobit nabobtnání těsnění, což zabrání správnému usazení vložky.
Pokud jsou staré vložky na vnější straně silně pokryty vápencem nebo vodním kamenem, měly by být vyčištěny chladicí pláště v bloku i zbytek chladicího systému. Cokoli, co se přilepí na vnější stranu vložek, může bránit přenosu tepla.
Mnoho vznětových motorů pozdních modelů vyžaduje vložky válců, které jsou indukčně tvrzené, z tvárné litiny nebo z jiného typu vysoce kvalitní slitiny železa odolné proti opotřebení. Levnější materiály nevydrží a pravděpodobně povedou k rychlému opotřebení a předčasnému selhání. Kvalitní vložka by měla snadno vydržet 500 000 mil nebo více v silničním nákladním vozidle třídy 8.
Vyčnívání vložky musí být také správné, aby těsnění hlavy správně těsnilo. Pokud je jedna vložka válce umístěna výše než vložky v sousedních válcích, může to ovlivnit těsnění.
