Cylindry i tuleje bieżne cylindrów Część 2
Informacje dotyczące diagnostyki
Na zewnętrznej średnicy tulei cylindrowej występują ślady korozji? Na powierzchniach bieżnych cylindrów widoczne są błyszczące, nierównomierne ślady ruchu? Jakie konsekwencje dla cylindrów i tłoków może mieć uszkodzenie turbosprężarki? Dlaczego powstają zatarcia tłoków po stronie górnej i dolnej? W tym artykule znajdziesz przydatne informacje.
Nierównomierne zużycie gładzi
- Korozja na średnicy zewnętrznej tulei bieżnej cylindra (Rys. 1).
- Nierównomierny obraz zużycia z pojedynczymi, połyskliwymi punktami tarcia na powierzchni cylindra (Rys. 2).
- Tłok nie jest uszkodzony.
- Utrata oleju w miejscach uszczelnienia, szczególnie przy radialnych pierścieniach uszczelniających.
Ocena
Połyskliwe, nierównomierne obrazy zużycia powierzchni bieżnychw cylindrach zawsze wskazują na deformację cylindra. Mokrei suche tuleje bieżne cylindrów mogą ulec deformacji od razupo montażu. Pierścienie tłokowe zdeformowanych otworówcylindrów nie są w stanie uszczelnić cylindra ani wobec oleju,ani wobec gazów spalinowych.
Olej przepływa przez pierścienie do komory spalania, gdziejest spalany. Obok tłoka przedostaje się większa ilość spalin,które zwiększają ciśnienie w skrzyni korbowej. Nadciśnienie powoduje ubytek oleju w miejscach uszczelnienia silnika, w szczególności przy radialnych pierścieniach uszczelniających. Poza tym olej jest przepychany przez prowadnice zaworów do kanałów ssących i wydechowych, gdzie jest spalany przezsilnik albo wyrzucany.
Możliwe przyczyny
- W przypadku suchych tulei bieżnych cylindrów, w ślepych otworach kadłuba silnika powstają często duże nierówności spowodowane korozją stykową (w miejscach pasowania, Rys. 1). Środki zapobiegawcze: staranne wyczyszczenie otworu cylindra albo, jeżeli nie daje to efektu, dodatkowa obróbka ślepych otworów cylindrów, a następnie montaż tulei bieżnych cylindrów z występem zewnętrznym*. Cienkościenne tuleje bieżne cylindrów muszą być dokładnie przyłożone na całej swojej długości i całym swoim obwodzie. W przeciwnym razie ulegną deformacji już przy montażu w otworach. Podczas pracy silnika deformacja powiększa się. W przypadku suchych tulei bieżnych cylindrów rozróżnia się między wersjami Pressfit i Slipfit. Tuleje bieżne cylindrów typu Pressfit są wciskane w kadłub silnika, po czym wymagają nawiercenia i wyhonowania. Tuleje typu Slipfit są wykończone i wystarczy je wsunąć w otwór cylindra. Ze względu na luz występujący między tuleją bieżną cylindra i otworem cylindra wersja ta – w przeciwieństwie do wersji Pressfit – ma raczej skłonność do problemów związanych z deformacją i korozją.
- Nierównomierne albo nieprawidłowe dokręcenie śrub głowicy cylindra.
- Nierówne płaszczyzny kadłuba silnika i głowicy cylindra.
- Zanieczyszczone albo zdeformowane gwinty śrub głowicy cylindra.
- Nieprawidłowa albo nieodpowiednia uszczelka głowicy cylindra.
- Znaczna deformacja cylindra wskutek nieprawidłowego przyłożenia kołnierza tulei, nieprawidłowego występu kołnierza tulei i zdeformowanej i/lub wybitej dolnej prowadnicy tulei.
- Zbyt luźne lub zbyt ścisłe osadzenie tulei w obudowie (w przypadku suchych tulei bieżnych cylindrów).
Szczególnie w przypadku cylindrów żeberkowych:
- Błędy równoległości cylindrów żeberkowych. Pojedyncze cylindry żeberkowe muszą być ustawione dokładnie równolegle do skrzyni korbowej i głowicy cylindra i mieć jednakową wysokość.
- Nieprawidłowo zainstalowane albo brakujące owiewki cylindrów.
- Sworznie mocujące stykające się w otworach z obudową cylindra.
- Mechaniczny styk z sąsiednim cylindrem.
- Nierównoległe powierzchnie uszczelnień kolektora ssącego i wydechowego. Przed dokręceniem głowic cylindrów kolektor ssący i wydechowy wymagają zmontowania. Przyczyna: wszystkie powierzchnie uszczelnień muszą być równoległe, cylindry żeberkowe i głowice cylindrów nie mogą się odkształcać przy dokręcaniu kolektora.
Szczególnie w silnikach bez tulei bieżnych cylindrów:
Zdeformowane otwory cylindrów. Niektóre silniki mają tendencje do deformacji przy montażu głowicy cylindra. W razie normalnego nawiercenia i wyhonowania takich silników podczas późniejszej eksploatacji mogą wystąpić problemy.
Zalecenie:
W kadłubach silników bez tulei bieżnych cylindrów, z otworami cylindrów wierconymi bezpośrednio w kadłubie, przed obróbką cylindra zaleca się przykręcenie płytki dociskowej do płaszczyzny cylindra. Płytka ta ma, z wyjątkiem kanałów wodnych, takie same otwory jak kadłub silnika i grubość kilku centymetrów. Po dokręceniu wymaganym momentem płytka dociskowa symuluje zamontowaną głowicę cylindra. Deformacje w otworach cylindrów, które mogą powstać przy dokręcaniu śrub głowic cylindrów, są w ten sposób kontrolowane i mogą zostać uwzględnione podczas obróbki. Zapewnia to okrągłość i cylindryczność otworu cylindra w trakcie późniejszej eksploatacji silnika (pod warunkiem prawidłowej obróbki).
Połyskliwe, metalicznie nagie miejsca w górnej części gładzi
- Połyskliwe, metalicznie nagie miejsca bez wyhonowanej struktury na gładzi cylindra (Rys. 1 i 2).
- Tłok nie nosi śladów zużycia.
- Osady nagaru olejowego na progu ogniowym.
- Podwyższone zużycie oleju.
Ocena
Tego rodzaju uszkodzenia występują, gdy w trakcie eksploatacji na progu ogniowym powstaje twardy osad nagaru olejowego, którego źródłami są spalanie oleju i zakłócenia spalania (Rys. 3). Osad ten ma właściwości cierne. Podczas eksploatacji silnika prowadzi to, w połączeniu z ruchami i zwrotami tłoka, do intensyfikacji zużycia w górnej części cylindra. Wzrost zużycia oleju nie jest powodowany przez błyszczące otarcia. Nie powodują one nadmiernych zakłóceń okrągłości cylindra. Pierścienie tłokowe w dalszym ciągu prawidłowo spełniają rolę uszczelniającą. Nie jest też zakłócone smarowanie cylindra, ponieważ mimo utraty wyhonowanej struktury w otwartych żyłach grafitu na powierzchni cylindra może się utrzymać dostateczna ilość oleju. Przy ocenie tego rodzaju uszkodzenia ważna jest odpowiedź na pytanie, czy połyskliwe otarcia występują tylko w tych miejscach cylindra, które mają kontakt z zanieczyszczonym nagarem progiem ogniowym. Jeżeli połyskliwe miejsca występują też w innych obszarach, przyczyną uszkodzenia są raczej:
- deformacja cylindra (patrz rozdział „Nierównomierne zużycie cylindra“),
- zalanie paliwem (patrz rozdział „Zużycie tłoków, pierścieni tłokowych i cylindrów spowodowane wskutek zalania paliwem“),
- zanieczyszczeniem (patrz rozdział „Zużycie tłoków, pierścieni tłokowych i cylindrów wskutek zanieczyszczeń“).
Możliwe przyczyny
- Do komory spalania dostaje się za dużo oleju, wskutek uszkodzenia turbosprężarki, niedostatecznej separacji oleju przy odpowietrzaniu silnika, uszkodzone uszczelki trzonków tłoków itd.
- Nadmierne ciśnienie w skrzyni korbowej wskutek zbyt dużej ilości gazów przedmuchowych albo uszkodzenia odpowietrzacza obudowy skrzyni korbowej.
- Niedostateczna obróbka wykańczająca cylindrów, wskutek której do komory spalania dostaje się za dużo oleju (patrz rozdział „Zużycie pierścieni tłokowych krótko po remoncie generalnym silnika“).
- Stosowanie niezaaprobowanych lub złych jakościowo olejów silnikowych.
Pęknięcie tulei bieżnej cylindra wskutek uderzenia cieczy
- Górna część tulei bieżnej cylindra silnie uszkodzona przez spękania i otarcia na bieżni (Rys. 2 i 3).
- Otarcia tłoków po stronie górnej i dolnej.
- W denku tłoka: nieckowate wgłębienie w obszarze otarć (Rys. 4).
Ocena
Tuleja bieżna cylindra została uszkodzona przez uderzenie cieczy. Spowodowało ono rozsadzenie tulei bieżnej cylindra i wgłębienie w denku tłoka.
Materiał tłoka został wyciśnięty na zewnątrz i spowodował znaczne zawężenie luzu tłoka w otworze cylindra. Nie można stwierdzić, czy do uderzenia cieczy doszło w czasie pracy silnika czy przy jego uruchamianiu.
Możliwe przyczyny
- Przypadkowe zassanie wody przy przejeżdżaniu przez cieki i zbiorniki wodne albo rozbryzgiwanie dużych mas wody przez jadące z przodu lub wymijane pojazdy.
- Zalanie cylindra przy wyłączonym silniku przez:
- płyn chłodzący, przez nieszczelną uszczelkę głowicy cylindra albo pęknięcie części,
- paliwo, przez wadliwe i nieszczelne dysze wtryskowe. Ciśnienie pozostające w układzie wtryskowym redukuje się przez nieszczelną dyszę wtryskiwacza do cylindra. Uszkodzenie powstaje przy uruchamianiu silnika.
