Belsőégésű motor főbb alkatrészeinek tönkremenetele és javítása. Oktatási segédlet Gépjármű diagnosztika tantárgyhoz Készítette Szabó József Zoltán

Átírás

1 Belsőégésű motor főbb alkatrészeinek tönkremenetele és javítása Oktatási segédlet Gépjármű diagnosztika tantárgyhoz Készítette Szabó József Zoltán

2 A belsőégésű motorok történeti áttekintése Az emberek az ipari forradalom kezdete óta törekedtek arra, hogy a megnövekedett munka alól kiváltsák az azt már elvégezni képtelen állatokat. Az első nagyjából kielégítő próbálkozás a James Watt által szerkesztett gőzgép volt. Azonban a gőzgépek rendkívül rossz hatásfoka és nagyfokú veszélyessége, arra indította a mérnököket, hogy a vízgőz kiküszöbölésével állítsanak elő hőerőgépet. A vízgőz felhasználása előtt is folytak a belsőégésű motorok készítésére próbálkozások, amelyek visszanyúlnak már a XVII. sz. végéig. Idő közben a gőzgép fejlődése során megszületett az egyszerűsített forgattyús mechanizmus így a dugattyús belsőégésű motorok számára rendelkezésre álltak az erőátviteli szerkezetek. Az első iparilag is használható, belsőégésű motor, a francia Lenoir által 1860 körül szerkesztett világítógázzal működő, gázgép volt. Az alig 4%-os hatásfokú, motor járműhajtásra nem volt alkalmas. A fejlődés következő szakasza elméleti alapon a hatásfok növelését tűzte ki célul ben Otto kölni kereskedő kísérletezett összenyomott keverék meggyújtásával. Használható gépet ekkor még nem sikerült szerkesztenie. Otto azonban nem adta fel, Langen mérnökkel tovább kísérletezik és megszerkeszti, majd a párizsi világkiállításon bemutatja az Otto-Langen-féle atmoszférikus gázgépet. Egy felül nyitott hengerben mozgott a szabad dugattyú. Ez a gép tulajdonképpen úgy működött, hogy az egyik ütemben az égési nyomás a dugattyút felfelé lökte, majd a másik ütemben a dugattyú a saját súlyánál fogva újból lefelé mozgott. A haladó mozgást egy kilincsmű alakította át a főtengelyen forgómozgássá, hatásfoka a 15%-ot is elérte. Az első üzemképes négyütemű gázgépet 1873-ban Reitmann késztette.

3 Forgattyús tengely

4 Feladata A hajtórúd erőből forgatóerőt és ezzel forgatónyomatékot előállítani A forgatónyomaték legnagyobb részét a lendkeréken keresztül a tengelykapcsolóra vezetni A forgatónyomaték kisebb részével a szelepvezérlést, az olajszivattyút, a hajtáselosztót, a tüzelőanyag-ellátó és a motorhűtő elemeket, valamint a generátort hajtani.

5 Szerkezet Minden forgattyús tengelynek a forgattyúházba való ágyazáshoz egy tengelybe eső tengelycsapjai és a hajtókarcsapágyakhoz kapcsolódó forgattyúcsapjai vannak. A tengelycsapokat és a forgattyúcsapokat forgattyúkarok kötik össze egymással. A tengelycsapoktól a forgattyúkarokban ferde helyzetű olajozófuratok vezetnek a forgattyúcsapokhoz.

6 Forgattyús tengely részei

7 A forgattyús tengelyt motorolaj keni amelyet általában olajszivattyú továbbít olajozócsatornákon keresztül a csapágyakhoz A csapágycsészékben még egy gyűrű alakú horony és egy további olajfurat is van, amelyeken az olaj az olajozócsatornán a hajtókarcsapágyakhoz és a dugattyúcsapszegekhez eljut. Kenés és tömítés

8 FORGATTYÚCSAP KOPÁSA Brágódás Normálkopás

9 Bütyök berágódása

10 Műhelymunkák Műhelymunkák leggyakrabban a forgattyús tengely csapágyaiban vagy csapjain jelentkeznek. A forgattyús tengely jellegzetes kopása az un. pillangós kopás Ezeket vagy a nem kielégítő kenés, vagy a természetes elhasználódás okozhatja.

11 Forgattyús tengely ellenőrzése A kiszerelt forgattyús tengely ütés nélküli forgását mérőállványban mérőórával ellenőrizzük. Kismértékű ütés présben hidegen kiegyengethető, de egyengetés után ellenőrizni kell a csapok méreteit. Ha a csapok már nem kör keresztmetszetűek, ill. nem henger alakúak vagy felületük karcos akkor forgattyústengely-köszörűgépen újra kell őket köszörülni.

12 Forgattyús tengely ellenőrzése A köszörülés után ellenőrizni kell, hogy az edzett felületi réteg a köszörülés után megmaradt-e. Köszörülés után repedésvizsgálatra is szükség van. Ha az edzett réteg a köszörülés közben megsérült, de a forgattyús tengelyt mégis újra fel kell használni, akkor a csapokat újra kell edzeni.

13 Forgattyús tengely újbóli csapágyazása Ha a forgattyús tengelyt újraköszörülték, akkor a csapágyakat is fel kell újítani. A gyártó cégek általában kész csapágycsészéket szállítanak az előírt átmérőjűre köszörült forgattyús tengelyekhez. A csapágyak csapágyfuratait szükség szerint után kell munkálni

14 Csapágyhézag ellenőrzése A vezetőcsapágy tengelyirányú játékát hézagmérővel vagy mérőórával határozhatjuk meg. A sugárirányú hézagot a csapágy és a tengelycsap átmérőjének furatmérővel ill. kengyeles mikrométerrel való mérésével, vagy a csapágyház és a csapágyfedél közötti rés mérésével határozhatjuk meg.

15 Szabályok A egymáshoz illeszkedő alkatrészeket ( pl. csapágyház és csapágyfedél ) szétszerelés előtt össze kell jelölni! Ellenőrizni kell a forgattyús tengely ütés nélküli, körkörös mozgását. Ellenőrizzük a csapokat, a csapágycsészéket és a csapágyfuratokat.

16 TÖRÖTT FŐTENGELY

17 FÁRADTAN TÖRÖTT FORGATTYÚCSAP

18 A TÖRÖTT FELÜLET MÁS NÉZETBŐL

19 TÖRÖTT DUGATTYÚ és ELHAJLOTT DUGATTYÚRÚD

20 Hajtókar

21 Hajtórúd feladata: összeköti a dugattyút a főtengellyel átviszi a dugattyún keletkező erőt a főtengelyre forgatónyomatékot hoz létre a főtengelyen átalakítja a dugattyú egyenes vonalú mozgását a főtengely forgó mozgásává

22 Felépítése: 1 hajtórúd (hajtókar) 2 hajtórúd persely 3 hajtórúd csapágy 4 csavar 5 illesztő persely

23 Anyaga, kialakítása anyaga: - kovácsolt acél (pl.: süllyesztékes kovácsolás), nemesíthető acél (0,35-0,45% C), -ötvözői: króm ( Cr ), molibdén ( Mo ), mangán ( Mn ) kialakítása: - a szár dupla T- keresztmetszetű

24 Csapágyazás hajtórúd szemben: - sikló csapágyazás,tűgörgős cs. úszó hajtórúdban rögzített hajtórúd csapágy: a csapágy - acél perselyből - ólombronz hordozórétegből - fehér fém futórétegből áll.

25 Igénybevétel nyomás és húzás (gázerő) kihajlás (hajtórúd hossza miatt) hajlítás (centrifugális erő) - Például: F1-ben

26 Hajtókar élettartamát befolyásoló tényezők üzemi hőmérséklet (Kb.: o C) -a hőtágulás hatására az illesztések és hézagok felveszik az optimális értéket megfelelő kenés, a jó kenőanyag feladata: - súrlódás, kopás csökkentése - csapágy és csúszófelületek hűtése -működés során visszamaradt szennyeződések, kopadékok elhordása üzemeltetési körülmények - hol (környezeti hatások), - milyen sűrűn, - mennyi ideig (szakaszos, folyamatos), - mekkora terhelésen üzemeltetik

27 Karbantartás A hajtórúd közvetlenül külön karbantartást NEM igényel Közvetetten azonban az időszakos olajcsere (motor olaj) szükséges A karbantartás állapotfüggő, csak MEGHIBÁSODÁS vagy a motor NAGYFELÚJÍTÁSA esetén szükséges a karbantartás, javítás vagy csere

28 Meghibásodás, javítás Meghibásodás: - törés, repedés, elhajlás, kopás (csapágyaknál), kifáradás, stb. Javítás: - tisztítás, repedés vizsgálatok, mérés, stb. - csapágyak, perselyek cseréje, stb.

29 A hengerek felületének kopása Új motor esetén Új j motor esetén n a hengerek felülete lete pontosan henger alakú, így a dugattyú gyűrű pontosan illeszkedik a hüvelybe. h

30 Használt, kopott motor esetén A működési idő növekedésével a kopás észlelhető. Hatása: Gyűrűk nem tömítenek-növekszik az olaj fogyasztás Növekvő tüzelőanyag fogyasztás Csökkenő motor teljesítmény Csökkenő kompresszió Dugattyúk billegnek a hengerben, hangos motorhang

31 A henger furata normális kopás esetén kúpossá válik Oka:a felső holtpontban a kenés rosszabb, terhelés nagyobb. Kopás:kb.0,01mm km-enként Normál kopás

32 Rendellenes kopás Oka: az elégtelen kenés miatt a furat hordó alakú lesz, a kopás nem egyenletes a henger kerülete mentén hanem főleg az oldalirányú erők irányába kopik.

33 Henger felületeinek ellenőrzése A henger felületeinek kopását mérőórás mérőműszerrel mérik. A mérést a csapszeg tengelyének irányába és arra merőlegesen kell végezni. Elsőnek a hengerfurat belső pereme alatt kell elkezdeni és lefelé haladva több ponton kell végezni.

34 Henger felületeinek ellenőrzése A mérés során a műszert a nyilak irányába kell mozgatni a mérési hibák elkerülése végett. Méréssel a henger kopását, kör keresztmetszettől való eltérést határozzuk meg.

35 Szelepek

36 A motorvezérlés szerkezeti kialakítása a szelepek elhelyezkedése alapján

37 A motorvezérlés szerkezeti kialakítása a szelepek elhelyezkedése alapján

38 A szelepek feladata, igénybevétele, anyagai, szerkezeti kialakítása

39 A szelephézag és állításának módjai

40 A szelephézag és állításának módjai

41 A szelepek megvezetése, szelepülés, szeleprugó, szelephimbák és a szelepforgató szerkezetek feladata és kialakítása

42

43

44 Szelepek és tartozékaik meghibásodása, javításuk Szelepek hibái Szeleptányér hibái a) Káros beedződés b) Kilágyulás Szelepek hiba felvétele 1 Mestermérő (idomszer) 2 Szelep felfekvő felülete Forrás: Műszaki Könyvkiadó Forrás: Műszaki Könyvkiadó

45 Szelepek javítása A szelep deformációjának mérése készülékben Forrás: Műszaki Könyvkiadó Forrás: Műszaki Könyvkiadó 1 Villanymotor 2 Főorsó 3 - Prizma

46 Szelepek javítása A szelep tömítettségének ellenőrzése vizsgálófolyadékkal A szelep becsiszolása a szelepfészekbe Forrás: Műszaki Könyvkiadó Forrás: Műszaki Könyvkiadó

47 Hengerfej A hengerfejek kialakítása, anyaga, javítása

48 Hengerfejek rendeltetése Dugattyús motoroknál felülről zárja a hengert Gyújtó, vezérlő és egyéb segédberendezéseknek ad helyet Magába foglalja az égésteret valamint hűtő, olajozó és egyéb csatornák kerülnek benne kialakításra A hő gyors átadása a hűtőközegnek

49 A hengerfej igénybevétele Nyomás: az égéskor keletkező nyomásnak kell ellenállnia Hő: a gyors hőmérsékletváltozás közben fellépő termikus feszültségekkel szembeni ellenálló képesség Kémiai: olajjal és az agresszív hűtőközeggel szemben

50 Típusai Vízhűtéses motoroknál a hengerfej szerkezetében csatornák kerülnek kialakításra a hűtőfolyadék részére. Léghűtéses motoroknál könnyűfém ötvözetekből készül a hengerfej és kívülről nagyméretű hűtőbordákkal van felszerelve. Létezik hengerenként különálló és egybeöntött változata is.

51 Hengerfej részei Égéstér vagy előkamra Olajtér, olajozó furatok Hűtőcsatornák Szívó és kipufogó csatornák Szelepvezérlés és segédberendezései Gyújtó vagy izzító egységek Üzemanyag adagoló berendezések Hő, nyomás és egyéb érzékelők

52 Égéstér Alakja, kialakítása nagyban befolyásolja a keverék égésének menetét ezáltal a motor teljesítményét, karakterisztikáját. Benzinüzemű motoroknál tető, -lépcsős, -ék és félgömb alakú égéstér kialakítások a leggyakoribbak. Diesel motoroknál ún. elő vagy örvény kamrák kerülnek kialakításra.

53 Hengerfejek anyaga Vízhűtéses motoroknál általában különféle alumínium ötvözeteket vagy öntöttvasat használnak és ezt egyes helyeken acél, bronz, stb. betétekkel egészítik ki. Léghűtéses motoroknál szinte kizárólag alumíniumot használnak fel elsősorban a gyors hőelvezetés szükségessége miatt.

54 A hengerfej-tömítés A henger és a hengerfej között helyezkedik el, az égéskor keletkező nyomást gázzáróan tömíti. Elkülöníti továbbá a víz és az olajteret. Elvárás a nagyfokú vegyi, nyomás ill. hőállósság és a rugalmasság. Anyaga vízhűtésnél általában azbeszt-fém kombinációja, léghűtésnél pedig lágyfém gyűrűt alkalmaznak.

55 Műhelymunkák Hengerfej tömítés elhasználódása. Tisztítás, koromeltávolítás. Vetemedés és repedések ellenőrzése és javítása. A szelepek megfelelő zárásának biztosítása marással, csiszolással. Hengerfejcsavarok lehúzásának sorrendje, nyomatékai.

56 Felújítás forgácsolástechnikával A képeken motorblokk felújítása látható Különböző feladatokra más más forgácsolótechnikát alkalmaznak

57 Síkköszörülés: A képen hengerfej síkköszörülése látható

58 Marás: Szelepfészek marás

59 Bütykös tengely köszörülése

60 Műveletek közti tisztítás és ellenőrzés

61 Felújított hengerfej

62 Serdi szelepköszörű

63 Hengerfej felújító célgép

64 Serdi SPT 1500 szelep fészek felújító célgép