SZERVÍZTECHNIKA 1. gyakorlat Belsőégésű motor főbb alkatrészeinek igénybevétele, tönkremenetele és javítása

Átírás

1 SZERVÍZTECHNIKA 1. gyakorlat Belsőégésű motor főbb alkatrészeinek igénybevétele, tönkremenetele és javítása Dr. Szabó József Zoltán Egyetemi docens MECHATRONIKAI ÉS AUTÓTECHNIKAI INTÉZEZT

2 Belsőégésű motorok tönkremenetele A belsőégésű motorok elhasználódása általában: A hengerek tömítetlenségében, A dugattyúgyűrűk és a szelepek nem megfelelő záróképességében mutatkozik meg. Csökken a kompresszió végnyomás Csökken a szívócső depresszió Csökken a teljesítmény Romlik a hengerek feltöltődése, Növekszik az üzemanyag és olajfogyasztás Növekszik a forgattyúházba jutó égéstermék mennyiség

3

4 A motorok hengertömbjei lehetnek: forgattyúházzal egybeöntött forgattyúház és a hengertömb különálló kialakításúak Mindkét megoldásnál a hengertömb lehet: hengerperselyes vagy hengerpersely nélküii A hengertömbök anyaga lehet: Szürkeöntvény, Alumínium ötvözet, Magnézium ötvözet. Hengertömb motorblokk

5 A hengertömbök gyártása Gömbgrafitos és szürkeöntvényeket alkalmaznak a kedvező mechanikai tulajdonságaik miatt. A gömbgrafitos öntött- vas rosszabb önthetőségét P ötvözéssel javítják. A nagyobb szakítószilárdság kisebb keresztmetszetek kialakítását teszi lehetővé. Az alumínium ötvözetet széles körben alkalmazzák Ötvözetként a következő anyagokat alkalmazzák: Si, Mg, Cu, Fe és Mn. A fő ötvöző anyag a Si, amely előfordulhat % os mértékben Is, növeli a szakítószilárdságot és az önthetőséget, valamint csökkenti a repedésérzékenységet. A magnézium ötvözeteket a tömegcsökkentés miatt elsősorban versenyautók hengertömbjeinek gyártásánál alkalmazzák. A hengertömböket általában homokformában öntik. Az öntés után főleg a szürkeöntvény, de az alumínium hengertömbökben is jelentős feszültségek keletkeznek, amelyeket a mechanikai és termikus hatások okoznak. Mechanikai hatás: az öntvény lehűlésénél a perlit kiválásával a térfogat megnövekedne, de az öntőforma ezt nem engedi. Termikus hatás: a lehűlés után a különböző keresztmetszetek egyenlőtlen hőmérséklet és térfogatcsökkenése a feszültségek keletkezését okozza.

6 Példák korszerű Diesel motor motorblokok

7 Az öntésnél keletkezett belső feszültségek megszüntetése Természetes öregbítés: 1-3 évig tárolják szabadban az öntvényeket. Mesterséges öregbítés: az öntvényeket Cºon hőn tartják, 3-4 óra időtartamig, majd lassan lehűtik. Az öregbítés technológiai folyamatának jelentősége abban van, hogy a belső feszültségek ezután megszűnnek és így minimális mértékben fordulnak elő a makro- és mikrodeformációk. A technológiai folyamat elmaradása, vagy nem előírásos elvégzése gyakori hengertömb repedést okoz a motorok garanciális időszakában is.

8 A hengertömb igénybevételei A hengertömb felveszi a motorban keletkezett belső erőket, kialakításának fő szempontja, hogy a henger és a forgattyúsmechanizmus között az erőhatások kapcsolatát létrehozza. Az égéstérben kialakuló gáznyomás hat a hengerfejre és a dugattyúra. A dugattyú a hajtórúdon és a forgattyús tengelyen átvezetett erőhatása a főcsapágyakon adódik át a hengertömb-re. Ez az erőfolyam a hengertömbben záródik a csapágyakon keresztül. Így a gáznyomásból keletkező erő a motorból lép ki és nem kelt a motortartó bakokon erőt. Az üzemelés során a hengertömböt hőigénybevétel is terheli A hengertömbök hengerpalást felületére jelentős koptató igénybevétel hat. Továbbá ezen felületeken a tüzelő-anyag elégésekor keletkező kénessav és szénsav korrózióst okoz. A hűtővíz átömlő nyílások szélein az elektrokémiai korrózió jelentkezik, ha különböző anyagból készült hengertömb és hengerfej került összeépítésre. A hengertömbre komoly igénybevételt jelent pl. a hütővíz befagyás is. A hengertömbök főbb meghibásodásai : törés, repedés, deformáció, kopás.

9 A nyugvó csapágyfészkek egytengelyűségének ellenőrzése: A méréshez három darab (1H8/H7, 2-0,1mm játék, 3-0,05mm játék) mérőgyűrű, amelyek pontosan illeszkednek a csapágyfészkekbe és egy darab mérőrúd szükséges. Ha pl. a mérőrudat a 2. sz. gyűrűbe nem tudjuk betolni, akkor a deformáció következtében az egytengelyűségtől való eltérés 0,05 mm-nél nagyobb értékű, amit forgácsolással kell helyre állítani. Hasonló módon kell elvégezni a két egymás melletti csapágyfészek egytengelyűségének ellenőrzését Is. Az ellenőrzést az 1. sz. és a 3. sz. mérőgyűrűvel és rúddal végezzük. Az egymás melletti csapágyfészkeknél az egytengelyűségtől való eltérés megengedett értéke: 0,025 mm lehet. Hengertömb ellenőrzések A hengerfej felfekvő felület vetemedésének ellenőrzése: A síkfelület két átlójára pontos acélvonalzót fektetünk. Az acélvonalzó, valamint a felület közötti rést hézagmérővel az acélvonalzó mentén több helyen megmérjük. A hézagértékek közötti legnagyobb eltérés 0,05 mm lehet.

10 A nyugvócsapágy fészkek középvonatának és a hengerfúrási bázisfelület párhuzamosságának ellenőrzése: A vizsgálathoz az előbbiekben megismert 1. és 2. sz. mérőgyűrűi és mérőrúd pontos ellenőrző sík, valamint állványra szerelt mérőóra szükséges. A hengertömböt a hengerfej felfekvő felületével az ellenőrző lapra helyezzük, majd a két szélső csapágyfészekbe szorítjuk a mérőgyűrűket. A mérőgyűrűk furatába toljuk a mérőrudat. Ha a hengerfej felfekvő felület nem pontos, akkor alátétekkel a hengertömböt úgy állítjuk be, hogy a mérőrúd párhuzamos legyen az ellenőrző lap síkjával. Ezután ellenőrizhető a bázisnak használt felület (ebben az esetben az olajteknő felfekvő felület): a mérőóra tapintóját végigvezetjük a felületen. Az eltérést a mérőórán leolvassuk

11 Egy kis érdekesség 3.0 l V6 TDI CR motorblokk

12 Hengerperselyek

13 Hengerek, hengerperselyek felújítása A hengerek és a hengerperselyek felújítási műveletei szinte teljesen megegyeznek. A hengerperselyek anyaga a leggyakrabban ötvözött szürke öntvény. Az öntvény 3,2 3,5 C tartalmú, ötvözői a Cr, Ni, Mo, Cu, Al és a P. A magas ötvözést indokolja a nagy koptató-, hő- és korróziós igénybevétel. A hengerperselyek készülhetnek még gömbgrafitos és modifikált szürkeöntvényekből is. A száraz hengerperselyek a szürkeöntvényen kívül krómmal és nikkellel nagy százalékban ötvözött acélból is készülhetnek. Gyártásuk centrifugál öntéssel kokillába történik, ami mg tovább javítja a munkadarab mechanikai tulajdonságait. A forgácsoló előmunkálás után a belső palástfelületeket a kopásállóság növelésére hőkezelhetik. A siklófelületek keménysége: Hőkezeletlenül: HB Hőkezelve: HB

14 Igénybevételeik az első helyen a koptató igénybevétel áll, amelyeket a dugattyúval együtt futó dugattyúgyűrűk súrlódó hatása okoz a nagy hőmérséklet és a rossz kenési viszonyok szintén elősegítik a tönkremenetelt. A kopást fokozhatják a tüzelőanyaggal és a beszívott levegővel bejutott abrazív anyagok. Az égéstermékek korróziós igénybevétele szintén jelentős mértékű a hengerpalást felületeire.

15 Meghibásodásaik: ha a kopás lassan előrehaladó folyamat eredménye és rendeltetésszerű üzemi körülmények között keletkezik, természetes kopásról beszélünk. A nem megfelelő üzemi körülmények, valamint a helytelen szerelés meggyorsítják a kopást. Ilyenkor nemcsak a kopás sebessége, hanem a kopás okozta alakváltozás is másképpen megy végbe. Az ilyen kopást rendellenes kopásnak nevezzük. A hengerek természetes kopása nem kőrkeresztmetszetű, hanem ovális alakú. A kopás mértéke a dugattyúcsapszegre merőleges síkban nagyobb, mint a csapszeggel megegyező irányban. A motorhengerek rendellenes kopását előidézhetik: - a hengerekbe bekerülő szennyező anyagok és - a helytelen szerelés.

16 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

17 A kopási helyek jellemzői: 1. a hengerfurat felsőrészén számottevő kopás nem észlelhető, mivel csúszó súrlódásnak nincs kitéve. Az előforduló kopást itt kizárólag a korrózió okozhatja, ami önmagában minimális. 2. a felső dugattyúgyűrű felső holtponti helyzetében legnagyobb a kopás. Ennek oka az. Hogy ebben a helyzetben - legnagyobb a gáznyomás a gyűrűre, - legrosszabbak a kenési viszonyok és - legnagyobb az égéstermékek korróziós hatása. 3. a hengerfurat középső szakaszán a kopás közepes mértékű. A dugattyú sebessége itt a legnagyobb, a kenés feltételei elég jók, a hőmérséklet nem túl magas. 4. az alsó dugattyúgyűrű alsó holtponti helyzeténél átmenetileg nagyobb kopást találunk, ami a csapváltás következtében létrejövő kedvezőtlen kenési viszonyokkal magyarázható. 5. a hengerhüvely alsó szakaszán, ahol a dugattyúgyűrűk már nem súrlódnak, nincs számottevő kopás.

18 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.

19 Rendellenes kopás Az ilyen jellegű kopás a motorban visszamaradt, vagy levegővel beszívott, illetőleg a tüzelőanyag elégetésekor keletkezett szennyeződések koptató hatására jön létre. A szennyeződések, amelyeket másképpen abraziv anyagoknak is nevezhetjük főleg kvarchomok, vas oxid és vasforgács tartalmúak. A súrlódó felületek között a kemény, éles abraziv anyagok helyi képlékeny alakváltozást okoznak. (A kvarchomok keménysége elérheti a 800 Hb értékét is.) A kopás mechanizmusában ezek az anyagok karcolják a felületeket, azokból mikroforgácsokat választanak le. Emiatt a kopás sebessége nagy értékű, a gyakorlatban 0,001-0,005mm/h körül változhat. Az abraziv anyagok ott koptatják a hengerfalat legjobban, ahol a dugattyú sebessége a legnagyobb, vagyis a lökethossz középső részén. Az így kopott henger hordó alakúra emlékeztet, ezért is nevezik ez a kopást hordós kopásnak. Az ilyen kopáskép biztos jele a dugattyú palástján látható hosszirányú karcok, amiket szintén az abraziv anyagok idéztek elő.

20 A motorok összeszerelésénél a hajtórúd és a forgattyútengely helytelen derékszögelése, vagy a hajtórúd geometriai hibái (elhajlás, kihajlás és elcsavarodás) szintén rendellen kopást okoznak. A helytelen szerelés következében a henger és a dugattyú középvonala nem esik egybe, hanem szöget zárnak be.

21 A motor üzemeltetésekor a dugattyú felső éle a hengerpalást egyik oldalának, míg az alsó éle a hengerpalást másik oldalának szorul. A nagyobb felületi nyomás következtében a kenőolaj kiszorul az érintkező felületek közül, a részleges folyadéksúrlódás következtében a hengerpalást két szemben lévő alkotóján a kopás sebessége megnövekszik. Helytelen derékszögelés esetén a hengerfurat dugattyúcsapszeg irányú síkjában nagyobb kopásértéket mérünk, mint az arra merőleges síkban. Anyaghiba is okozhatja a hengerek meghibásodását. A szürkeöntvény szövetszerkezetében az összefüggő grafit részecskék mentén a kristályok meglazulnak és a korróziót előidéző anyagok behatolnak a kristályok közé, ahol kristályközi korróziót okoznak. Ez a folyamat a hengerpersely kilyukadásához vezet, mivel a hengerekben keletkező nyomás a meglazult kristályokat kifújja.

22 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.

23 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.

24 Hibafelvételek: a hengerpersely külső és belső palástfelületein a lyukacsodást és a kipattogzódást, valamint a persely peremhajlatában előforduló repedéseket szemrevételezéssel vagy nagyítóval ellenőrizzük. A hengerfurat kopását mérőórás furatmérővel ellenőrizzük. A műszerrel először célszerű próbamérést végezni a hengerfurat alsó részén ahol a legkisebb a henger kopása. Itt megközelítően az eredeti hengerfuratot mérhetjük. A hengerfurat alapmértékéül kiválasztott méretet ezután a mérőórán 0-ra állítjuk, majd mikrométerrel meghatározzuk a méret abszolút értékét

25 A mérési helyeket a valószínű kopásokhoz igazítjuk. Ennek megfelelően az ábrán megjelölt helyeken végezzük el az átmérőméréseket. Minden mérési helyzetben két, egymásra merőleges irányban mérünk egyet a dugattyúcsapszeg irányban, egyet rá merőlegesen. Legalább10 mérés szükséges ahhoz, hogy egy hengerpersely állapotát kielégítően tudjuk elbírálni. A mérési eredményeket kopáslapon tüntetjük fel. A hengerfurat állapotának elbírálásakor a mért legnagyobb kopás értékét vesszük alapul.

26 A hengerfuratok átmérőinek mérésével nem tudjuk megállapítani, hogy a kopás a furat tengelyétől számítva másik oldalon mekkora. A motorhengerek helyi jellegű kopásai nem ellenőrizhetőek pontos átmérő méréssel. A kétütemű motorok hengerei a kipufogó nyílások környékén kagyló alakúan kopnak. Ez a kopás a helyi jellegű és radiális irányú. A valóságos hézag nagysága, ami a motor működése szempontjából lényeges, helyi kopás esetén jóval nagyobb. A hengerfuratok radiális irányú kopása és a helyi kopások, a Vickers-keménység méréssel határozhatók meg. Az üzemeltetés előtt és után mérve a benyomat átlóit, kiszámíthatjuk a kopás mértékét. A hengerhüvelyekben a benyomatot nem sík, hanem hengerpalást alakú felületbe készítjük. A benyomatot úgy kell elhelyezni, hogy egyik átlójának iránya megegyezzen a henger alkotójával. Az ellenőrző méréskor mindig a henger alkotóra merőleges irányú átlót mérjünk, mivel az alkotóirányú átló kontúrja, a dugattyú és a dugattyúgyűrűk ilyen irányú surlódása miatt, elmosódik és nehezen mérhető.

27 Hengerperselyek javítása Felújításkor a kopott hengerfuratokat javítóméretre forgácsoljuk. A felújítás történhet finomfúrással és dörzscsiszolással (hónolással). Korábban a 260 HB-nél keményebb hengerperselyeket köszörülték. A köszörüléssel nem lehetet kialakítani az előírt 30-45º-os barázdákat a palástfelületeken. A hónolással ez utóbbi előírás teljesíteni lehet. A felületeken kialakított barázdák kenőolaj tárolók, amelyek a kopás sebességét csökkentik. A hengerfúráskor alapvető követelmény, hogy a hengerfuratok középvonalai merőlegesek legyenek a forgattyútengelynyugvócsapágyak középvonalára és hogy ezke a középvonalak egy síkban legyenek. E követelmény kielégítése részben a hengerfúráshoz választott bázisfelülettől és annak állapotától függ. Ha ezek a síkfelületek deformáltak, akkor ezeket forgácsolással egysíkúvá és párhuzamossá kell munkálni az elméleti bázissal, a nyugvócsapágyak tengelyével.

28 Hengerperselyek javítása A hengerfuratok javítási méretre munkálása mindenkor a gyártómű előírásai alapján történik. Amennyiben az utolsó javítási méretlépcsőt túllépnénk, akkor a persely nélküli hengertömböket kicseréljük. A hengerfelületek kipattogzásakor a hengertömböt vagy a hengerperselyt nem javítjuk. A peremhajlat repedésekor selejtezni kell a hengerperselyeket. A hengertömbök és hengerek, hengerperselyek felújításának megismerése után megállapíthatjuk, hogy az itt végzett hibafelvételi tevékenység és a gépi megmunkálások pontossága a motort élettartamára nagy befolyást gyakorolnak. Ezen alkatrészek felújításánál fontos követelmény az, hogy a gépi megmunkálások minősége érje el a gyártómű minőségét.

29 Hengerperselyek cseréje Az utolsó javítási méretre megmunkált hengerperselyeket egy újabb felújítási ciklus után, anyaghiba vagy repedés esetén a hengerperselyeket ki kell cserélni. A kiszerelést célszerszámmal végezzük. A hengertömbbe a perselyt szilárdan illesztették. (A túlfedés mértéke: 0,01-0,05 mm.) Csavarmentes kihúzató szerszámmal húzatjuk ki a perselyt (2.12. ábra). Általában ezek a célszerszámok alkalmasak az új vagy a felújított hengerperselyek besajtolására is. A kiszerelt hengerperselyek megmunkálásánál a perem alsó felületét kell bázisfelületnek választani.

30 A hengertömbön a perselykiszerelés után ellenőrizni kell a nyugvócsapágyfészkek középvonalának párhuzamosságát a permfészkek alsó felületével. Ha a párhuzamosság fennáll, akkor biztosítani lehet a hajtórúd-dugattyú egység derékszögbeállítását. Deformáció esetén helyre kell állítani a fészek alsó felületének a párhuzamosságát, ami a furatmélység növelését okozza. Ilyenkor a persely előállítását a hengertömbön úgy biztosíthatjuk, hogy meghatározott vastagságú alátéteket helyezünk a hengerpersely fészkekbe. A nedves hengerperselyek csak peremes kivitelben készülnek. Fontos, hogy a perselyvezető alsó és felső furatok úgy vezessék a perselyt, hogy a perem felfekvő felülete merőleges legyen a persely tengelyére, mert csak így biztosítható a peremfelület teljes felfekvése. Ha a perem nem fekszik fel teljes kerületen, akkor ez a tény peremleszakadást okoz a kisebb teherhordó keresztmetszet miatt. Peremleszakadást okozhat még a persely laza illesztése is, amikor a dugattyú axiális irányban mozgatja a perselyt. Ilyenkor a hengerpersely előállítási vagy visszaállási értéke kisebb az előírtnál, amiből következik, hogy a hengerfej nem szorítja a perselyt a fészekbe.

31

32 Hengerfúró -maró

33 Henger honoló

34 Hengerfej

35 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

36 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.

37 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 Hengerfej részei

38 Korszerű henger és hengerfej kialakítás 4 ütemű közvetlen befecskendezéses benzinmotor

39 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.

40 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.

41 A hengerfejek 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

42 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.

43 Példa hengerfej meghibásodásra A képen jól látható, hogy az égéstérből kisebb-nagyobb darabok kiestek, ami a motor teljesítményét csökkentette és egyben rongálta a motort, mivel a lepattogzott darabok bekerültek a hengertérbe és a forgattyúsházba.

44 Néhány fontosabb műhelymunka Hengerfej tömítés elhasználódása. - csere Tisztítás, koromeltávolítás. Vetemedés és repedések ellenőrzése és javítása. - síkköszörülés A szelepek megfelelő zárásának biztosítása marással, csiszolással. Hengerfejcsavarok lehúzásának sorrendje, nyomatékai.

45 Síkköszörülés: A képen hengerfej síkköszörülése látható

46 Marás: Szelepfészek marás

47 Műveletek közti tisztítás és ellenőrzés

48 Hengerfej felújító célgép

49 ESETTANULMÁNY

50

51

52

53

54

55

56 Felújított hengerfej

57 Dugattyúk gyűrűk kopása, karbantartása, javítása

58 Dugattyúk feladata, anyaga A dugattyúk a belsőégésű motorok egyik legkényesebb, sokféle igénybevételnek kitett szerkezeti részei. Az égéskor a megnövekedett gáznyomást a dugattyúk veszik fel és továbbítják a csatlakozó alkatrészekkel a forgattyús-tengelyhez. A dugattyúk anyagát az összetett igénybevételnek megfelelően kell kiválasztani. Ezen igénybevételeknek legjobban az alumínium ötvözetekből készített dugattyúk felelnek meg. 1. Az alumínium szilicium ötvözeteket a benzin-motorokhoz használjuk. 2. Dizel-motorokhoz aluminium-szilicium-réz-nikkel ötvözetű dugattyúkat használunk. Ez az ötvözet jó hővezető képességű és jó hőszilárdságú, hőterjeszkedése nagyobb, nyúlása kisebb az aluminium-szilicium ötvözetnél.

59 Dugattyútípusok A 2 ütemű motoroknál használták a domború tetejű dugattyút, melyek igen nagy hátránya, az hogy az erő hatására a dugattyú felső átmérője megnő és beleszorulhat a henger perselybe. Napjainkban a 4 ütemű motorokban a lapos tetejű dugattyúkat használnak. A képen jól lehet látni a közvetlen befecskendezéshez kialakított dugattyútetőt A mai könnyűfém ötvözetű dugattyúknak a szilárdságuk és kopásállóságuk és a hővezetésük is nagyon jó.

60 Korszerű Dieselmotor dugattyúk

61 Dugattyú és dugattyú gyűrűk együttműködése 5 gyűrű horony 11 - Felső kompresszió-gyűrű (trapéz alakú) 12 - Alsó kompresszió-gyűrű (kónusz alakú) 13 - Olajlehúzó-gyűrű (feszítőrúgó található benne) J - A dugattyú tájolását jelző felirat a kipufogó szelepekhez viszonyítva. A helytelen szerelést küszöbölik ki ezzel a jellel.

62 Dugattyúk és gyűrűk igénybevétele, tönkremenetele Az üzemeltetés közben a dugattyúkra hő és mechanikai igénybevételek hatnak. Az expanzió ütemben az égéstérben 2000 C körüli a hőmérséklet. A felszabaduló hőmennyiség legnagyobb részét a dugattyúgyűrűk vezetik tovább. Ha a hűtési rendszerben zavar keletkezik, vagy helytelen beállítási értékekkel üzemeltetjük a motort, akkor a dugatygyú hőmérséklete magasabb lesz, ami rendellenes elhasználódást okoz. A koptató igénybevétel hatására a dugattyúgyürü hornyok kiverődnek és a gyűrűkön a szakállas kopás jön létre. A súrlódó erő a dugattyú lefelé haladásakor a horony felső oldalához üti, illetve szorítja a dugattyúgyürüt, a felfelé haladáskor pedig az alsó oldalhoz.

63 Meghibásodás Hibafelvétel- Javítás Dugattyú meghibásodások:-a közvetlen koptató igénybevételből származó meghibásodások leggyakoribb esete a gyűrűhornyok kiverődése. A nyitott négyszög szárai kúposan kopnak. A dugattyúcsapszeg-szem furata oválisan kopik, a legnagyobb kopásértékeket a dugattyú hossz-tengely síkjában mérhetjük. A dugattyú palást a helyes szerelés, az előírt hézagolás és a rendeltetésszerű üzemeltetés esetén csak nagyon minimális mértékben kophat. Hibafelvétele: a rendellenes meghibásodásokat: átégéseket, berágódásokat stb. szemrevételezéssel ellenőrizzük. A gyűrűhorony szélességméreteket idomszerrel mérjük. A megengedett kopási határérték: 0,1...0,15 mm. JAVÍTÁS NAPJAINKBAN NEM KIFIZETŐDŐ, A FELÚJÍTOTT HENGERPERSELYNEK MEGFELELŐ JAVÍTÓMÉRÉTRE CSERÉLJÜK A DUGATTYÚT ÉS A GYŰRŰKET IS.

64 Hajtórúd-hajtókar 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

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

66 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

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

68 A hajtórúd igénybevétele nyomás és húzás (gázerő) kihajlás (hajtórúd hossza miatt) hajlítás (centrifugális erő) - Például: F1-ben

69 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

70 TÖRÖTT DUGATTYÚ és ELHAJLOTT DUGATTYÚRÚD

71 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

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

73 Jellegzetes megmunkáló gépek, hajtókar-fúró

74 Forgattyús mechanizmus főtengely

75 A főtengely 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.

76

77 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. Szerkezet - felépítés

78 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. Csapágyazás Kenés és tömítés

79 Igénybevétel és meghibásodás A forgattyús-tengelyek igénybevételei összetettek: csavaró, hajlító koptató igénybevéteiek A forgattyús-tengelyek gyakori meghibásodásai: - nyugvó csap kopás pillangós kopás - forgattyú csapok kopása, - tengelygörbülés, - repedés - törés. Normálkopás Berágódás

80 FÁRADTAN TÖRÖTT FORGATTYÚCSAP

81 A TÖRÖTT FELÜLET

82 TÖRÖTT FŐTENGELY

83 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.

84 Forgattyús tengely geometriai mértet 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.

85 Forgattyús tengely köszörülése Csaphibák Ellenőrző mérés

86 Forgattyús tengely köszörülés utáni 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.

87 Forgattyútengely-köszörű

88 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

89 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.

90 Ökölszabályok Forgattyús tengely felújításnál 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.

91 Szívó- és kipufogószelepek Hibái és felújítása

92 A motorvezérlés szerkezeti kialakítása a szelepek elhelyezkedése alapján

93 A motorvezérlés szerkezeti kialakítása a szelepek elhelyezkedése alapján

94 A szelepek szerkezeti kialakítása

95 Mechanikai Hő Korróziós Szelepek igénybevétele: Elvárt követelmények: A kritikus lehűlési sebesség nagy legyen A kopásállóság nagy legyen A magas hőmérsékleten is jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezzen Korróziós ellenállás a magas hőmérsékleten is megfelelő legyen

96 Legjelentősebb meghibásodások: A tányér deformálódik, a felfekvő munkafelület megkopik, esetleg átég. Szárak, szárvégek kopása és berepedezése. A szelepek nem tudják ellátni a tömítési feladatukat, ilyenkor a motor nehezen vagy egyáltalán nem is indul a kompresszió nyomás csökkenése miatt. A hibafelvétel előtt gondoskodni kell a ráégett koksz és korom teljes eltávolításáról.

97 Szelepemelő (hidro-) tőkék tönkremenetele

98 Szeleptányér és szelepszár tönkremeneteli módjai

99 A szelep deformációjának ellenőrzése A szelepszár és a tányér egytengelyűségét prizmás mérőórás készülékkel ellenőrizzük. A megengedhető legnagyobb eltérés 0.02 mm.

100 Szelepköszörülés A szeleptányér kopott, karcos és beverődött munkafelületét köszörüléssel újíthatjuk fel. Megmunkáláskor fontos követelmény a szelepszár és a szeleptányér egytengelyűsége. A szelepszár kopott, felverődött vége is leszabályozható ezen a gépen.

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

102 Korszerű szelepköszörülő gép

103 Szelepülékek felújítása Szelepülékek gyakori hibái: a tömítő felület kopása, egyenlőtlen beverődése, átégése és korrózió okozta pontszerű üregek előfordulása. A szelepülés tömítő felületének a szélessége a szívószelepnél 1,2 1,5 mm, a kipufogószelepnél 1,8 2,5 mm, az átmérőtől függően. A tömítő felületnek és a szelepvezetőnek egytengelyűnek kell lennie. Elterjedten alkalmazzák a forgácsolásos felújítási módszert. A tömítő felület szöghelyzetét és felületminőségét marással és köszörüléssel állítják helyre.

104 Egytengelyűség ellenőrzése A szelepüléseket csak a szelepvezető persely cseréje vagy felújítása után célszerű forgácsolni. Alapvető követelmény hogy a szelepvezető furata legyen a bázisfelület, mert csak így biztosítható a szelepülés és a szelepvezető egytengelyűsége.

105 Szelep- szelepülés összecsiszolása A tökéletes tömítés érdekében összecsiszoljuk a két alkatrészt. A szeleptányér alá gyenge rugót teszünk. A felületeket olajjal kevert csiszolóporral, masszával vonjuk be. A szelepet félfordulatokkal jobbra balra mozgatjuk, közben a szelepülésre nyomjuk. Forrás: Műszaki Könyvkiadó

106 A szelepzárás ellenőrzése Összecsiszolás után ellenőrizni kell a szelepszerkezet gáztömör zárását. Ezt végezhetjük pneumatikus vizsgálattal, folyadékkal, vagy vákuumos készülékkel. A harangot a vizsgálandó szelepszerkezetre szorítjuk, a gumilabdával 0,1-0,2 MPa túlnyomást létesítünk, ha 5 10 s-ig nincs nyomásesés, akkor a szelep jól zár. A korszerű gépeken vákuumos szelep zárás vizsgáló készülék van. Pl. SERDI Forrás: Műszaki Könyvkiadó

107 Szelephézag beállítása A szelephézagot minden szelepjavítási művelet után be kell állítani. A beállítást akkor végezhetjük el, amikor a szelepek zárt állapotban vannak. A himbán lévő állítócsavart kilazítjuk, majd a himba és a szelepszár közé helyezzük az előírt hézagnak megfelelő hézagmérő lemezt. Az állítócsavar meghúzása után a hézagmérő lemezt kivesszük. A szelepek tökéletes működését esetleges meghibásodását nagy mértékben befolyásolja a szelephézag nagysága. Kisebb szelephézag esetén a motor felmelegedése után a szelep nem fekszik fel a szelepülésre, a hőtartalmát nem tudja leadni és beég. Túl nagy szelephézag esetén a szívószelep későn nyit, rövidebb lesz a nyitvatartási ideje, rosszabb lesz a motor töltési foka is. A későn nyíló kipufogószelep nem engedi ki a gázokat és a motor túlmelegszik.

108 A szelephézag és állításának módjai

109 A szelephézag és állításának módjai

110 Szelepvezetők javítása A szelepvezetők belső furata rendszerint egy oldalon kopik, így a furat oválissá válik. A kopott szelepvezető furatát alakhelyesre megmunkálhatjuk, de ekkor már csak túlméretes szelepszárat illeszthetünk hozzá. Mivel a szelepvezető persely egyszerűen gyártható alkatrész, ezért általában cserélik, javítása nem célszerű. Leggyakoribb hibák: Szeleprugók ellenőrzése - a szerkezeti hossz és a rugóállandó csökken - a felületen keletkező repedések és törések Ha a mért szerkezeti hossz 10 %-kal kevesebb az előírtnál, akkor a rugókat ki kell cserélni. A rugók nem javíthatók, ezért repedés, törés vagy fáradás esetén ezeket selejtezni kell.

111 Korszerű szelepfészek felújító gép

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

113

114

115 Vezérmű tengely A vezérműtengelyek általában ötvözetlen, ötvözött betétben edzhető, vagy kéregedzhető acélokból, esetleg gömbgrafitos öntöttvasból készülnek. Az acél vezérmű-tengelyeket nyers, hengerelt rúdanyagból kovácsolják, sajtolják. A kis széntartalmú tengelyek csap és bütyökfelületeit cementálják és betétben edzik. A közepes széntartalmú tengelyeket nemesítik és a csapok, valamint a bütykök felületét kéregedzik. A vezérműtengely igénybevételei közül a koptató igénybevétel a legjelentősebb. Koptató igénybevétel hat a csapok és bütykök felületére, valamint az üzemanyag szivattyút működtető bütyök felületére is. A rugóerők és a kipufogószelepeknél a gázerők hajlításra veszik igénybe a tengelyt. Ezen erők kismértékű csavaró igénybevételt is okoznak A leggyakoribb meghibásodásai: - csapok kopása, - vezérműbütykök kopása, - vezérműbütykök kipattogzása, - Tengelygörbülés, TÖRÉS.

116