Vložky válců — DRIVE2

Vytvoření co nejlehčího a nejvýkonnějšího motoru je nejvyšší prioritou inženýrů všech automobilek a snaží se to řešit s různou mírou úspěchu již více než sto let. Skutečnou revolucí byl vzhled motorů vyrobených výhradně z hliníku. Použití tohoto materiálu však postavilo vývojáře před novou výzvu: jak vytvořit silné válce v hliníkovém bloku? Nejúspěšnějším řešením bylo použití objímek, které se aktivně používaly při vytváření motorů pro motocykly, které nemají společný blok válců.
Typy návleků a požadavky na ně
Objímka musí být velmi pevná a žáruvzdorná, protože v případě hliníkového bloku plní pouze roli pouzdra, ve kterém je držena. Musí sama odolat teplu, tlaku a opotřebení. Pouzdra proto musí mít vysokou odolnost proti opotřebení, vysokou odolnost proti korozi, tepelnou odolnost a pevnost. V závislosti na konstrukci motoru se vložky dělí na „mokré“ a „suché“. Podstata tohoto termínu přímo souvisí s vlastnostmi systému vodního chlazení motoru.
„Mokré“ návleky jsou nejpoužívanější, protože jsou výborným řešením problému s odvodem tepla.
“Mokré” kazety
„Mokré“ jsou vložky, jejichž vnější povrch je omýván chladicí kapalinou cirkulující v systému kanálků, které pronikají tloušťkou bloku válců. Tento systém se nazývá „vodní plášť“ a slouží k rovnoměrnému odvodu tepla z bloku válců. V oblasti, kde jsou manžety instalovány, chladicí kapalina „vystupuje na povrch“ a přímo omývá stěny manžety. Proto se tomuto typu rukávu říká mokré. Blok válců s mokrými vložkami poskytuje lepší odvod tepla, a proto se mokré vložky velmi rozšířily. Používají se v osobních vozech Volvo, Renault, GAZ-24, Moskvič a dalších.
Těsnění mezi manžetou a blokem je dosaženo instalací měděného těsnění mezi litou přírubu manžety a rovinu bloku.
Oprava motorů vybavených „mokrými“ vložkami je extrémně jednoduchá – v bloku jsou instalovány nové páry vložek-píst, které nevyžadují žádné úpravy. Při větších opravách není potřeba ani demontovat motor a lze je provádět i v terénu.
“suché” kazety
“Suché” vložky jsou vtlačeny do těla válce a nemají přímý kontakt s chladicí kapalinou. Někteří výrobci dávají přednost výrobě hliníkových bloků s nevyměnitelnými pouzdry metodou lití. V tomto případě jsou skořepiny upevněny v licí formě, která je později naplněna roztaveným hliníkem. Takto vytvořené bloky válců se tuhostí neliší od běžných litinových. Pokud jsou nutné opravy, vložky válců se vyvrtají a vybrousí jako běžné válce. Tato technologie se používá k výrobě motorů pro Volkswagen, Land Rover, Honda, Audi, Volvo a řadu dalších.
“Suché” vložky odvádějí teplo hůře, ale jejich použití umožňuje poskytnout bloku válců monolitickou tuhost
Použití objímek odstraňuje omezení počtu velkých oprav, které blok vydrží. Teoreticky to lze provést neomezeně, i když ve skutečnosti to nikdo nepotřebuje, protože karoserie bohužel nevydrží věčně. Pro běžný blok bez vložek tedy nejsou povoleny více než 3-4 kalibry opravných pístů poskytnutých výrobcem. To omezuje počet možných oprav. Když je dokončena poslední oprava a válec se již nemůže nudit, přijdou na pomoc objímky, jejichž lisování opět zvyšuje zdroj bloku pro několik oprav.
Instalace objímky do válce
Vnitřní povrch válce je před lisováním vyvrtán a pečlivě vybroušen a vnější povrch objímky je podroben stejné úpravě, aby bylo zajištěno těsné usazení ve válci. Potom se do vyvrtaného válce zalisují pouzdra, která mají obvykle nahoře přítlačnou hranu s přesahem 0.03-0.04 mm.
“Mokré” kazety jsou zcela “připravené k použití”. Po zalisování do bloku válců se vnitřní povrch nemusí opracovávat, ten už má vybroušený. Suchá pouzdra je obecně třeba po instalaci vystružovat.
Pouzdra jsou vyvrtaná a broušená striktně pro konkrétní skupinu pístů. Každý píst je měřen a vrtání válce je vyrobeno podle těchto měření. Po takové úpravě je píst označen podle válce a nelze jej instalovat do jiných válců. Mimochodem, při generální opravě motoru s pouzdrem se doporučuje zakoupit takzvané „PONy“, továrně vybrané sady pouzder, válců a čepů.
Jako výjimku lze uvést japonskou společnost Isuzu, která vyrábí motory, u nichž je blok vybaven tenkostěnnými ocelovými vložkami s porézním chromovým povlakem nevyžadujícím mechanické zpracování.
U motorů Isuzu jsou vložky instalovány do bloku bez napětí a jsou drženy v těle tlakem šroubů namontovaných na horní části hlavy válců.
Vložky ve vzduchem chlazených motorech
U vzduchem chlazených motorů jsou vložky válců vyrobeny stejně jako motocyklové s chladicími žebry. Vzhledem k tomu, že válce musí být chlazeny proudem vzduchu, nelze je zformovat do bloku a jsou instalovány na motoru jako samostatné díly.
Vložky jsou připevněny ke klikové skříni (přes měděná těsnění) pomocí nízkých svorníků přes speciální nosnou přírubu nebo pomocí kotevních svorníků, které procházejí celou hlavou válců. Hlava je namontována na tyto čepy a utažena obvyklým způsobem, čímž se válce přitlačí ke klikové skříni a zajistí se těsnění.
Vzduchem chlazené motocyklové motory se staly „dárcem“, který dal světu automobilové motory v rukávech.
U vzduchem chlazených motorů jsou vložky válců vyrobeny buď z jednoho druhu kovu (monometalické) nebo ze dvou kovů (bimetalické).
Monokovové vzduchem chlazené válce jsou vyrobeny převážně z litiny, někdy z oceli nebo lehkých slitin.
Bimetalové válce jsou také vyrobeny z litiny nebo oceli a hliníková žebra jsou odlita na horní straně těla.
Nevýhody bloků se vzduchem chlazenými návleky
Motory se vzduchem chlazenými vložkami válců jsou velmi citlivé na teplotní podmínky a při přehřátí „trpí“ uvolněním závitů uchycení válců v hliníkovém bloku. To vede k vytažení čepu a zničení závitu, což oslabí utažení objímky a způsobí odtlakování a ztrátu komprese. Pokus o dotažení spoje končí úplným výstupem závitu sedla čepu z tělesa klikové skříně a následnou opravou. Jinými slovy, hliníkový motor byste za žádných okolností neměli dovolit přehřátí.

“Mokré” kazety. Konstrukce vodou chlazeného motoru zahrnuje dutinu v klikové skříni motoru, tzv. „chladicí plášť“. Pouzdro, jehož povrch je v kontaktu s chladicí kapalinou umístěnou v „chladicím plášti“, se nazývá „mokré“. “Mokré” vložky válců poskytují lepší odvod tepla, ale kliková skříň motoru s takovými vložkami má menší tuhost. Tyto manžety se staly široce používány v motorech nákladních automobilů a traktorů kvůli jejich vysoké údržbě.
„Mokré“ manžety vyráběné výrobci zpravidla nevyžadují před montáží žádné úpravy. Ve většině případů se opotřebované „mokré“ vložky neopravují, ale vyměňují se za nové bez demontáže motoru z podvozku. Aby se zabránilo pronikání plynů do chladicí kapaliny a úniku této kapaliny do válce a klikové skříně motoru, jsou „mokré“ vložky vybaveny těsněním. Vnitřní povrch vložek válců je pečlivě zpracován (honován), aby byla zajištěna přítomnost potřebného olejového filmu pro mazání pístních kroužků. Motory s mokrými vložkami válců jsou instalovány na téměř všech moderních užitkových vozidlech.

“Suché” kazety. Objímky, které nepřicházejí do styku s chladicí kapalinou, se nazývají „suché“ návleky. Konstrukce některých motorů umožňuje při výrobě plnění blokové klikové skříně vložkami vyrobenými z materiálu odolného proti opotřebení, čímž se vytváří optimální podmínky pro provoz skupiny válec-píst. Například některé modely motorů od HONDA, Land Rover, Volkswagen, AUDI, VOLVO a mnoha dalších výrobců mají hliníkový blok válců (pro snížení hmotnosti pohonné jednotky) a „suché“ vložky (pro zvýšení životnosti a zlepšení údržby).
Nejrozšířenější použití „suchých“ vložek je však v oblasti generálních oprav motorů. Bezobjímkový blok válců moderního motoru má několik vývrtů zajištěných technologií s následnou montáží opravných pístů. Instalace „suchých“ vložek umožňuje neměnit blok motoru ani poté, co se válec opotřebuje a vyvrtá do poslední velikosti opravy.
Výrobci vložek válců vyrábějí tzv. polotovary vložek válců, tedy vložky válců s rezervou délky a vnějšího průměru, které se po otočení tahem zalisují do bloku válců. Takové návleky většinou nemají žádnou vnitřní povrchovou úpravu. Jsou vyvrtány a broušeny až po instalaci vložky válce do bloku válců. Povrch bloku válců před instalací je také podroben pečlivému zpracování: vrtání a v některých případech honování. Objímka s dorazem se instaluje do bloku pod tlakem, s tahem (v průměru 0,03-0,04 mm pro pouzdra, která nemají doraz, tah je větší); Vnější povrch „suchých“ opravných vložek se obvykle brousí, aby se zvýšila těsnost lícování s blokem válců.
Objímky mohou být při montáži upevněny horní přírubou, spodní přírubou nebo mohou být instalovány zcela bez dorazu.
Někteří japonští výrobci, jako například ISUZU, vyrábějí motory s tenkostěnnými ocelovými vložkami válců potaženými porézním chromovým železem. Takové objímky nepodléhají mechanickému zpracování a jsou instalovány v bloku válců bez napětí, s malou silou a jsou drženy v bloku stlačením široké příruby pouzdra hlavou bloku. Blok klikové skříně se suchými vložkami má zvýšenou tuhost ve srovnání s blokem s nainstalovanými „mokrými“ vložkami.

Vložky válců pro vzduchem chlazené motory. U vzduchem chlazených motorů konstrukce žeber a potřeba vytvářet proudění chladicího vzduchu neumožňují použití odlitku typu blok-kliková skříň. Tyto motory používají samostatně odlévané válce se vzduchovými žebry umístěnými obvykle kolmo k ose válce.
Tyto vložky válců jsou připevněny k horní části klikové skříně pomocí krátkých svorníků přes nosnou přírubu (unášecí válce) nebo pomocí kotevních (nosných) svorníků.
Vložky válců pro vzduchem chlazené motory jsou vyrobeny buď z jednoho (monokovového) nebo dvou (bimetalického) kovu.
Monokovové válce jsou vyrobeny z litiny, méně často z oceli nebo lehkých slitin. Z bimetalových válců se rozšířily litinové nebo ocelové válce s litými (nebo vinutými) hliníkovými žebry.
Vzduchem chlazené motory se staly široce používanými mezi výrobci těžké stavební techniky. Nápadným příkladem je světoznámý výrobce průmyslových motorů, německá společnost DEUTZ.

Vážený návštěvníku! My Fyzicky nemůžeme odpovědět na každý komentář..
Abyste mohli problémy s naftou řešit sami (nebo s pomocí blízkého autoservisu), vyvinuli jsme Online diagnostiku. Jedná se o interaktivního průvodce, který obsahuje všechny známé příčiny poruch vznětového motoru a ukazuje, jak dosáhnout správného chodu konkrétního motoru.

Zveme vás k použití Online diagnostiky právě teď!
Pro ty, kteří chtějí získat osobní rady od Vladimíra Nikolajeviče