Tuleje cylindrowe do silników wysokoprężnych

Jak wydłużyć żywotność silnika: Znaczenie tulei cylindrowych dla układu napędowego

Prawidłowa eksploatacja silnika jest jednym z podstawowych czynników zapewniających wydajność maszyn do robót ziemnych, takich jak koparki, mini koparki, spycharki, ładowarki czołowe i wywrotki, które są zwykle poddawane intensywnej eksploatacji. Wybór i staranna konserwacja komponentów silnika może wydłużyć żywotność maszyn, obniżyć koszty serwisu i zwiększyć produktywność poprzez skrócenie czasu awarii. Niniejszy artykuł ilustruje, w jaki sposób i dlaczego tuleje cylindrowe silnika, znane również jako tuleje cylindrowe, mogą wnieść cenny wkład.

Rodzaje tulei cylindrowych i ich zalety

Tuleje cylindrowe to cylindryczne elementy powierzchniowe zdolne do zatrzymywania cienkiej warstwy oleju na wewnętrznej powierzchni. Po włożeniu cylindrów do bloku silnika chronią go przed zużyciem i działaniem ślizgowym tłoków. Bloki silników maszyn przemysłowych, w przeciwieństwie do mniej wymagających zastosowań, zwykle mają tuleje cylindrowe i nie pozwalają tłokom poruszać się w bezpośrednim kontakcie ze ściankami bloku silnika. Istnieją dwa główne typy tulei cylindrowych. Pierwszy typ nie ma bezpośredniego kontaktu ze ścianą cylindra bloku silnika, a tuleja jest przemywana strumieniem cieczy chłodzącej. Z tego powodu są one nazywane „mokrymi tulejami”. Drugi typ znany jest jako „suche tuleje” lub „tuleje” i są to cienkie tuleje montowane wewnątrz bloku silnika, których zewnętrzna ściana ma bezpośredni kontakt z cylindrem bloku silnika.

Producenci silników stosują cylindry z tulejami ze względu na zalety, jakie oferuje ten system:

• Większa wytrzymałość – wykonanie tulei cylindrowych oddzielnie od bloku silnika pozwala na zastosowanie specjalnych materiałów o wyższych parametrach niż te używane do budowy samego bloku. Tuleje są zazwyczaj wykonane ze specjalnych stopów żeliwa zawierających elementy o naturalnych właściwościach smarnych, takich jak grafit. Dodawane są także inne składniki, takie jak chrom, wanad i molibden, aby zapewnić odporność na korozję i zużycie spowodowane wysokimi temperaturami.
• Łatwiejsza konserwacja – gdy tuleje są zużyte, można je wymienić łatwiej niż cały blok cylindrów.
• Wyższa przewodność cieplna – w temperaturach roboczych tuleje nagrzewają się bardziej niż cylindry i muszą być w stanie zwiększyć zarówno średnicę, jak i długość. Gdyby były one odlewane razem z cylindrami, wynikające z tego obciążenie termiczne byłoby na tyle wysokie, że mogłoby doprowadzić do pęknięcia materiałów.
• Mniejsze ryzyko wad – im bardziej złożony odlew, tym trudniej jest uzyskać idealnie równe powierzchnie o niskich naprężeniach szczątkowych.

ZAPAMIĘTAJ
Tuleje cylindrowe, wykonane z odpowiednich materiałów, znacznie przedłużają żywotność silnika, minimalizując zużycie i koszty konserwacji.

Właściwości tulei cylindrowych silnika niezbędne do zapewnienia wysokich osiągów

Tuleje są poddawane wielu rodzajom obciążeń:

• mechaniczne, spowodowane ciśnieniem spalania
• termiczne, spowodowane wysokimi temperaturami procesu spalania;
• zużycie spowodowane trzema głównymi czynnikami:
• ścieranie, które zależy od wydajności filtrów powietrza i oleju,
• korozja, powodowana przez produkty uboczne spalania,
• tarcie lub tarcie spowodowane słabym smarowaniem.

Z tych wszystkich powodów proces produkcji tych komponentów jest bardzo ważny, a ich konstrukcja musi spełniać precyzyjne specyfikacje, aby chronić silnik i wydłużyć jego żywotność. Obejmują one:’

• wysoka odporność i właściwości antykorozyjne
• niskie tarcie,
• wysoka precyzja.

Podstawową cechą tulei bieżnych zmniejszającą tarcie i wydłużającą żywotność silnika jest krzyżowy wzór rowków na wewnętrznej ściance. Ta rowkowana powierzchnia utrzymuje odpowiednią ilość oleju na wewnętrznej ściance tulei, co zapewnia wystarczające smarowanie w punkcie styku pierścieni tłokowych z tuleją. Prawidłowy kąt przecięcia rowków ścianek jest zwykle szacowany na około 45°, ponieważ sprzyja to równomiernemu smarowaniu, a w konsekwencji wydłuża żywotność powierzchni. Istnieją jednak przypadki, w których tworzone są różne kąty dla określonych materiałów i form użytkowania.

Wreszcie, inne czynniki, które pomagają zwiększyć odporność i ograniczyć zużycie powierzchni tulei, to walcowanie kołnierza i antykorozyjna powierzchnia ściany zewnętrznej.

UWAGA
Nieprawidłowy montaż tulei cylindrowych może prowadzić do poważnych usterek i skrócenia żywotności silnika.

Prawidłowy sposób montażu tulei w cylindrach

Poniżej wymieniono główne kroki prawidłowego montażu tulei wewnątrz cylindrów, wraz z kilkoma środkami ostrożności i technikami pozwalającymi uniknąć usterek i przedwczesnego zużycia.

1. Dokładnie wyczyść blok cylindrów, ponieważ uwięziony brud może spowodować pęknięcie kołnierza.
2. Sprawdź, czy nie ma zadziorów lub wystających materiałów i usuń je, aby uniknąć problemów z uszczelkami.
3. Włożyć tuleje bieżne do bloku cylindrów bez uszczelek lub innych elementów wypełniających i sprawdzić, czy kołnierz wystaje prawidłowo, obracając go w razie potrzeby aż do uzyskania prawidłowej pozycji.
4. Gdy położenie tulei jest prawidłowe, wyjąć ją po umieszczeniu znaczników wyrównania zarówno na tulei, jak i na bloku cylindrów, tak aby można ją było ponownie włożyć w tym samym położeniu.
5. Włożyć uszczelki, unikając ich przekręcania, co mogłoby spowodować odkształcenie tulei, wytworzyć tarcie lub zmniejszyć luz między tłokiem a tuleją. Wielu instalatorów zaleca smarowanie lub natłuszczanie uszczelek przed montażem w celu uproszczenia procesu. Jednak prawidłową metodą jest montaż uszczelek „na sucho” i włożenie okrągłego pręta, takiego jak śrubokręt, i przesuwanie go po całym obwodzie uszczelki, aby zapewnić jej równomierne przyleganie. Dopiero teraz należy nasmarować różne elementy.
6. Zanurzyć uszczelkę w czystym oleju SAE 30. Załóż ją na tuleję, którą należy włożyć do bloku cylindrów bezpośrednio przed rozszerzeniem się uszczelki.
7. Sprawdzić, czy znak odniesienia na tulei wykonany wcześniej jest wyrównany ze znakiem na bloku. Użyć specjalnego narzędzia do wciśnięcia tulei na miejsce.
8. Powtórz te same kroki dla wszystkich montowanych tulei.

Tuleje do siłowników ITR USCO

Wybór i prawidłowe użycie tylko jednego małego komponentu może mieć ogromny wpływ na wydajność i żywotność maszyn do robót ziemnych. Dlatego tak ważne jest znalezienie niezawodnego partnera.

ITR Usco oferuje szeroką gamę tulei, z otworami od 94 mm do 170 mm, dla Caterpillar, Komatsu, Volvo, Hitachi i JCB. Skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej informacji na temat najbardziej odpowiedniego typu i materiałów do Twoich zastosowań.

Porównanie typów tulei cylindrowych w silnikach wysokosprężnych

Typ tulei cylindrowej	Charakterystyka	Zalety	Zastosowania
Mokre tuleje	Tuleje mające bezpośredni kontakt z cieczą chłodzącą	Lepsze chłodzenie Wyższa odporność na korozję	Maszyny o intensywnym użytkowaniu (np. koparki, spycharki)
Suche tuleje	Tuleje montowane bezpośrednio w bloku silnika bez kontaktu z cieczą chłodzącą	Mniejsza masa Łatwiejsza wymiana	Aplikacje o umiarkowanych wymaganiach