Témata
Reklama

Opravy hliníkových motorů

Výroba celohliníkového motoru byla pro konstruktéry motorů již odedávna velkou výzvou a náročným úkolem. Tento dlouhý sen se s rozvojem techniky a technologie postupně naplnil a výroba motoru z hliníku, tzn. kromě válcových hlav a pístů také válcového bloku bez dodatečných válcových vložek nebo různých mezivrstev, je dnes již běžnou rutinou. Jak je to ale s opravami těchto motorů?

Hliníkový motor má díky snížené váze příznivý vliv na chování vozidla za jízdy, ale nejen to. Takový motor vykazuje i mnohem lepší vlastnosti co do hospodaření s teplem díky asi čtyřikrát vyšší tepelné vodivosti hliníku. Motor se zahřívá rychleji a rovnoměrněji a jeho provozní teplotu lze lehce regulovat. Pojem menší váha motoru, tak jak byl uveden výše, proto neznamená pouze nižší váhu válcového bloku, ale díky lepší tepelné vodivosti a lepšímu tepelnému sálání bloku válců např. i menší množství chladicí kapaliny.
Reklama
Reklama
Reklama

Hliníkové slitiny pro motorové bloky

Pro výrobu bloků motorů se v současné době využívá několika různých slitin s různými vlastnostmi. Proto lze tento materiál využívat jak pro konstrukci motorů zážehových, tak i pro motory vznětové, které jsou při práci všeobecně zatěžovány vyššími tlaky a rázy, vyplývajícími z principu činnosti vznětového motoru.
Mezi nejčastěji používané slitiny hliníku tak lze řadit Alusil, Galnikal a Lokasil, u kterých se ještě v případě funkční plochy válce používá i dalších povrchových úprav.
Slitina Alusil je základním materiálem, který je kvůli vysokému podílu křemíku drahý a těžko zpracovatelný. Nicméně převrtání motorového bloku je možné a rovněž písty větších opravárenských rozměrů vyráběné z tohoto materiálu jsou běžně k dispozici. V případě alusilových pístů je třeba zdůraznit, že jsou pokovovány železem, na které je následně nanášena vrstva cínu.
Další slitinou je Galnikal. Jedná se opět o základní materiál, který je ovšem díky svému podstatně nižšímu obsahu křemíku levnější a lehčeji zpracovatelný. Vývrt válce je poniklován a proto není převrtávání motorového bloku možné a ani písty větších opravárenských rozměrů nejsou u tohoto materiálu k dispozici. Velmi podobná situace je i u pochromovaných válců, které technicky vycházejí rovněž ze slitiny galnikal, ovšem s tím rozdílem, že vnitřní povrch válce je navíc chromován.
Patentem německé společnosti Kolbenschmidt je hliníková slitina Lokasil. Tento základní materiál je levnější a snáze zpracovatelný ve srovnání se slitinou Alusil. Do vývrtu válce jsou při jeho výrobě zality tzv. preformy, tj. speciální prefabrikované vložky ze slitiny Lokasilu s vysokým podílem křemíku (20 - 27 %). Písty větších opravárenských rozměrů jsou běžně k dispozici a také převrtání motorového bloku je možné.

Přípravné opracování motorového bloku

Protože technologie opracování válců bloku motoru je velmi specifickou záležitostí, je třeba nejprve zajistit vhodné podmínky. Šrouby ložiskového víka je nutno přitáhnout utahovacím momentem, předepsaným výrobcem motoru. Poté se motorový blok upne na vyvrtávačku, zhruba se ustaví a připevní. Následně se blok přesně natočí a ustaví do konečné polohy pro opracování. S vysokou přesností se obrobí alusilové válcové vložky, které nabízí např. firma KS jako polotovary. Tolerance na vnějším poloměru činí maximálně 0,03 mm.
Pro docílení přesného vývrtu je doporučen i technologický postup obrábění úložného otvoru alusilových vložek. Prvním krokem je vytvořen předběžný vývrt s úběrem materiálu maximálně 0,7 mm, druhým krokem pak konečný vývrt s úběrem materiálu maximálně 0,5 mm. Pak následuje vrtání úložného otvor pro nákružek vložky válců. Minimalizaci nebezpečí natržení nákružku vložky lze docílit přesnou prací s důrazem na to, aby dosedací plocha nákružku vložky svírala pravý úhel k vývrtu válce.
Protože suché válcové vložky mají velmi tenké stěny, mohou v uvolněné poloze měnit své rozměry, např. se oválně deformovat, ale ve vestavěné poloze převezmou po smrštění válcovitý tvar základního vývrtu. Potom lze opatřit horní hranu vývrtu válce zábřitem o velikosti 0,5 + 0,1 mm x 45°.

Vestavba alusilové válcové vložky

Vestavbu alusilové vložky, která je uložena s přesahem, lze provádět pomocí zchlazení vložky a zahříváním bloku motoru.
Poměrně jednoduchou metodou zchlazení je použití CO2 z tlakové láhve, kdy při výtoku plynu vzniká na základě náhlé silné expanze suchý led. Ten lze sbírat do izolační nádoby, která by měla splňovat nezbytné požadavky na izolaci a pevnost. Suchým ledem je možno ochladit alusilovou válcovou vložku až na -80 °C.
U dodavatelů technických plynů je rovněž běžně dostupný zkapalněný dusík, jímž lze vložku ochladit až na -180 °C.
Nejvhodnější technologií ohřevu bloku motoru je ohřev v peci odpovídající velikosti. Motorový blok se vkládá do předehřáté pece na dobu 20 - 30 minut. Při vestavbě pomocí suchého ledu je třeba motorový blok rozehřát na teplotu 160 °C. Při vestavbě za použití zchlazení pomocí zkapalněného dusíku není rozehřátí motorového bliku nezbytně nutné. Je-li to možné, doporučuje se i v tomto případě ohřev na 100 - 120 °C, protože k zajištění bezpečné vestavby je nezbytná teplotní diference mezi vložkou a blokem asi 200 °C.
Vkládání válcové vložky není spojeno s žádnými problémy. Ochlazením válcové vložky se její průměr zmenší o 0,1 mm, zatímco zahřátím motorového bloku se zvětší jeho základní vývrt o 0,25 mm, čímž vzniká vůle asi 0,35 mm. Vložku je ovšem nutné vložit poměrně rychle, protože se jedná o tenkostěnný prvek, který navíc vzhledem k hliníkové slitině, ze které je vyroben, velmi dobře vede teplo.
Po vložení vložky se motorový blok zarovnává. Úběr materiálu by měl činit maximálně 0,1 mm, což je podmínka pro docílení naprosto rovinné plochy.

Honování, leštění a křemíkové lapování

Obrábění honováním je vhodné provádět na honovačce - doporučit lze např. výrobky firmy Sunnen. První tři honovací operace (předběžné a konečné honování, leštění) se provádějí různými honovacími brousky. Druhy použitých nástrojů (honovacích brousků a honovacího oleje) i nastavení honovačky jsou pro dobré opracování důležité a liší se podle typu motoru. Příslušné hodnoty jsou vždy k dispozici u dodavatele vložek.
Čtvrtou a poslední obráběcí operací je křemíkové lapování. Při této operaci se honovací brousky zamění s plstěnými lištami. Vývrt válce a plstěné lišty se potřou křemíkovou brusnou a lešticí pastou bez použití honovacího oleje. Použití plstěných lišt a křemíkové pasty nemá za následek žádný měřitelný úběr materiálu. Touto obráběcí operací se dociluje obnažení křemíkových krystalů v motorovém bloku, čímž vzniká trvanlivá dráha pro pohyb pístu ve válci, která je odolná proti odírání.
Ing. Stanislav Fulín

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 41030
Datum: 13. 10. 2004
Rubrika: Odborná příloha / Automobilový průmysl
Autor:
Firmy
Související články
Vozový park pod kontrolou díky moderním technologiím

Mít na starost firemní flotilu není snadné, ale když se nebudete vyhýbat moderním technologiím, ušetříte spoustu peněz, času i stresu.

CIMT a Čína v roce 2025

Předpokládám, že výstava CIMT je čtenářům MM Průmyslového spektra důvěrně známa. Vždyť o ní bylo napsáno v tištěné i elektronické podobě mnohé a mnohokrát. Avšak nikdy se nejednalo o kontext největší výstavy věnované obráběcím strojům na světě. Takový totiž byl letošní ročník. Tento text doplňuje a zároveň zakončuje sérii reportážních vstupů přímo z místa výstavy, které byly publikovány na redakčním webu.

Revoluce udržitelnosti: Uzavřené smyčky v kovoprůmyslu

Navzdory sebevětšímu úsilí o maximální efektivitu zůstává produkce odpadu v průmyslu kovovýroby nedílným doprovodným faktorem. Recyklace třísek, emulzí a olejů je proto, zvláště pro malé a střední podniky, moudrým krokem do budoucna - šetří peníze i planetu, zefektivňuje ekonomickou stránku provozu a přispívá k dobrému jménu v očích potenciálních zákazníků.

Související články
Firmy přehodnocují koncentraci na americký trh

Podle Milana Kulhánka, partnera v oddělení poradenských služeb Deloitte Česká republika a lídra pro oblast automobilového průmyslu a dodavatelských řetězců, je receptem na úspěch tuzemského průmyslu kombinace digitalizace, automatizace, diverzifikace trhů a hledání výroby s vyšší přidanou hodnotou. V tom všem hraje zásadní roli jak úroveň vzdělávání, tak samozřejmě i koncepce strategie České republiky, která by měla jasně definovat, kam vlastně směřujeme a jak toho chceme dosáhnout. A s tím vším velmi úzce souvisí otázka energií a jejich cena. A pokud to vše sečteme a podtrhneme, dostáváme výsledek v podobě cenové nekonkurenceschopnosti a nejistoty českých výrobců na zahraničních trzích, aktuálně na trhu americkém.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
MM Glosa: Euroatlantická civilizační nadřazenost?!

Zakázali jsme si spalovací motory a teď zíráme na to, jak nám evropský trh zaplavují čínská auta, navíc včetně budování infrastruktury výměnných bateriových stanic. Čemu se divíme? Snad jsme si nemysleli, že Číňané zůstanou po další století ve středověkých podmínkách zabořeni po pás ve vodě při sázení rýže? I naší zásluhou se naučili vyrábět prémiová auta stejně jako veškerou high-tech produkci, kterou tam dříve vyspělé ekonomiky dovážely, či v lepším případě vyráběly.

Inovace bez implementace je halucinace

S transformačním manažerem Liborem Witasskem jsme se při rozhovoru setkali v jeho opavské výrobní firmě Strojcar, kterou mj. používá jako laboratoř svých inovačních počinů, jež následně v roli manažerského konzultanta a interim manažera navrhuje globálním firmám na cestě jejich transformace. Hovořili jsme o naší strukturálně nemocné ekonomice s převahou výroby s nízkou přidanou hodnotou, o příležitostech, které nám přináší Green Deal, o stavu německé ekonomiky, a samozřejmě o budoucnosti českého průmyslu.

Snění o možné budoucnosti Tatry

Podnikatelská vize může znamenat i popuštění uzdy fantazie, ale měla by být vždy spojená s pocitem smysluplnosti a užitečnosti. Představy a fantazii však může mít každý, nemusí k tomu být zrovna majitelem podniku. Často si představuji, jak bych řešil nějaké technické problémy, někdy fantazíruji i o tom, jak bych uspořádal určitou organizaci, aby dobře a efektivně plnila svůj účel. Protože jsem strávil hodně času krizovou záchranou Tatry a protože se snažím skloubit manažerské znalosti a zkušenosti s technickými dovednostmi, tak jsem si během covidové karantény v roce 2020 vysnil, jak by továrna Tatra mohla vypadat třeba v roce 2030. Jsou to mé představy, byť vycházejí i z řady diskuzí s různými kolegy nebo dalšími lidmi.

Stavme na pozitivním a fungujícím

Česko patřilo ke konci roku 2023 k zemím, jejichž ekonomika stále nedosáhla předcovidové úrovně. Hospodářský růst bude podle většiny ekonomů i v tomto roce velmi pomalý. Situaci komplikují nepříliš optimistické faktory, jako je nestabilita veřejných financí, výroba postavená na subdodávkách, nedostatečná infrastruktura a další. Když k tomu připočteme vnější geopolitické okolnosti, není situace příliš příznivá. A o tom, jak toto vše ovlivňuje automobilový průmysl a jak se zbavit stigmatu subdodavatelské země, jsme hovořili s Petrem Knapem, odborníkem společnosti EY pro automobilový průmysl.

Je nutné stanovit diagnózu a následně zvolit léčbu

Bohdan Wojnar vždy razil zásadu, že je třeba si všechno řádně odpracovat a každý den zkusit udělat něco navíc. Nikdy se nebránil novým věcem, trpělivě se je učil a s potřebnou dávkou štěstí se pak dostával k zajímavým pracovním příležitostem. Během čtyřiceti profesních let ušel cestu od chemického inženýra, přes dlouhou kariérou ve Volkswagenu Slovakia ve financích a controllingu až po člena představenstva za oblast HR ve Škoda Auto. Toto je dle jeho slov výhodou velkého koncernu, kdy nemusíte zůstat na jednom místě, u jednoho oboru a v jedné zemi. Tyto zkušenosti mu poskytly velký profesní přehled, ze kterého vycházejí témata aktuálního otevíracího rozhovoru MM Průmyslového spektra.

Krize jako cesta k žádoucí změně

Hlavním životním mottem Ing. Vlastislava Břízy, majitele a generálního ředitele společnosti Koh-i-noor, je tvrzení, že kdo je připraven, není zaskočen. Společný rozhovor probíhal v intencích této jeho celoživotní strategie.

MM Podcast: Glosa - Sedmnáctá země spolková na kolečkách

Problémy koncernové automobilky jsou vážnější, než si většina lidí umí představit. Kombinace emisního skandálu DieselGate, změny trhu a návyků spotřebitelů, inflace a neschopnosti na to všechno pružně reagovat je pro VW smrticí koktejl. Může jí dokonce hrozit osud finské Nokie či amerického Kodaku, které před lety nedokázaly zachytit nastupující disruptivní změny a se svým ikonickým byznysem skončily. Jak zásadní problém by podobný osud znamenal pro Německo, potažmo celou subdodavatelskou Evropu, se můžeme jen domýšlet.

Důraz na udržitelnost, digitalizaci a 3D tisk

Japonsko je zemí, kde se rodí nejmodernější technologie a kde se dbá na udržitelný způsob života. Je kolébkou průmyslu a domovem největších průmyslových firem. Každé dva roky mají návštěvníci z celého světa možnost nahlédnout prostřednictvím veletrhu Jimtof (Japan International Machine Tool Fair) pod pokličku nejnovějších inovací v oboru obráběcích strojů a jejich příslušenství. Díky pozvání Japonské asociace výrobců obráběcích strojů JMTBA jsme měli možnost zúčastnit se tohoto veletrhu osobně. V následující reportáži se vám pokusíme zprostředkovat alespoň pár nejzajímavějších témat, která zde zazněla.

Žijeme na dluh dalších generací

Petr Novák aktuálně zastává pozici Director of Automotive Operations ve společnosti JTEKT European Operations. Je zodpovědný za devět výrobních závodů ve Francii, Belgii, ČR, Anglii a Maroku. Obrat této divize čítající 4 000 zaměstnanců představuje 1, 2 miliardy eur.

MM Podcast: Glosa - Made in Germany: Richtig oder falsch?

Proč stále není slyšet o problémech průmyslových firem, do kterých se kvůli souběhu všech krizí dostaly? Obecně, ať se jedná o jedince, či instituci, vždy máme obavy přiznat určité potíže. V momentu, kdy majitel firmy či management pustí do éteru první negativní zprávu, přestane být podnik důvěryhodný pro zákazníky, banky a zaměstnance, jak současné, tak i potenciální. Proto to všichni zatím drží pod pokličkou a vyčkávají do doby, kdy situace již bude neudržitelná či na stav upozorní okolí.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit