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Beschreibung der Produktion
Die Zylinderlaufbuchse ist das wichtigste Teil der Zylinder-Kolbengruppe (ZKG) des Verbrennungsmotors. Die Innenfläche der ZLB mit dem Kolbenkopf bildet eine Verbrennungskammer und dient als Führung beim Kolbenlauf.
Die Buchse (manchmal auch die Hülse genannt) hat einen Kühlraum – den Mantel, und bei der Luftkühlung – die Kühlrippen, was einen intensiven Wärmeabfuhr von der inneren Lauffläche für die Unterstützung der nötigen Wärmebilanz der ZKG-Teile gewährleistet.
Die Buchse nimmt einen besonderen Platz unter den Motorteilen mit hoher Wärmebelastung, gemäß ihren zu erfüllenden Funktionen sowie auch zu stellenden Anforderungen. Die Gewährleistung nur der Festigkeit der Buchse, sogar in Anbetracht der Wichtigkeit dieser Anforderung, reicht nicht für den dauerhaften und zuverlässigen Lauf des Motors.
Typen der ZLB
Die Fläche des Zylinderblocks wird als Lauffläche nur in einigen Motoren mit dem kleinen Durchmesser benutzt. In den modernen Motoren mit der Flüssigkeitskühlung wird meistens die sogenannte nasse Buchse benutzt.
Die Oberfläche der nassen Buchse, der Mantel, hat einen unmittelbaren Kontakt zur Kühlflüssigkeit.
In einigen Motoren von Klein- und Mittelleistung wird die sogenannte trockene Buchse verwendet. Ihre Oberfläche hat keinen unmittelbaren Kontakt zur Kühlflüssigkeit.
Die trockenen Buchsen mit der Wandstärke ca.2-4 mm werden in den Zylinderblock mit dem Spiel von 0,01- 0,04 mm gepresst oder installiert. Die geringe Wandstärke der trockenen Buchsen hat die Einsparung der Qualitätswerkstoffe zur Folge, aber der erhöhte Wärmewiederstand der Kontaktfläche zwischen der Buchse und dem Zylinderblock verschlechtet die Wärmeabfuhr von den Zylindern in die Kühlflüssigkeit. Infolgedessen werden in den Hochleistungsmotoren in der Regel die nassen Buchsen verwendet, die eine effektive Wärmeabfuhr gewährleisten und beim Verschleiß leicht zu ersetzen sind.
Je nach der Zweckbestimmung und dem Motorentyp haben die Bauarten der nassen Zylinderlaufbuchsen eine Reihe von Eigentümlichkeiten. In den Auto – und Traktorendieselmotoren werden die nassen ZLB mit dem Bund verwendet. Dabei wird oft die Klemmkraft des Zylinderkopfes ungleichmäßig im Kreis verteilt und als Ergebnis wird die Zylinderlauffläche verzerrt, die Arbeitsfähigkeit der ZKG fällt und der Schmierölverbrauch vergrößert sich.
In den Vergasermotoren ist die Klemmkraft nicht so groß und der Bund der Buchse ist manchmal von dem Oberteil des Blocks wesentlich verschoben und dabei wird die Temperatur des Oberteils der ZLB bzw. der Kolbenringe abgenommen.
Für einen richtigen Einbau im Block und für die Erhaltung der Form werden die ZLB nach zwei Einpassen zentriert. Der Durchmesser des oberen Einpasses ist etwas größer als des unteren, in dem ein Spiel von 0,05-0,13 mm für die Sicherstellung der Buchsenverlängerung bei der Hochbetriebstemperatur vorgesehen ist. Der Kühlraum wird durch spezielle Gummiringe verdichtet, die in ZLB-Nuten auf dem unteren Einpaß oder in Nuten des Zylinderblocks aufgestellt werden. In der Regel werden zwei oder drei Ringe aufgestellt, einen von denen ein rechteckiger Querschnitt hat. In diesem Fall verhindert der rechteckige Ring von größerer Höhe den Verschleiß und die Kavitationsbildung im Bereich des unteren Einpasses.
Technologie der ZLB-Herstellung
Die chemische Zusammensetzung, das Materialgefüge, die Genauigkeit der ZLB-Herstellung, das Mikrorelief der Lauffläche sind zu den Basiskriterien, die allgemeine Zuverlässigkeit des Motors, tribotechnische Kennziffer des Gleitpartners Kolbenring-Buchse bestimmen und die Bedingungen für die vollständige Verbrennung des Brennstoffes, die Erhöhung der Effektivität des thermodynamischen Kreisprozesses und die Vergrößerung des Motorwirkungsgrades zu schaffen ermöglichen.
Davon ausgehend, beträgt die Genauigkeit der Abmessungen einzelner ZLB-Elementen nicht mehr als 5 µm, was für die Teile des Feinmaschinen- und Feingerätebaues typisch ist.
Einige Parameter der ZLB werden nach der speziellen Technologie hergestellt und dementsprechend, für die Bewertung von der spezifischen Qualität der ZLB spezielle Prüfmittel mit hoher Genauigkeit und eine gründliche Ingenieurausbildung erforderlich sind.
Für die Herstellung der ZLB ist die Hochtechnologieproduktion einschließlich Gießereiproduktion, Fertigung und Wärmebehandlung nötig.
Die ZLB, die im Schleudergußverfahren hergestellt sind, entsprechen am besten den Forderungen an chemische Zusammensetzung und Materialgefüge. Das Schleudergußverfahren gewährleistet den Perlitanteil von 95-100% im Gefüge. Solche ZLB werden durch das porenfreie Gefüge, erforderliche Graphitanordnung gekennzeichnet, was ferner zur Verhütung eines intensiven Laufflächenverschleisses beim Betrieb dient. Die darauffolgende Wärmebehandlung schließt die Änderung des ZLB-Ausmasses beim Betrieb im Motor aus.
Deswegen stellt Motordetal-Konotop über 90% der ZLB nach diesem Verfahren her.
Die Fachmänner von Motordetal-Konotop schenken eine besondere Aufmerksamkeit dem Honen der ZLB-Innenfläche.
Das Plateauhonverfahren, das bei Motordetal-Konotop verwendet wird, ermöglicht wenigstens 40% Graphitausbildung zu erhalten. Hierbei beträgt ein Formfehler der ZLB-Lauffläche max. 5 µm.
Das Honen, und genauer das Plateauhonverfahren, das Abrasivwerkzeug, die Spezialausrüstung, die ausländische Erfahrung in der ZLB-Herstellung, die Anwendung der modernen Ausrüstung der Firmen Gildemeister, Gehring und anderen führenden Produzenten der spanabhebenden Werkzeuge ermöglichen Motordetal-Konotop zu gewährleisten:
- schnellen Einlauf des Gleitpartners (Ring-Zylinderlauffläche),
- Bildung der nötigen Ölschichtdicke auf den Reibungsflächen,
- erforderliche Betriebsart des Motors,
- wesentliche Vergrößerung der Zylinder-Kolbengruppe-Reserve.
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