EN
MLS galvas blīves: precīza hermētizācija augsta pārspiediena un augsta apgriezienu dzinējiem
Daudzslāņu tērauda konstrukcija un elastīga atjaunošanās termisko svārstību laikā
Daudzslāņu tērauda galvas blīves izgatavotas no vairākām nerūsējošā tērauda slāņu kārtām ar speciālu gumijas pārklājumu, kas palīdz visu saglabāt noslēgtu pat tad, kad kļūst ļoti karsts. To lieliskos darbības rezultātus nodrošina spēja atgriezties sākotnējā stāvoklī pēc temperatūras svārstībām, kas rodas dzinējos, kuri darbojas ar augstu palielinājumu vai vienkārši ātri griežas ilgu laiku. Šīs vairākas kārtas faktiski kompensē dabisko lieci, kas rodas dzinēja galvās, novēršot kompresijas noplūdi un izturīgi pret lielo spiedienu degkamerā, kas dažreiz pārsniedz 2500 mārciņas uz kvadrātcollu. Lielākā daļa galveno dzinēju būvētāju prasa virsmas apstrādes kvalitāti aptuveni 50 Ra vai labāku gan cilindru galvai, gan dzinēja blokam vietā, kur atrodas blīve. Arī pareiza uzstādīšana ir svarīga. Ir būtiski ievērot pareizu pievilciena secību, un daudzi profesionāļi to pārbauda ar pagarinājuma mēriekārtām, lai nodrošinātu, ka neviena daļa nepiedzīvo pārmērīgu slodzi, kas varētu sabojāt blīves veiktspēju nākotnē.
Paaugstināti blīvējošie gredzeni un degkameras bruņojums cilindra integritātei
Cilindru blokos apļveida izcilnēs faktiski veidojas tie mikroskopiskie blīvēšanas laukumi, kas palielina virsmas spiedienu aptuveni trīs reizes salīdzinājumā ar plakaniem blīvēm. Šie bruņu gredzeni efektīvi notur visu degšanas spēku iekšpusē, kur tam arī jābūt, novēršot liesmu izplatīšanos un cilindru sieniņu deformāciju pat tad, ja dzinēji darbojas ar vairāk nekā 100 psi paaugstinātu spiedienu. Saskaņā ar nopietniem galīgo elementu analīzes pētījumiem, šie mazie izcilnē samazina termisko slodzi tuvējiem galvas stiprinājuma skrūvēm par aptuveni 18 procentiem, kas nozīmē labāku stiprinājuma uzturēšanu laika gaitā. Vairums pieredzējušo mehāniķu ikvienam, kas klausās, iesaka nesajaucināt MLS konstrukcijas ar papildus O-formas gredzeniem, jo, ja rievas nav perfekti savstarpēji noregulētas, varat minēt, kas notiek? Vietās sākas noplūdes. Tieši turbo vai superpārsūknēšanas sistēmām šis iebūvētais pastiprinājums ir izšķirošs. Cilindru blīvēšana paliek stabila simtiem termisko ciklu laikā reālos dinamometra testos, pierādot savu vērtību ne tikai teorētiski.
Vara galvas blīves: maksimāla izturība augsta jaudas lietojumprogrammām
Stiepes izturība un aizslīdēšanas pretestība ilgstošām augstām degšanas temperatūrām
Varš iztur ļoti labi, kad kļūst ārkārtīgi karsti, tāpēc tas ir tik piemērots dzinējiem, kas pārsniedz 1500 ZS robežu. Šim metālam ir ievērojama vilkmes izturība — aptuveni 210 MPa pat pie 500 grādiem pēc Celsija, kas nozīmē, ka tas spēj izturēt šos pēkšņos spiediena uzplūdus cilindros, neizdeformējoties. Turklāt varš ilgstošas augstas temperatūras ietekmē deformējas mazāk, jo tam dabiski raksturīga pretestība pret lēnu plūstamību. Kompozītajiem blīvējumiem tendence sabrukt, nonākot saskarē ar degšanas skābēm, bet varš stingri pretstājas šādām agresīvām ķīmiskām vielām, tāpēc to bieži izmanto sacensību dzinējos, kuros sadedzina metanola vai nitrometāna maisījumus. Veicot termocikliskos testus, inženieri atklāj, ka vara galvas blīvējumi daudz labāk saglabā savu formu salīdzinājumā ar polimērā pārklātajiem. Pavadot 200 stundas neciešami karstā 1000 grādu pēc Celsija temperatūrā, vara blīvējumi parāda tikai aptuveni 32 % biezuma svārstības, salīdzinot ar plastmasas analogiem, kas nozīmē, ka tie ilgāk nodrošina pienācīgu hermētiskumu starp dzinēju remontdarbiem.
O-gredzena un stieples gredzena pastiprinājums, lai mazinātu cilindra izkropļojumus
Uzņēmējgrobi, kas precīzi apstrādāti ar mašīnu, sadarbojas ar nerūsējošā tērauda stieples gredzeniem, lai samazinātu cilindra bores liekšanos, kad augstas slodzes situācijās kļūst īpaši intensīvi. Savienojot detaļas ar uzgriežņu momentu, stieple izvirzās aptuveni par ceturto daļu no savas diametra un tiek saspiesta iekšā uzņēmējgrobā, kura faktiski ir par 150% platāka nekā pati stieple. Tas rada spiedienu abās pusēs, kas palīdz pretoties spēcīgajām degšanas spēkām. Lai šis pastiprinājuma sistēma pareizi darbotos, virsmām jābūt ļoti gludām (Ra jābūt zem 10 mikri collās), un pēc apstrādes jāveic pārbaudes, lai nodrošinātu, ka caurumiem nesarit ūdens dzesēšanas šķidrums vai eļļa. Varš tomēr ir viens trūkums, ja runa ir par šķidrumu blīvēšanu. Tāpēc daudzas draga dzinēju konstrukcijas vispār iztiek bez dzesēšanas šķidruma kanāliem, jo varš ir tik efektīvs gāzu blīvēšanā, uzturot tās tur, kur tām jābūt.
Galvas blīvslapas izturības salīdzinājums: reālās darbības dati
500 stundu dinamometra testa rezultāti: MLS un vara hermētiskuma ilgtspēja diapazonā no 30–1 500 ZS
Pēc tīstokļa blīvslapstu materiālu testēšanas 500 stundas dinamometrā, sāk parādīties to patiesie ierobežojumi. Lielākajai daļai dzinēju zem 500 ZS abas MLS un vara blīvslapas iztur diezgan labi, ar gandrīz 98% izdzīvošanas līmeni testos. Tomēr nopietnākās situācijās no 500 līdz 1 000 ZS MLS jau acīmredzami ieņem vadību. Šīs daudzslāņu tērauda blīvslapas turpināja darboties pareizi 89% gadījumu, savukārt vara blīvslapas sāka atteikt daudz ātrāk — tikai 72%, galvenokārt tāpēc, ka karstums tās padara mīkstākas (kā minēts SAE Materials Journal pērn). Pēc 1 000 ZS atzīmes viss kļūst īpaši interesants. MLS aptuveni 76% gadījumu saglabā integritāti pateicoties elastīguma spējai pēc slodzes, bet vara vairs neiztur. Vairums vara paraugu pilnībā sabruka jau pēc 320 stundām testēšanā, ar 83% neveiksmēm šajos testos. Ņemot vērā šos skaitļus, kļūst skaidrs, kāpēc lielākā daļa servisu iesaka MLS, strādājot ar augsta jaudas dzinējiem, kuros ekspluatācijas laikā temperatūras svārstības pārsniedz 200 grādu Celsija starpību.
Defektu analīze turbokompresoru LS un RB26 dzinējos (SAE un Cometic standarti)
Izpētot 120 turbokompresoru dzinējus, kuros ir bijušas problēmas, atklājas interesantas vājās vietas, kas raksturīgas dažādiem materiāliem. Varšu galvas blīvslapas parasti iziet no ierindas kompresijas deformācijas dēļ, kas veido aptuveni divas trešdaļas visu vara blīvslapu izgāšanās gadījumu. Mēs arī redzam uguns gredzenu eroziju LS dzinējos, kad tie rada vairāk nekā 800 zirgspēkus. Attiecībā uz MLS blīvslapām situācija ir citāda. Lielākā daļa kļūmju notiek mikro izsīkuma nodiluma dēļ — aptuveni 41 procentu gadījumu — un pastāv arī problēmas ar degkameras gāzu noplūdi, kas īpaši bieži sastopama RB26 konfigurācijās. Tomēr patiesībā ļoti svarīgs ir virsmas gludums. Dzinēji, kuru Ra vērtība paliek zem 20 mikropar collu, kalpo aptuveni 37 procentus ilgāk, neatkarīgi no izmantotā materiāla. Un nedrīkst aizmirst arī par bloka plakano virsmu. Izturēt to iekš 0,003 collu novirzes robežām padara lielu atšķirību. Kopā ar pareizu uzgriešanas secību šie faktori izskaidro aptuveni pusi no tā, kāpēc dažas galvas blīvslapas ekspluatācijas grūtajos apstākļos kalpo daudz ilgāk nekā citas.
Kritiskie uzstādīšanas faktori, kas nosaka galvas blīves ilgmūžību
Virsmas apstrāde, griezes momenta noturība un galvas/bloka materiālu savietojamība
Virsmu apstrādei ir jābūt pilnīgi pareizai, ja vēlamies, lai mūsu galvas blīves kalpotu ilgi. Lielākā daļa dzinēju būvētāju tiecas pēc aptuveni 30 līdz 60 Ra virsmas raupjuma gan blokā, gan cilindru galvā tajās vietās, kur tās saskaras. Pārāk raupja virsma rada karstuma uzkrāšanos, kas var visu sabojāt, taču, ja virsma ir pārāk gluda, blīve nespēs pienācīgi pieķerties. Neaizmirstiet arī par sprieguma uzturēšanu. Pievelkot stiprinājuma skrūves, stingri ievērojiet ražotāja norādīto secību, jo īpaši izmantojot mūsdienu momenta un pagrieziena skrūves. Šeit lielu atšķirību rada kvalitatīvs momenta un leņķa mērītājs. Alumīnija galvas izplešas daudz ātrāk nekā čuguna bloki, kad temperatūra paaugstinās, tāpēc mums nepieciešamas speciālas blīves, kas paredzētas šīs izplešanās starpības kompensēšanai. Dažādu metālu kombinēšana rada korozijas problēmas, kas sevišķi saasina metanola dzinējos pH problēmu dēļ. Pirms montāžas divreiz pārbaudiet cilindru presējuma specifikācijas. Pat niecīgas atšķirības starp 0,003 un 0,006 collām, saskaņā ar neseniem pētījumiem, piecu no četrām dīzeļdzinēju sistēmām izraisa agrīnu bojāšanos. Atcerieties šos pamatus: virsmas sagatavošana, vienmērīgs saspiešanas spēks un izplešanās koeficientu atbilstība — tieši tas atdala veiksmīgus dzinēju montāžas risinājumus no katastrofālām sadursmēm augsta spiediena apstākļos.
BUJ
No kā tiek izgatavoti MLS galvas blīves?
MLS galvas blīves tiek izgatavotas no vairākiem nerūsējošā tērauda slāņiem un pārklātas ar speciālu gumiju, lai nodrošinātu efektīvu hermētizāciju pat augstās temperatūrās.
Kādi ir vara galvas blīvju priekšrocības?
Vara galvas blīves raksturojas ar augstu izturību pret stiepšanu un apledošanas pretestību, kas padara tās piemērotas dzinējiem, kuru jauda pārsniedz 1500 zirgspēkus un kuri pakļauti ārkārtējām sadegšanas temperatūrām.
Kā virsmas apstrāde ietekmē galvas blīves kalpošanas laiku?
Pareiza virsmas apstrāde palīdz blīvei labāk pieķerties. Dzinēju būvētāji parasti mēģina sasniegt virsmas apstrādi no 30 līdz 60 Ra, lai panāktu līdzsvaru starp berzi un izvairītos no karstajām vietām.
Kāpēc vara galvas blīves iziet no ierindas augsta spiediena dzinējos?
Vara galvas blīves bieži iziet no ierindas sakarā ar kompresijas deformāciju un mīkstināšanos augstās temperatūrās, kas augsta spiediena vide noslēgumos rada lielāku izgāšanās biežumu salīdzinājumā ar MLS blīvēm.