Cilindru bloka materiāls
Tradicionāli kravas automašīnu un autobusu cilindru bloki tika izgatavoti no pelēkā čuguna, kas parasti tika leģēts ar vismaz nedaudz silīcija, lai samazinātu materiāla trauslumu. Kā minēts iepriekš, lielākā daļa vidēja un liela urbuma lielceļu dīzeļdzinēju izmanto cilindru uzlikas, kas nozīmē, ka cilindru bloka pamatmateriāls tieši neietekmē dzinēja cilindra spiedienu un temperatūru. Nesen ir bijusi tendence ievērojami palielināt spiedienu cilindros, ražojot vieglākus dzinējus. Tas ir novedis pie mūsdienu zema-svara, augstas-izturības cilindru bloku lējumu rašanās. Salīdzinot mūsdienu dzinēju svara-un-jaudas attiecību ar 80. gadu dzinējiem: uz vienu dzinēja svara mārciņu saražotā jauda mūsdienu dzinējos bieži vien ir divreiz lielāka nekā to priekšgājējiem -, vismaz pirms tiek ņemta vērā visa pašreizējo dzinēju emisijas kontroles aparatūra. Mūsdienās lielākā daļa dīzeļdzinēju ražotāju (OEM) cilindru bloku ražošanā izmanto sablīvētu grafīta dzelzi (CGI), jo tas ir viegls un spēj izturēt daudz lielākus spēkus.
Sablīvēti grafīta dzelzs (CGI) cilindru bloki
Sablīvēta grafīta dzelzs (CGI) cilindru bloki pēdējo desmit gadu laikā ir bijuši galvenais faktors dzinēja svara samazināšanā. Mūsdienu lieljaudas{1}}dīzeļdzinēji bieži ir vieglāki nekā iepriekšējās paaudzes dzinēji, kas ražoja tikai pusi no jaudas. Gandrīz visi oriģinālo iekārtu ražotāji (OEM) saviem lieljaudas dzinējiem izmanto CGI cilindru blokus. CGI priekšrocības ietver:
• 70% vieglāki nekā līdzvērtīgi pelēkā čuguna cilindru bloki
• Noguruma robeža par 200% augstāka nekā pelēkajam čugunam
• 40% stingrāks nekā pelēkais čuguns
Plazmas pārnestā stieples loks
Agrāk Caterpillar izmantoja plazmas pārneses stieples loku (PTWA) kā metodi čuguna cilindru čaulu remontam dīzeļdzinējos, taču tagad šī tehnoloģija tiek izmantota, lai ļautu vieglajiem un vidējiem{0}}dīzeļdzinējiem izmantot alumīnija sakausējuma cilindru blokus bez cilindru starplikām. PTWA process nodrošina ļoti nodilumizturīgu-un temperatūras-izturīgu virsmu uz dzelzs- vai alumīnija sakausējuma pamatnēm. Process apvieno saspiestu gaisu un elektrību, lai radītu plazmas strūklu ar temperatūru līdz 35 000 ° F (19 500 ° C), kurā caur rotējošu pistoli tiek ievadīta stieple. Tas sadala vadu apmēram 25 mikronu lielus pilienus, kas molekulārā līmenī savienojas ar cilindra čaulas sienu. Izkusušajai stieplei oksidējoties, veidojas kristāla struktūra, ko sauc par wüstite, un pēdējais apšuvuma slānis ir aptuveni 150 mikronus biezs. Ja PTWA izmanto alumīnija sakausējuma cilindru blokos, mērķa virsma ir iepriekš{15}}jāapstrādā. PTWA procesu bieži sauc par apšuvumu. Bez specializētas iekārtas apšuvutos cilindru blokus nevar salabot.
Cilindru bloka funkcijas
Lai gan starp ražotājiem ir dažas atšķirības, dīzeļdzinēju cilindru blokiem ir jāveic dažas vai visas no šīm funkcijām:
• Nodrošiniet cilindru urbumus virzuļu komplektiem.
• Nodrošiniet kloķvārpstas galveno gultņu urbumus.
• Nodrošiniet dzesēšanas šķidruma kanālus/ūdens apvalkus.
• Nodrošiniet smēreļļas ejas/eļļu galerijas.
• Nodrošiniet citu dzinēja sastāvdaļu montāžas vietas.
Cilindru blokos var būt gareniski caurumi sadales vārpstu uzstādīšanai. Attēlā 9-2 ir parādīti iepriekš minētie caurumi un ejas. 9 Tos parasti uzstāda ar nelielu iejaukšanos un piestiprina, izmantojot vidējas stiprības līmi, piemēram, Loctite Blue.
Integrēts cilindra urbums
Lielākajā daļā automobiļu un mazo{0}}dīzeļdzinēju tiek izmantoti iebūvēti vai bez starplikas cilindru bloki. Maz ticams, ka tos izmantos komerciālos dīzeļdzinējos, īpaši liela izmēra{2}}dīzeļdzinējos. Vienā reizē iebūvēti cilindru urbumi tika izmantoti vidēja{4} urbuma dzinējiem; tos izsmejoši sauca par vienreizējiem-laika blokiem. Tas notika tāpēc, ka atjaunošanas laikā bija grūti izurbt caurumus, lai uzstādītu cilindru čaulas, jo cilindru urbumi atradās tuvu viens otram. Tomēr līdz ar dzelzs -balstu bloku indukcijas rūdīšanu un specializētiem apšuvuma procesiem, piemēram, iepriekšminēto PTWA, šī situācija ir mainījusies. Vecāki Cat 3208, Cummins ISB un MB-900. sērijas dzinēji (ražoti līdz 2010. gadam) ir piemēri dzinējiem ar cilindru bloku komplektiem bez cilindru čaulītēm. Sākotnējo izmaksu ietaupījumu, kas tiek panākts, ražojot šādas konstrukcijas cilindru bloku, var kompensēt dzinēja kapitālremonta laikā, kad cilindru bloks ir jānomaina, jāpārurbj un jāaprīko ar cilindru ieliktņiem vai jānosūta atpakaļ uz rūpnīcu remontam. Dzinēju bez cilindru starplikām priekšrocības ir šādas:
• Zemākas sākotnējās izmaksas
• Nav riska, ka varētu rasties cilindra čaulas O-gredzena bojājums
• Atkārtotas montāžas laikā nav jāievēro cilindra čaulas izvirzījuma specifikācijas
Indukcijas{0}}rūdīta cilindra urbums bez cilindra čaulas
Deviņdesmito gadu beigās Freightliner/Mercedes-Benz ieviesa dzinēju bez cilindru čaulītēm ar indukcijas-rūdīšanas cilindru urbumiem. MB-900. sērijas četru-cilindru un sešu{7}cilindru dzinējiem bija unikāla spirālveida svītru indukcijas{10}}rūdīta funkcija augšējā gredzena joslas attīrīšanas zonā. Salīdzinot ar citiem dzinējiem bez cilindru starplikām, tas ievērojami pagarināja cilindru urbumu kalpošanas laiku. Ja cilindra urbumi nodiluši, pārsniedzot pielaidi, tos varētu{12}}atkārtoti izurbt un aprīkot ar cilindru starplikām. Mercedes-Benz ieteica šiem dzinējiem veikt urbšanas{15}}pārurbšanu un cilindru čaulas uzstādīšanu tikai ražotājam. Šis dzinējs bija ļoti veiksmīgs gan uz-ceļiem, gan bezceļiem{17}}, taču pēc 2010. gada modeļa to vairs neizmantoja uz ceļa. Tomēr liels skaits šādu dzinēju joprojām tiek izmantoti desmit gadus vēlāk.
PTWA apšuvums bez cilindra čaulas
Iepriekš īsumā aprakstītais PTWA process ir izmantots daudzus gadus kā metode čuguna cilindru bloku bez cilindru starplikām remontam, taču šī tehnoloģija ir piemērojama arī alumīnija sakausējuma cilindru bloku cilindru urbumu apšuvumam. Tā kā oriģinālā aprīkojuma ražotāji (OEM) turpina censties samazināt dīzeļdzinēju svaru, alumīnija sakausējuma cilindru bloki ar PTWA-apvalku cilindru urbumiem ir izmantoti vieglos-dīzeļdzinējos, un tas var būt tikai laika jautājums, kad mēs tos ieraudzīsim lieljaudas-dīzeļdzinējos.
Slapja cilindra čaula
Cilindru bloka konstrukcija ļauj ūdens apvalkam būt tiešā saskarē ar cilindra čaulu cilindra urbumā; tādēļ cilindra čaulītei jābūt ar pietiekamu sieniņu biezumu, lai izturētu dzinēja maksimālo sadegšanas spiedienu. Mitrās cilindru čaulas var efektīvi nodot siltumu dzesēšanas šķidrumam, un tās ir viegli nomainīt kapitālā remonta laikā. To galvenais trūkums ir tas, ka tiem jāpaliek hermētiskiem visu to kalpošanas laiku, un O-gredzena bojājums var izraisīt motoreļļas piesārņojumu ar dzesēšanas šķidrumu.
9.–3. attēlā parādīts kausa -formas spraudņu novietojums un uzstādīšanas metode taisnā-sešu cilindru blokā.
Cilindru bloku klasifikācija
Komerciālajos dīzeļdzinējos izmantotos cilindru blokus pēc veida var klasificēt šādi:
• Iebūvēti cilindru urbumi vai nav cilindru starplikas
• Virsmas pārklājums bez cilindru starplikām
• Mitrās cilindru čaulas
• Sausas cilindru čaulas
• Kombinētās mitrās/sausās cilindru čaulas
Cilindru bloka konstrukcijā ir atspoguļoti arī citi faktori, piemēram, divu{0}}taktu cikls un gaisa dzesēšana.