O firmie - Moto-Szlif S.C. K. Leszczyński R. Urbanek-Leszczyńska regenercja głowicy, spawanie, planowanie, remonty

®
Idź do spisu treści

Menu główne

O firmie

O nas

MOTO-SZLIF to wyspecializowana załoga z długoletnim doswiadczeniem w dziedzinie naprawy i regeneracji silników oraz głowic silnikowych. Zakład wyposażony jest w  maszyny i urządzenia  najwyższej klasy najlepszych światowych firm:
KEMPI, BERCO, KWIK-WAY, MIRA, PROVALVE, TREGO, WALTER. W naszej ofercie znajdą Państwo nadwymiarowe komory wirowe do głowic silników Diesla, regenerowane silniki, regenerowane i nowe głowice oraz inne czesci silnikowe. Dodatkowo MOTO-SZLIF zajmuje się producją zestawów naprawczych do głowic silnikow Mercedes 601, 602, 603.

W jubileuszowym wydaniu Dziennika Łódzkiego z dnia 19 grudnia 2009 roku w artykule pana Andrzeja Wygody pt. "Sprzedają samochody przez pokolenia" jest wzmianka o naszej firmie.
"Swoje korzenie w latach 40. Ubiegłego wieku ma firma założona przez Andrzeja Urabanka, zamująca się między innymi obróką głowic silnikowych. Przez lata prowadził ją Marian Urbanek, a dziś z powodzeniem robi to zięć Krzysztof Leszczyński."

Uszkodzenia głowic silników - cz.1


Głowica zamyka komory spalania od góry. Montowane są w niej zawory, oraz powszechnie wałek rozrządu. Dążenie do usprawnienia wymiany ładunku w komorach spowodował wzrost liczby zaworów przypadających na komorę spalania, do 5. Wymusza to konieczność montażu większej ilości mechanizmów i stosowania zaworów o mniejszej średnicy trzonków, a więc delikatniejszych. Jeśli te wymagania połączymy z chęcią obniżenia masy głowicy, to mamy wynik: cieńsze ścianki głowicy i „delikatniejsza” budowa, pozostawiająca mniejszy margines bezpieczeństwa. A margines ten jest konieczny na pracę silnika przy nieprawidłowo przebiegającym procesie spalania, objawiającym się:
spalaniem stukowym (powoduje duży wzrost ciśnień i temperatur), które występuje zarówno w silnikach ZI jak i ZS, chodź mechanizm jego powstawania jest różny w obu typach silników;wzrostem temperatury procesu spalania, powodowanym przeważnie przez zbyt wolny i za późno rozpoczęty proces spalania (za mały kąt wyprzedania zapłonu w silniku ZI lub kąt wyprzedzenia wtrysku w silniku ZS, za duże opóźnienie samozapłonu w silnikach ZS, powodowane brakiem chęci mieszanki do samozapłonu).
W głowicach silnika występują obciążenia mechaniczne wywołane: zmiennym ciśnieniem panującym w komorach spalania, nierównomiernym nagrzewaniem elementów głowicy oraz różną grubością jej ścianek. Konstruowanie głowic jest coraz trudniejsze. Przykładem może tu być głowica silnika VR6. Koncepcja silnika widlastego o małym kącie rozchylenia rzędów cylindrów (15) była znana już w latach trzydziestych dwudziestego wieku. Zastosowanie jej na skalę masową przez koncern VW, wymagało jednak ponad rocznych prac nad głowicą i technologią jej odlewania. W tym silniku jedna głowica przykrywa dwa rzędy cylindrów, jest więc szeroka.
Aby zapewnić jak najbezpieczniejsze warunki pracy, konstruktorzy silników wymagają od mechaników, coraz bardziej złożonych technologii dokręcania śrub mocujących głowice, co wymaga specjalnych narzędzi i sumienności w pracy.
Zapewnienie głowicy „znośnych” dla niej warunków pracy i jakości obsługi nie zawsze jest możliwe, więc ulegają one uszkodzeniom, a ich zakres jest chyba większy niż kiedyś. W artykule tym, zaprezentuję i omówię zdjęcia takich uszkodzeń.


Zniszczenia głowicy spowodowane zerwaniem paska zębatego napędu wałka rozrządu
To uszkodzenie, pociąga za sobą zazwyczaj znaczny stopień zniszczenia silnika. Na fot.1 jest przedstawiona zniszczona w ten sposób głowica silnika VW. Naprawy wymagają (producent zalecił by zapewne wymianę głowicy): komory spalania, gniazda zaworów, gniazda świec zapłonowych, oraz zapewne niektóre prowadnice zaworowe. Będą w niej również zamontowane nowe zawory (średnica trzonka 5mm). Aby uniknąć pęknięcia paska napędu rozrządu, trzeba pamiętać o przebiegu, przy którym czynność ta ma być wykonana, oraz gdy jest to wymagane, wymieniać również rolki napinacza. Dobrze jest wymieniać paski napędu wałka rozrządu trochę przed terminem, szczególnie gdy np. nastąpiło ich zanieczyszczenie olejem w wyniku nieszczelności w silniku. Jeśli kupujemy samochód używany, to oszustwo polegające na cofnięciu licznika, może spowodować przekroczenie terminu wymiany paska napędu wałka rozrządu, a więc ryzyko jego pęknięcia rośnie.


Uszkodzenia głowicy w strefie komory spalania
Najbardziej termicznie obciążoną częścią głowicy są tzw. mostki, czyli przestrzeń głowicy pomiędzy miejscami osadzenia gniazd zaworów. Obciążenie termiczne wynika z dużych różnic temperatur panujących pomiędzy kanałem dolotowym (przepływ powietrza o temperaturze trochę wyższej od temperatury otoczenia) a kanałem wydechowym (przepływ spalin o temperaturze od 200C do nawet 1000C). Dlatego jako pierwsze pojawiają się pęknięcia mostków - fot.2 i 3.
W głowicach silników ZS z komorami wirowymi, proces spalania rozpoczyna się w ich wnętrzu, dlatego w miejscu ich osadzenia również występują wysokie temperatury, zmienne ciśnienia a ponadto przez kanał komory wirowej, łączący obie części komory spalania, przepływa paląca się już mieszanka, ze znaczną prędkością. Dlatego w głowicach silników ZS z komorami wirowymi jako następne pojawiają się pęknięcia głowicy i komór wirowych, przedstawione na fot.3, 5 i 10.
Komory wirowe są osadzane na „wcisk” w gniazdach głowicy, z wykorzystaniem do tego celu kołnierza 1 lub tulei 2 komory wirowej (fot.4). Odkształcony sprężyście materiał głowicy utrzymuje komorę wirową. Jeśli „wcisk” jest za mały, tzn. średnica zewnętrzna kołnierza 1 lub tulei 2 (zależnie, która część służy do uzyskania połączenia z „wciskiem”) komory wirowej jest większa od średnicy otworu o zbyt małą wartość, to komora może poluzować się w gnieździe. Jednak zbyt silny „wcisk”, chodź mogło by się wydawać, że pewniejszy, też może spowodować obluzowanie komory wirowej. Wynika to z tego, że każde połączenia na „wcisk” wiąże się z powstawaniem dodatkowych naprężeń. Jeśli „wcisk” komory wirowej jest za duży, to powstałe w komorze wstępnej oraz w głowicy nadmiernie duże naprężenia, po zsumowaniu się z naprężeniami powstającymi po nagrzaniu obu elementów i podczas pracy silnika, mogą spowodować pęknięcia komory wirowej lub elementów głowicy (fot.3 - pęknięcie nr 2, fot.5 i 10).
W ich wyniku, lub w skutek za małego „wcisku” podczas montażu komory wirowej, zagłębia się ona w gniazdo głowicy (fot.5, 6a i b). W następnej kolejności komora wirowa zaczyna poruszać się w swoim gnieździe, powodując powiększenie jego średnicy oraz powstanie wypływki materiału od strony zaworów (fot.6c i 7).
Z podanych powyżej przyczyn naprawa głowic wymaga sumienności, a chodzenie „na skróty” mści się dodatkowymi kosztami na kolejną naprawę, czego przykładem jest komora wirowa i głowica, w której była ona osadzona, pokazane na fot.8 i 9.
Kolejne przykłady dotyczące uszkodzeń głowic silników, podam w cz.II artykułu.

Artykuł powstał podczas wizyty w firmie Moto-Szlif s.c. w Łodzi. Moimi przewodnikami byli współwłaściciel firmy mgr inż. Krzysztof Leszczyński oraz pracownicy tej firmy.

Mgr inż. Stefan Myszkowski

Uszkodzenia głowic silników - cz.2



Nadwymiarowe komory wirowe
W silniku ZS z komorami wirowymi, jej wnętrze jest częścią komory spalania. Wysoka temperatura w niej panująca, korozyjne i erozyjne oddziaływanie gorących spalin sprawiają, że ulegają one eksploatacyjnemu zużyciu. Podczas naprawy głowicy są montowane tzw. nadwymiarowe komory wirowe. Określenie „nadwymiarowe” to skrót myślowy, bowiem tylko średnice zewnętrzne, a w szczególności tej części komory wirowej, która jest wykorzystywana do uzyskania pasowania na „wcisk” w gnieździe głowicy (kołnierz lub tuleja komory wirowej - patrz fot.4 w cz.I), mają wymiar nieco większy, niż średnice tych samych części komory wirowej montowanej przez producenta. Powiększenie średnicy jest niezbędne, bowiem komory wirowe „wybijają” czyli powiększają średnice gniazd, w których są osadzone w głowicy, co zilustrowałem w cz.I artykułu. Nadwymiarowe komory wirowe można osadzić z wymaganym „wciskiem”, po naprawie gniazda.
Nadwymiarowe komory wirowe są wykonywane przez zakłady regenerujące głowice, poprzez obróbkę skrawaniem (fot.11) lub jako odlewy precyzyjne (fot.12). Uzyskanie dokładnego wewnętrznego kształtu komory wirowej przez toczenie a kształtu kanału, łączącego jej wnętrze z częścią komory spalania umieszczoną nad tłokiem, przez frezowanie, nie jest jednak możliwe, bowiem oba te kształty nie są bryłami obrotowymi. Miałem okazję się o tym przekonać, gdy pokazano mi rdzenie woskowe, wykonane na bazie „oryginalnych” komór wirowych.
Czy montaż nadwymiarowych komór wirowych, których kształty komory wewnętrznej i kanału nie są prawidłowo odwzorowane, będzie miał jakieś negatywne konsekwencje? Silnik taki będzie pracował, ale najprawdopodobniej będzie pracował mniej ekonomicznie, emitował więcej składników toksycznych, a być może mniej korzystny rozkład temperatur w komorze spalania spowoduje przegrzewanie zaworów wydechowych, denka tłoka, całego silnika oraz osadzanie się większej ilości nagaru. Wynika to z tego, że wszystkie kształty komory wirowej, to wynik żmudnych obliczeń, zakończonych wieloma próbami prototypów komór oraz badaniami trwałościowymi silników, przeprowadzonymi przez producenta silnika. Firmy dokonujące napraw, nie są w stanie przeprowadzić podobnych prób, dlatego też winny używać części identyczne jak oryginał.
Fotografie 13 i 14 prezentują komory wirowe silników ZS różnych marek samochodów.


Uszkodzenia górnej części głowicy i elementów układu rozrządu
Gdy w następstwie zerwania paska zębatego napędu rozrządu, tłok „spotyka się” z otwartymi zaworami, na nie i elementy napędu rozrządu działają znaczne siły. Zawory gnąc się, uszkadzają prowadnice, a siła uderzenia chce wyrwać wałek rozrządu z miejsc łożyskowania. W wyniku tego następują pęknięcia (fot.15a) lub wykruszenia (fot.15b) gniazd śrub mocujących pokrywy gniazd łożyskowych wałka rozrządu. Po zespawaniu pęknięć lub wypełnieniu spoiwem ubytków materiału, jeśli uszkodzenie było duże, należy ustalić miejsce wykonania gniazda śruby, bazując na rozstawie śrub w pokrywie.
Należy ponadto zwrócić uwagę, czy pęknięciu nie uległa pokrywa gniazda łożyskowego. Jeśli tak, to po jej zespawaniu konieczne jest powtórne wytoczenie gniazda łożyskowego w pokrywie. Należy również sprawdzić, czy wszystkie gniazda łożyskowe wałka rozrządu są ustawione w osi. Sprawdzeniu powinien być poddany również wałek rozrządu, celem sprawdzenia czy nie uległ zgięciu. Mogą je wywołać siły, które spowodowały przedstawione na fot. 16 uszkodzenia szklanek popychaczy. Należy również sprawdzić, czy gniazda, w których pracują szklanki popychaczy, nie mają powiększonej (rozbitej) średnicy. Uszkodzenia innych elementów rozrządu: zaworów, gniazd zaworowych i prowadnic zaworowych, będą tematem oddzielnego artykułu.


Kompleksowa naprawa głowicy
Jej zakres zależy od stopnia uszkodzenia głowicy. Jeśli wykonywana jest tylko doraźna naprawa, pozostawiając nienaprawiane te elementy, które jeszcze mogą pracować, to należy liczyć się z kolejną naprawą w chwili, gdy i one osiągną graniczne zużycie.
Zaleca się, aby przy naprawach głowic silników o dużych przebiegach, względnie gdy zakres napraw po uprzednim uszkodzeniu jest znaczny, przeprowadzać kompleksową naprawę głowic. Obejmuje ona:
spawanie pęknięć głowicy i obróbkę nadlewek;ównywanie płaszczyzny styku głowicy z uszczelką podgłowicową (1, fot.17) i sprawdzenie jej płaskości;nowych prowadnic zaworowych 4 - prowadnice powinniśmy rozwiercać wykańczająco po ich wtłoczeniu w gniazda głowicy, a nie wbijaniu, bowiem wbijanie powoduje pęcznienie materiału prowadnicy, a więc zmniejszeniu ulega średnica wewnętrzna prowadnicy, co w konsekwencji może doprowadzić do zawieszenia zaworu;frezowanie i docieranie gniazd zaworów dolotowych 2 i wydechowych 3 oraz sprawdzenie szczelności zaworów;ż w naprawionych gniazdach nadwymiarowych komór wirowych 5 (dotyczy silników ZS);szczelności kanałów układu chłodzenia głowicy, w nominalnej temperaturze pracy (ok. 90C).


Wskazówki dotyczące prac wykonywanych przy głowicach silników spalinowych
Wkręcając w głowicę świecę zapłonowe, wtryskiwacze czy świece żarowe, pierwsze kilka obrotów należy wykonać pokręcając dany element palcami lub kluczem (gdy jest utrudniony dostęp), ale bez użycia żadnego pokrętła. Dopiero gdy jesteśmy pewni, że gwint dobrze „chwycił” możemy dalej dokręcać kluczem. Wymienione elementy dokręcamy kluczem dynamometrycznym lub w przypadku świec zapłonowych kierujemy się ogólnymi zasadami ich dokręcania. Gwinty wymienionych elementów należy pokryć warstwą smaru grafitowego, molibdenowego lub miedzianego - ułatwi to późniejsze odkręcenie i zmniejszy ryzyko uszkodzenia gwintu. Nie wolno do tego celu używać smaru łożyskowego lub oleju silnikowego.ży unikać wykręcania świec zapłonowych z gorącego silnika.w otwory głowicy wkręcać szpilki i śruby z gwintami pokrytymi smarem grafitowym lub miedzianym. W silnikach wysilonych, szpilki lub śruby mocujące kolektor wydechowy zalecam wkręcać z gwintami pokrytymi smarem ceramicznym, który wytrzymuje temperatury do 1400C (smar taki jest w ofercie firmy Würth).śli świeca zapłonowa, wtryskiwacz czy świeca żarowa wykręca się oporem należy się wstrzymać z jej wykręcaniem, a w miejsce wkręcenia wprowadzić środek, który zwiększy poślizg gwintu, np. lekki olej z dodatkiem dwusiarczku molibdenu (taki jest w ofercie np. Sonax-a) lub środek do odrdzewiania z dodatkiem dwusiarczku molibdenu (taki jest w ofercie np. Liqui-Moly).wykręcania i wkręcania wtryskiwaczy w silnikach ZS firmy VW, należy używać jedynie kluczy nasadowych, o cienkich ściankach. Użycie np. klucza oczkowego umożliwi wprawdzie odkręcenie wtryskiwacza, ale zewnętrzna średnica oczka jest miejscami za duża i gdy oprze się ono o ściankę głowicy (jest mało miejsca pomiędzy wtryskiwaczem a ścianką głowicy), to przy kręceniu kluczem, oczko klucza działając na zasadzie klina, może spowodować wyłamanie z głowicy tej części, w którą kręcony jest wtryskiwacz.zauważeniu objawów zwiększonego zużycia oleju, przez silnik, jeśli jest to wynik spalania większych ilości oleju, należy ustalić i usunąć przyczynę. Spalanie oleju powoduje osadzanie się dużych ilości nagaru. Gdy przyczyną nieszczelności są uszczelniacze prowadnic zaworów, to powstający w wyniku spalania większej ilości oleju nagar na trzonku zaworu, może spowodować zawieszenie się zaworu. Nagar powstający na przylgni grzybka zaworu, może spowodować brak szczelności zaworu, a w konsekwencji przegrzanie grzybka zaworu (szczególnie zawór wydechowy).żyści układów gazowych LPG nie leńcie się - tak chciałbym zaapelować po tym co kilkukrotnie widziałem, gdy wiercone były otwory w kolektorze dolotowym, a opiłki leciały do jego wnętrza. „To przeleci” tłumaczą. Mnie,  skręca z takiej niefrasobliwości i odpowiadam, że „może się uda”. Jeśli bowiem nawet mały wiór przyczepi się do przylgni zaworu, to dana komora spalania nie będzie szczelna, a zawór szybko ulegnie zniszczeniu.takich samych powodów jak powyżej, nie należy przy głowicy zamontowanej na silniku przeprowadzać napraw gwintu świecy, z wykorzystaniem np. wkładek naprawczych Heli-Coil (Böllhoff Co.) lub tulejek systemu Time-Sert (Würth). Należy ją niestety zdemontować z silnika.raz do montażystów układów gazowych LPG. Proszę pamiętać, że mieszanka powietrzno-gazowa, szczególnie w zakresie średnich obciążeń, spala się w wyższych temperaturach niż mieszanka powietrzno-benzynowa (brak chłodzącego oddziaływania parujących kropel paliwa na samą mieszankę oraz na elementy układu dolotowego). Jeśli jeszcze dla zminimalizowania zużycia gazu, ustawiana jest uboga mieszanka, to powoduje ona dalszy wzrost temperatury procesu spalania (to samo dotyczy mieszanek powietrzno-benzynowych) a więc jeszcze wyższe temperatury zaworów i naprężenia wywołane różnicami temperatur głowicy, co przyspiesza jej zużycie i zwiększa ryzyko zniszczenia.

Artykuł powstał podczas wizyty w firmie Moto-Szlif s.c. w Łodzi. Moimi przewodnikami byli współwłaściciel firmy mgr inż. Krzysztof Leszczyński oraz pracownicy tej firmy.

Mgr inż. Stefan Myszkowski







Wróć do spisu treści | Wróć do menu głównego