Как да изберете машина за почистване на двигатели за търговски превозни средства: Сравнение на решенията за почистване на двигателни блокове, цилиндрови глави и коленчати валове

Общ преглед

След машинната обработка трите основни компонента на дизелов двигател за търговски превозни средства — блокове на двигателя, цилиндрични глави и коленчати валове —могат да задържат различни видове машинни остатъци, заострени ръбове и режещи течности. Вътрешните им структури също създават много различни предизвикателства при почистването.

За блоковете на двигателя критичните зони обикновено са главните маслени канали и водните рубашки . За цилиндровите глави е необходимо внимание към маслените, въздушните и водните канали , докато коленчатите валове са особено трудни за почистване поради техните наклонени маслени отвори .

В тази статия се сравняват характеристиките на замърсяването, процесите на почистване и ключовите технически изисквания за тези три компонента, за да се предостави практически ориентиран справочник при избора на оборудване за почистване на двигатели за търговски превозни средства.

Защо компонентите на двигатели за търговски превозни средства са по-трудни за почистване?

Компонентите на дизелови двигатели за търговски превозни средства обикновено са по-големи и по-тежки от компонентите за леки автомобили. Те могат да имат дебели стени, сложни вътрешни маслени канали, големи водни рубини и индивидуална тегло, достигащо няколко стотици килограма.

След литване и машинна обработка компонентът може да съдържа комбинация от:

• Пясък от литейната форма и остатъци от ядро
• Метални стружки
• Задържани ръбове след машинна обработка
• Течности за рязане
• Други производствени замърсители

Ако тези замърсители останат в критичните канали и достигнат до крайната сглобка, те потенциално могат да повредят триещи повърхности, да ограничат маслените канали или да засегнат охладителната ефективност.

В сравнение с компонентите за леки автомобили две особености правят компонентите за търговски превозни средства особено трудни за почистване.

Първо, размерът и теглото на заготовката: Големите компоненти изискват специализирани системи за обработване, позициониране и стягане.

Второ, сложни вътрешни кухини: Големите маслени канали и водните рубашки могат да задържат значителни количества отпадъци. Обикновеното външно пръскане само по себе си може да не осигури достатъчно чистещо действие в тези области.

Следователно процесът на почистване трябва да бъде проектиран според конкретната вътрешна геометрия и характеристиките на замърсяването за всеки компонент.

1. Блок на двигателя: фокус върху основните маслени канали и водните рубашки

Блокът на двигателя обикновено е най-структурно сложният от трите основни компонента.

Той може да съдържа дълги основни маслени канали, големи кухини на водните рубашки, цилиндрови гнезда и гнезда за маховиково лагеруване, които се пресичат из целия компонент.

Типичен автоматизиран процес на почистване може да включва:

Автоматично прехвърляне → Общо почистване → Целево почистване → Почистване на основните маслени канали → Почистване на водните рубашки → Почистване на цилиндровите ръкави → Сушка → Охлаждане

Ганти или трансферна система премества блока на двигателя между работните станции. Робот може да задържа заготовката за пълно почистване, докато по-малък робот със специализирани дюзи извършва целенасочено почистване в труднодостъпни области.

След това могат да се използват специализирани дюзи за основните маслени канали, водните рубини и областите около цилиндровите гилзи.

Пример: Машина за почистване на блок на шестцилиндров дизелов двигател

Типични параметри включват:

• Време на цикъл: 300 секунди
• Максимална тегло на обработваната част: 300 Kg
• Размер на частиците: ≤800 μm
• Заемана площ от основното оборудване: Приблизително 10 m × 7 m
• Изсичане: Издухване с въздух + вакуумно сушене
• Охлаждане: Охлаждане преди разтоварване
• Окончателно състояние: Няма видими следи от вода по повърхностите и каналите при зададените изисквания за инспекция

Основният принцип е, че различните методи за почистване се прилагат за различни зони.

Общо почистване обхваща големи достъпни повърхности, докато целенасочено почистване достига труднодостъпни локални области. Специализирани процеси за главните маслени канали и водните рубашки се насочват към вътрешните кухини, където е най-вероятно да остане замърсяване.

За големи търговски двигатели блоковете цилиндри тези процеси работят заедно, а не като взаимозаменяеми опции.

2. Цилиндровата глава: Две различни критерия за приемане за корпуса и водните канали

Цилиндровите глави съдържат маслени канали, въздушни канали и водни рубашки в сравнително компактна конструкция. По-тънките им стени, гъстото разположение на отворите и множеството вътрешни канали създават различно предизвикателство за почистване в сравнение с блока на двигателя.

Типичен процес може да включва:

Автоматично прехвърляне → Турбулентно почистване → Целенасочено позиционирано почистване → Почистване чрез вмъкване в маслените канали → Почистване под налягане на водната рубашка с използване на блокове → Сушка → Охлаждане

Процесът на сушка може да комбинира роботизирано целенасочено отдухване с въздух, вторично механично отдухване и вакуумна сушка, последвани от охлаждане с хладък въздух.

Пример: Машина за почистване на цилиндрови глави за шестцилиндров двигател с вътрешно горене с дизелово гориво

Типични параметри включват:

• Време на цикъл: 209 секунди
• Чистота на тялото на цилиндровата глава: ≤220 mg
• Размер на частиците в тялото: ≤1,2 mm
• Чистота на водните канали: ≤700 mg
• Размер на частиците в водните канали: ≤2,4 mm

Един важен белег на този тип система за почистване на цилиндрови глави е, че тялото на компонента и водните канали могат да имат отделни критерии за приемане .

Водните канали обикновено имат по-големи вътрешни обеми и могат да задържат повече остатъци от леене и машинна обработка, затова определените критерии за чистота за тях могат да се различават от тези, прилагани към основното тяло на компонента.

При оценката на оборудването производителите следователно трябва да потвърдят точно какво определя техническото споразумение:

• Чистота на тялото на компонента
• Чистота на маслените и въздушните канали
• Чистота на водните канали
• Изисквания за размер на частиците
• Методи за инспекция и вземане на проби

Това разграничение е особено важно при сравняване на оферти от различни доставчици на оборудване.

3. Колянов вал: Наклоненият маслен канал е критичната зона за почистване

За коленчатите валове на търговски превозни средства една от най-трудните за почистване области е наклоненият маслен канал .

Тези канали могат да бъдат относително тесни и дълбоки, с промени в посоката си вътре в коленчатия вал. Металните стружки могат да се натрупват по стените на каналите и във вътрешните преходни точки.

Конвенционалното външно почистване чрез разпръскване може да не достигне ефективно до тези области. Затова почистването чрез високонапрежено вкарване е важна част от процеса на почистване на коленчатите валове.

Пример: Машина за почистване под високо налягане на дизелов коленчат вал с шест цилиндъра

Типичен процес може да включва:

Натоварване чрез ганти → Предварително почистване чрез общо разпръскване → Целенасочено почистване с робот → Почистване на маслените канали при 50 MPa → Изплакване → Отдухване с компресиран въздух → Вакуумно изсушаване → Охлаждане с климатична инсталация

Типични параметри включват:

• Налягане за почистване на маслените канали: 50 МПа
• Време на цикъл: 180 секунди.
• Обща чистота: ≤30 mg
• Размер на частиците: ≤600 μm
• Охлаждане: До температурата на помещението ±5 °C
• Изискване за сушка: Липса на остатъчна влага по повърхността на коляновия вал

Пазарът налягане за почистване на маслените канали – 50 MPa е ключов параметър за това приложение.

Все пак по-високото налягане не означава автоматично по-добро почистване. Подходящото налягане трябва да се оцени заедно с диаметъра на маслените отвори, дълбочината на каналите, материала на компонентите, конфигурацията на форсунките и траекторията на почистването .

Недостатъчното налягане може да остави отлагания вътре в каналите, докато неподходящото налягане и конфигурация на форсунките могат да предизвикат риск от повреждане на входовете на маслените отвори или повърхността на компонентите.

Следователно окончателното налягане трябва да се установи чрез валидация на процеса, а не само според максималната способност на оборудването.

4. Двигателен блок срещу цилиндрова глава срещу колянов вал: сравнение на решенията за почистване

Трите компонента изискват различни стратегии за почистване, тъй като местата на замърсяване и вътрешните им геометрии са различни.

Блок на двигателя

Типичен процес:
Общо турбулентно почистване + насочено роботизирано почистване + почистване на основните маслени канали + почистване на водната рубашка + почистване на цилиндровата подложка

Примерно време на цикъл: 300 секунди

Размер на частиците: ≤800 μm

Основен проблем: Големи вътрешни кухини, водни рубашки и обширни маслени канали

Цилиндричен капак

Типичен процес:
Турбулентно почистване + насочено позиционирано почистване + почистване чрез вмъкване в маслените канали + налягано почистване на водната рубашка с прегради

Примерно време на цикъл: 209 секунди

Чистота: Тяло ≤220 mg; водни канали ≤700 mg

Размер на частиците: Тяло ≤1,2 mm; водни канали ≤2,4 mm

Основен проблем: Множество вътрешни канали и различни критерии за приемане за тялото на компонента и водните канали

Сгъваеми вали

Типичен процес:
Спрей предварително почистване + насочено почистване + почистване на маслените канали с високо налягане 50 MPa + изплакване

Примерно време на цикъл: 180 секунди.

Обща чистота: ≤30 mg

Размер на частиците: ≤600 μm

Основен проблем: Дълбоки и наклонени маслени канали

Общи технологии за оборудване

Въпреки че трите системи за почистване са проектирани по различен начин, те споделят няколко важни технологии.

Роботизирано или насочено почистване:
Роботите могат да позиционират работните заготовки или специализирани дюзи, за да достигнат сложни области.

Комбинирано сушене с въздух и вакуум:
Отдухването с въздух премахва достъпната остатъчна вода, докато вакуумното сушене помага за отстраняване на влагата, останала в сложни конструкции.

Охлаждане:
Специална стадия за охлаждане помага да се намали температурата на компонента преди изваждането му или последващите операции по сглобяване.

Заедно тези технологии помагат да се контролират четири важни производствени изисквания:

Чистота + размер на частиците + сухота + температура на работната заготовка

Точната комбинация трябва да се определи според геометрията на компонента и производствените изисквания на клиента.

5. Какво трябва да проверите при избора на машина за почистване на двигателите на търговски превозни средства?

При сравняване на различни доставчици на почистващи машини не е достатъчно да се фокусирате само върху номиналното налягане или времето на цикъла на машината.

Следните точки трябва да бъдат включени в техническата оценка.

1. Кои са критичните зони на замърсяване?

Определете дали основният проблем е:

• Основни маслени канали
• Водни рубашки
• Наклонени маслени отвори
• Въздушни канали
• Цилиндрови гнезда
• Вътрешни кухини
• Външни машинни повърхности

2. Как се извършва вътрешното почистване?

Попитайте дали оборудването използва:

• Външно пръскане за почистване
• Почистване с насочени дюзи
• Почистване чрез вмъкване
• Почистване под високо налягане
• Почистване чрез водна маншета под налягане
• Роботизирано чистене

3. Какво точно измерва спецификацията за чистота?

Стойността за чистота в mg винаги трябва да се оценява заедно с нейния метод на вземане на проби, площ на инспекция, изисквания към размера на частиците и критериите за приемане .

Различните области на компонентите също могат да имат различни граници за чистота.

4. Как се обработват големите и тежки компоненти?

За компонентите на двигатели за търговски автомобили зареждането, позиционирането, стягането и прехвърлянето са критични елементи на общия дизайн на оборудването.

Системата за обработка трябва да се оценява заедно с почистващата система, а не като отделен въпрос.

5. Как се осъществяват сушенето и охлаждането?

Компонентът, който отговаря на изискванията за чистота, но задържа вода или напуска процеса на почистване при прекалено висока температура, все още може да причини проблеми на следващия етап от производството.

Следователно сушенето и охлаждането трябва да бъдат включени в критериите за приемане на оборудването.

ЧЗВ

Защо блокът на двигателя изисква специализирано почистване на водната рубашка?

Водните рубашки са вътрешни литейни кухини, в които могат да се натрупват пясък, частици, остатъци от покрития и стружка от машинна обработка. Голямата им вътрешна вместимост и относително ограничени отвори правят конвенционалното външно пръскане по-малко ефективно.

Специализирани дюзи или фиксиращи устройства под налягане могат да принудят почистващата течност да премине през каналите на водната рубашка, което помага за отстраняване и извеждане на вътрешните остатъци.

Какво налягане за почистване е необходимо за маслените канали на коляновия вал?

Изискваното налягане зависи от диаметъра на маслените отвори, дълбочината на канала, материала на компонента, конструкцията на форсунка и процеса на почистване.

За дизелов колянов вал за търговски автомобили с шест цилиндъра може да се използва високоналяган процес за почистване чрез инжектиране от клас 50 MPa за маслени канали.

Окончателното налягане трябва да се определи чрез валидация на процеса, за да се постигне баланс между ефективността на почистването и защитата на компонентите.

Каква е връзката между чистотата и размера на частиците?

Чистота се отнася до общото количество остатъчно замърсяване след почистване и обикновено се изразява в милиграми.

Размер на частиците се отнася до максималния или зададен размер на остатъчните частици, типично изразен в микрометри.

Може да се наложи едновременно да се изпълнят и двете изисквания. Компонентът може да отговаря на изискването за общо количество замърсяване по маса, но все пак да съдържа отделна голяма частица, която потенциално би могла да запуши маслен канал или да повреди съприкосновена повърхност.

Колко площ заема системата за почистване на двигатели за търговски автомобили?

Необходимата площ зависи от броя на технологичните станции, начина на обработване, конфигурацията за сушене и охлаждане, както и от производствения цикъл.

Например основната площ, заемана от оборудването на машина за почистване на блокове на шестцилиндров дизелов двигател, може да е приблизително 10 м × 7 м .

Системите за почистване на цилиндрови глави и коленчати валове могат да изискват различни площи в зависимост от техните технологични конфигурации.

Окончателното разположение на оборудването трябва да се определи според размерите на изделието, логистиката, такта на производството и наличното фабрично пространство.

Заключение

Няма един-единствен процес на почистване, който е еднакво подходящ за всеки компонент на двигателя на търговски автомобил.

Блокове на двигатели изискват специално внимание към големите вътрешни кухини, основните маслени канали и водните рубинки. Глави на цилиндри изискват координирано почистване на маслените, въздушните и водните канали, които потенциално имат различни критерии за приемане. Колянови валове изискват специализирано внимание към дълбоките и наклонените маслени канали, където почистването чрез високо налягане с инжекционен метод може да осигури необходимия достъп за почистване.

При избора на оборудване ключовото не е просто да се сравнява размерът на машината или максималното налягане. Системата за почистване трябва да се оценява според мястото на замърсяването, геометрията на компонента, структурата на вътрешните канали, изискванията към чистотата и размера на частиците, изискванията към сушенето, производствения цикъл и метода за обработване на материала .

Big Bird Industrial разработва автоматизирани решения за почистване на блокове на двигатели, цилиндрови глави, коленчати валове и други компоненти на трансмисията, като конфигурациите на процеса са адаптирани към конкретни работни части и производствени изисквания.