Jak vybrat stroj na čištění motorových bloků: Proces čištění dieselových motorových bloků a požadavky na čistotu

Přehled

Blok motoru kombinuje několik obtížně čistitelných oblastí v rámci jediné součásti, včetně hlavních olejových kanálů, vodní pláště, válcových vložek a ložiskových otvorů pro klikový hřídel .

Tyto oblasti mají odlišné charakteristiky kontaminace a různé požadavky na čištění. Čisticí systém, který účinně čistí vnější povrchy, může stále selhat při odstraňování kontaminace z hlubokých olejových kanálů nebo vnitřních dutin.

U bloků dieselových motorů je proto čisticí proces nutné kombinovat celkovým pokrytím s cíleným čištěním kritických vnitřních oblastí .

Tento článek vysvětluje hlavní čisticí výzvy u bloků dieselových motorů, roli specializovaných čisticích procesů a to, jak při výběru čisticího stroje pro bloky motorů vzít v úvahu požadavky na čistotu, například velikost částic nebo povrchy bez vodních skvrn.

1. Kde se nacházejí hlavní čisticí výzvy u bloku motoru?

Bloku motoru je konstrukčním jádrem motoru a obsahuje několik různých typů obtížně čistitelných oblastí.

Hlavní olejové průchody

Hlavní olejový kanál je obvykle dlouhý vnitřní kanál, který přivádí mazací olej skrz motor.

Jeho délka, úzké úseky, ohyby a větvení ztěžují dosažení celého kanálu pomocí běžného vnějšího postřikování.

Obráběcí třísky a kontaminace oleje mohou zůstat hluboko uvnitř kanálu, pokud čisticí systém postřikuje pouze vnější povrch.

Vodní plášť

Vodní plášť je velká vnitřní dutina vytvořená při lití.

Lití písek a jiné zbytky mohou zůstat uvnitř dutiny, zatímco poměrně malá vstupní a výstupní otvory mohou ztížit úplné propláchnutí.

Válcové a klikové ložiskové otvory

Válcové a klikové ložiskové otvory jsou přesně obráběné oblasti.

Čištění musí odstranit třísky, ostrohy, olej a jiné nečistoty, aniž by poškodilo obráběné povrchy nárazem nebo poškrábáním.

Hmotnost dílu

Rozměry a hmotnost bloku motoru také ovlivňují konfiguraci zařízení.

Bloku šestiválcového komerčního dieselového motoru může dosahovat hmotnost až 300 Kg , který klade požadavky na nakládání, umísťování, upínací zařízení a manipulaci s materiálem.

Čistící systém proto musí dosáhnout rovnováhy mezi:

Přístupností čištění + nosnou kapacitou + ochranou povrchu

2. Komplexní čištění versus cílené čištění

Základní koncept čištění bloku motoru je:

Komplexní pokrytí + cílené čištění

Komplexní čištění odstraňuje kontaminaci z hlavních vnějších povrchů součásti.

Cílené čištění se zaměřuje na oblasti, kam nelze pomocí běžného postřikového čištění dostatečně proniknout.

Reprezentativní čistící stroj pro šestiválcový dieselový blok motoru využívá mobilní dopravník pro převedení obrobku do čistícího systému.

Robota manipuluje s obrobkem a umisťuje ho do upínacích zařízení v jednotlivých čistících komorách.

Po celkovém čištění provede cílené čištění menší robot vybavený specializovanými tryskami.

K dispozici jsou specializované procesy pro:

• Čištění hlavního olejového kanálu
• Čištění vodních plášťů
• Čištění válcových vložek

Sušení kombinuje vyfukování vzduchem a vakuové sušení , následované ochlazením před vykládkou.

Reprezentativní parametry

• Čas cyklu: 300 sekund
• Maximální hmotnost obrobku: 300 Kg
• Požadavek na velikost částic: ≤ 800 μm
• Zabrané plochy hlavního zařízení: Přibližně 10 × 7 m
• Nakládání/vykládání: Mobilní válečkový dopravník
• Sušení: Odvanění vzduchem + sušení vakuem
• Chlazení: Před vykládkou

Tato konfigurace ukazuje, proč čištění motorového bloku nelze považovat pouze za vnější aplikaci postřikování.

3. Jaké jsou tři specializované procesy čištění?

Každá kritická oblast motorového bloku vyžaduje jiný přístup k čištění.

3.1 Čištění hlavního olejového kanálu

Hlavní olejový kanál je obvykle hluboký, protáhlý otvor.

Klasická postřikovací tryska umístěná mimo součást má omezený přístup k jejím vnitřním povrchům.

Řešením je čištění vkládáním .

Do olejového kanálu je vložena štíhlá tryska, která se pohybuje uvnitř kanálu a zároveň postřikuje čisticí kapalinou.

To umožňuje, aby kapalina působila přímo na kontaminaci přilnavou k vnitřním stěnám a odváděla obráběcí třísky i zbytky oleje z kanálu.

U aplikací s hlubokými otvory je nutné při návrhu procesu zohlednit průměr trysky, hloubku jejího vložení, trajektorii pohybu, tlak, průtok kapaliny i geometrii kanálu.

3.2 Čištění vodního pláště

Vodní plášť může mít poměrně velký vnitřní objem, zatímco jeho otvory jsou relativně malé.

Jednoduché postřikování okolí otvoru nemusí zajistit dostatečnou cirkulaci kapaliny po celém dutém prostoru.

Specializovaný proces čištění vodního pláště může využívat čištění blokováním tlaku nebo nuceným průtokem k vytvoření cirkulace kapaliny uvnitř dutého prostoru.

Tím se usnadňuje odstranění litinového písku a dalších zbytků uvíznutých ve vodním plášti.

3.3 Čištění válcových vložek

Válcové vložky a povrchy pro instalaci válcových vložek jsou přesně obráběné oblasti.

Čisticí proces musí odstranit:

• Obráběcí třísky
• Úlomky vrtáku
• Zbytky oleje
• Jiné viditelné a částicové kontaminace

přičemž se chrání opracované povrchy před poškrábáním nebo nárazy.

Čisticí zařízení a upínací přípravek je proto nutné navrhnout s ohledem na skutečnou geometrii vrtaného otvoru a požadavky na povrch.

Tyto tři procesy plní různé funkce a neměly by být jednoduše považovány za zaměnitelné postřikové operace.

4. Jak posoudit čistotu bloku motoru?

Přijetí čistoty bloku motoru obvykle zahrnuje jak kvantitativní požadavky na čistotu, tak požadavky na vizuální kontrolu .

Požadavek na velikost částic

Pro reprezentativní aplikaci bloku šestiválcového komerčního dieselového motoru je požadavek na velikost částic následující:

≤ 800 μm

To znamená, že maximální stanovená velikost zbytkových částic nesmí překročit 800 mikrometrů podle dohodnuté metody testování čistoty.

Účelem je zabránit tomu, aby v kritických průchodech zůstaly poměrně velké částice, například obráběcí třísky, a potenciálně vnikly do mazacích systémů.

Skutečný požadavek se však může lišit mezi jednotlivými modely motorů a výrobci.

Konečná hodnota by proto měla být stanovena podle specifikace čistoty a metody testování zákazníka.

Povrch bez vodních skvrn

Vizuální kontrola může také vyžadovat:

Žádné zřetelně viditelné vodní skvrny na vnějších površích ani vnitřních průchodech po čištění a usušení.

Tento zdánlivě jednoduchý požadavek má přímé důsledky pro návrh zařízení.

Znamená to, že sušící systém musí zpracovávat nejen vystavené vnější povrchy, ale také vnitřní průchody a dutiny.

Odvanění vzduchem může odstranit povrchovou vodu, zatímco sušení ve vakuu může pomoci vyřešit zbytkovou vlhkost v těžko přístupných vnitřních oblastech.

Ochrana polohovacích a upínacích ploch

Polohovací a upínací plochy mohou také muset zůstat volné od:

• Nárazových stop
• Škrábance
• Jiného viditelného poškození

To klade požadavky na geometrii přípravku, velikost upínací síly, přesnost polohování a manipulaci s obrobkem.

5. Měla by být velikost částic jednotným požadavkem?

Ne nutně.

Různé oblasti motorového bloku mohou mít různou citlivost na kontaminaci.

Například požadavky na čistotu hlavního olejového kanálu mohou být přísnější než požadavky na poměrně velkou vnější dutinu.

Použití jediného stejného požadavku na velikost částic pro všechny oblasti může proto vést buď k nepotřebně přísným požadavkům pro některá místa, nebo k nedostatečným požadavkům pro jiná místa.

V případě potřeby by specifikace čistoty měly rozlišovat mezi:

• Hlavní olejové průchody
• Vodní plášť
• Válcových vložek
• Jiné kritické průchody
• Vnějších povrchů

Přesná metoda kontroly a limity přijatelnosti by měly být dohodnuty ještě před návrhem zařízení.

6. Jak vybrat stroj na čištění bloků motorů

Při výběru stroje na čištění bloků dieselových motorů je třeba současně posoudit několik parametrů.

1. Hmotnost obrobku

Maximální hmotnost obrobku určuje vhodnou metodu manipulace.

Pro blok motoru třídy 300 kg , lze použít konfiguraci s manipulací robotem a upevněním v komoře.

Těžší součásti mohou vyžadovat jinou kombinaci válečkových dopravníků, těžkých vozíků, robotů nebo jiných manipulačních systémů.

2. Konfigurace olejových kanálů

Geometrie hlavních olejových kanálů má přímý vliv na systém vkládání a čištění.

Důležitými parametry jsou:

• Průměr kanálu
• Délka kanálu
• Směr průchodu
• Pobočky
• Otvory
• Vnitřní geometrie

Tyto parametry určují typ trysky, počet trysek, dráhu vkládání a parametry čištění.

3. Geometrie chladicího pláště

Tvar chladicího pláště a poloha jeho otvorů určují konstrukci uzavíracích přípravků pro tlakové zatížení a systémů čištění s nuceným průtokem.

Zařízení by mělo být navrženo na základě skutečné geometrie součásti, nikoli pomocí obecné konfigurace pro čištění chladicího pláště.

4. Materiál součásti

Litiny a hliníkové slitiny vyžadují pro zpracování odlišné přístupy.

Součásti z hliníkových slitin obvykle vyžadují pečlivější kontrolu tlaku a teploty při čištění, aby nedošlo k poškození povrchu.

Součásti z litiny obvykle snášejí různé podmínky zpracování, avšak skutečný tlak, teplota, chemické složení a doba čištění musí být stále stanoveny prostřednictvím validace procesu.

5. Doba cyklu a uspořádání výrobního prostoru

Dobu cyklu je nutné posuzovat společně s výrobním objemem a logistikou linky.

Typický komerční systém pro čištění bloků vznětových motorů má:

• doba cyklu 300 sekund
• maximální hmotnost součásti 300 kg
• Plošná náročnost zařízení přibližně 10 × 7 m

Uspořádání zařízení je proto třeba posuzovat ve spojení s předchozími obráběcími operacemi, následnou montáží, tokem materiálu, požadavky na jeřáby a manipulaci a dostupným výrobním prostorem.

7. Proč je důležitý kombinovaný proces čištění?

Vysoce kvalitní systém čištění motorového bloku není pouze stroj, který stříká čistící kapalinu na součást.

Systém musí koordinovat následující kroky:

Celkové čištění → Čištění hlavního olejového kanálu → Čištění vodní pláště → Čištění válcových vložek → Oplachování → Odvádění vzduchem → Vysušování ve vakuu → Chlazení

Každá fáze řeší jiný typ kontaminace nebo technologický požadavek.

Celkové čištění zajišťuje široké pokrytí povrchu.

Cílené procesy se zaměřují na hluboké nebo uzavřené oblasti.

Sušení odstraňuje zbytkovou vlhkost.

Chlazení zajistí, že součást dosáhne požadovaného stavu před vykládkou.

Tento integrovaný přístup je zvláště důležitý, pokud konečná specifikace čistoty zahrnuje jak mezní rozměry částic a požadavky na vizuální vodoznak .

Často kladené otázky

Co znamená požadavek na rozměr částic ≤800 μm pro válec motoru?

Znamená to, že podle dohodnuté metody kontroly čistoty nesmí maximální povolená velikost zbytkových částic překročit 800 mikrometrů .

Účelem je zabránit tomu, aby relativně velké obráběcí částice zůstaly v kritických oblastech, jako jsou hlavní olejové kanály.

Přesný mezní rozměr částic se může lišit podle konkrétního modelu motoru a specifikace zákazníka.

Proč vyžaduje hlavní olejový kanál čisticí operaci s vložením nástroje?

Hlavní olejový kanál je hluboký vnitřní průchod.

Čištění zvenku stříkáním má omezenou schopnost dosáhnout nečistot hluboko uvnitř tohoto průchodu.

Čištění s vložením nástroje umísťuje štíhlý tryskovač přímo do průchodu a stříká během pohybu tryskovače skrz otvor, čímž pomáhá odplavit obráběcí třísky a zbytky oleje z vnitřních stěn.

Jak se čistí vodní plášť?

Protože vodní plášť může mít velkou vnitřní dutinu a relativně malá otvory, často je vyžadován specializovaný oběhový proces.

Metody uzavřeného tlaku nebo nuceného průtoku mohou způsobit oběh čisticí kapaliny dutinou a pomoci odstranit litinový písek a jiné zbytky.

Jak se ověřuje požadavek na bezvodní stopy?

Obvykle se ověřuje vizuální kontrolou po čištění a sušení.

Vnější povrchy a přístupné vnitřní průchody nesmí ukazovat zřetelně viditelné zbytky vodních stop.

Splnění tohoto požadavku vyžaduje, aby sušicí systém zpracoval jak vnitřní průchody, tak vnější povrchy.

Jednou z běžně používaných metod pro obtížně sušitelné vnitřní oblasti je sušení ve vakuu.

Liší se čištění hliníkového motorového bloku od čištění litinového bloku?

Ano.

Oba materiály mohou vyžadovat různé parametry čištění – tlak, teplotu a chemické složení.

Složky z hliníkové slitiny obvykle vyžadují pečlivější kontrolu, aby se snížilo riziko poškození povrchu.

Litina snáší různé provozní podmínky, ale skutečné parametry by měly být stále stanoveny prostřednictvím validace procesu na základě konkrétní součásti, kontaminace a požadavků na čistotu.

Vždy poskytuje vyšší tlak při čištění lepší výsledky?

Číslo

Výkon při čištění závisí na více než jen na tlaku.

Geometrie trysky, průtok, úhel dopadu, vzdálenost při čištění, typ kontaminace, geometrie průchodu, chemie čisticího prostředku a doba expozice všechny ovlivňují konečný výsledek.

Správné parametry by měly být stanoveny prostřednictvím testování procesu proti specifikaci čistoty zákazníka.

Závěr

Výběr stroje pro čištění motorových bloků vyžaduje více než porovnání tlaku při čištění nebo doby cyklu.

Trh geometrie bloku motoru, konfigurace hlavního olejového kanálu, konstrukce vodní pláště, požadavky na průměr válců, materiál součástí, hmotnost polotovaru, specifikace čistoty, požadavky na sušení a takt výroby musí být vzájemně zohledněny.

U reprezentativního šestiválcového komerčního dieselového bloku motoru dodala společnost Big Bird Industrial čisticí systém s cyklem 300 sekund, maximální hmotností polotovaru 300 kg, požadavkem na velikost částic ≤800 μm a přibližným rozměrem základny 10 × 7 m .

U zákazníků, kteří vyvíjejí nové procesy čištění bloků motoru, je nejúčinnějším přístupem začít se skutečnými výkresy součástí a specifikací čistoty a poté vyvinout celkový proces čištění, cíleného čištění kanálů, sušení, manipulace a kontroly na základě těchto požadavků.