Mașină de curățare a chiulasei: curățare mantaua de apă pe două posturi și curățare canale ulei

Prezentare generală

O chișcă de cilindru conține o rețea densă de canale de ulei, canale de aer și mantele de apă într-un component relativ compact.

Comparativ cu blocul motorului, chișca de cilindru are în mod tipic pereți mai subțiri, o concentrație mai mare de orificii prelucrate mecanic și mai multe canale interne interconectate. Aceasta face ca accesibilitatea la curățare, controlul presiunii, uscarea și verificarea curățeniei să fie deosebit de importante.

Un proces complet de curățare a chișcii de cilindru poate necesita, așadar, mai multe operațiuni specializate de curățare, nu doar curățarea generală prin pulverizare.

Acest articol analizează patru unități de proces cheie pentru curățarea chișcilor de cilindru diesel, cu accent deosebit pe curățarea cu blocare a presiunii în manta de apă, pe două posturi, și curățarea prin inserție în canalele de ulei .

1. Ce face curățarea chișcii de cilindru diferită?

Chișca de cilindru este unul dintre cele mai dense componente structurale dintr-un motor diesel.

O chișcă de cilindru pentru un motor diesel cu șase cilindri poate conține sute de deschideri și pasaje , cu pasaje pentru ulei, pasaje pentru aer și mantale pentru apă distribuite într-un spațiu relativ limitat.

Aceasta creează trei provocări majore de curățare.

1. Pasaje multiple interconectate

Pasajele pentru ulei, aer și apă de răcire sunt distribuite pe întreaga componentă și pot fi interconectate.

Contaminanții eliminați dintr-o zonă se pot migra potențial într-o altă zonă în timpul curățării.

Procesul de curățare trebuie, așadar, să controleze atât debitul fluidului, cât și evacuarea contaminanților.

2. Pereți relativ subțiri

Capetele de cilindru au, în general, secțiuni mai subțiri decât blocurile masive ale motorului.

Presiunea de curățare, punctele de contact ale dispozitivelor de fixare și forțele de strângere trebuie, prin urmare, selectate cu atenție pentru a evita deformarea sau deteriorarea.

3. Cerințe diferite de curățenie pentru zone diferite

Curățenia capului de cilindru este adesea evaluată folosind criterii de acceptare diferite pentru regiuni diferite.

De exemplu, corpul principal al capului de cilindru și trecerile pentru apă pot avea cerințe diferite privind curățenia și dimensiunea particulelor.

Echipamentul trebuie, așadar, proiectat în jurul specificației reale de inspecție, nu tratând întregul cap de cilindru ca o singură zonă uniformă de curățenie.

2. Patru unități procesuale cheie pentru curățarea capului de cilindru

Un sistem tipic de curățare a capului de cilindru poate combina patru unități procesuale majore:

Curățare turbulentă generală

Un robot transportă piesa printr-o cameră de curățare turbulentă pentru a asigura curățenia generală a suprafeței.

Acest proces elimină contaminanții de pe suprafețele exterioare și de pe deschiderile relativ accesibile.

Curățare cu poziționare dirijată

Un robot mic, echipat cu un ajutaj specializat, vizează deschideri individuale.

Acesta poate ajunge în găuri adânci și în locații greu de curățat eficient prin curățarea generală prin pulverizare.

Curățare prin introducerea unui inserție în canalul de ulei

O duză subțire este introdusă direct în canalul de ulei.

Duză se deplasează prin canal în timp ce pulverizează, permițând fluidului de curățare să acționeze direct asupra contaminanților aderați pe pereții interiori ai canalului.

Curățare prin blocarea presiunii în manta de răcire

Deschiderile mantei de răcire sunt etanșate folosind unelte specializate, după care fluidul de curățare este forțat să treacă prin cavitatea interioară.

Aceasta creează o circulație mai puternică în manta de răcire și ajută la eliminarea nisipului de turnare și a altor reziduuri.

Sistem reprezentativ de chiulasă pentru motor diesel cu șase cilindri

O mașină robotică reprezentativă pentru curățarea chiulaselor combină:

Curățare robotică turbulentă → Curățare cu poziționare direcționată → Curățare prin introducerea unei inserții în canalul de ulei → Curățare prin blocarea presiunii în manta de răcire, cu două stații

Sistemul utilizează benzi transportoare cu role mobile pentru încărcare și descărcare.

Parametri cheie

• Timp de ciclu: 209 secunde/piesă
• Încărcare/Descărcare: Transportul cu roluri mobil
• Curățenie: Manipulare robotică a pieselor
• Curățarea mantalei de apă: Curățare sub presiune pe două stații
• Curățarea trecerilor de ulei: Curățare prin introducere
• Uscare: Suflare robotică țintită + suflare mecanică secundară + uscare în vid
• Răcire: Răcire cu aer rece înainte de descărcare

3. De ce se folosesc două stații de curățare a mantalei de apă?

Mantaua de apă este o cavitate internă mare creată în timpul turnării.

Poate conține cantități semnificative de nisip rezidual din miez și alte contaminanți proveniți din turnare.

O singură operațiune de blocare a presiunii și spălare nu oferă întotdeauna o acoperire suficientă de curățare.

Aconfigurație cu două stații asigură două operațiuni consecutive de curățare a mufei de răcire.

În funcție de componentă și de proiectarea procesului, cele două stații pot fi configurate pentru a:

• Efectua spălarea grosolană și cea fină în mod secvențial
• Acoperi zone diferite ale mufei de răcire
• Ofere o expunere suplimentară la curățare
• Îmbunătăți stabilitatea procesului pentru componente cu reziduuri ridicate

Acest tip de redundanță a procesului poate fi deosebit de util pentru chiulasele turnate.

Nisipul rezidual din turnare nu este doar o problemă estetică. Dacă particulele rămân în interiorul sistemului de răcire și se desprind ulterior în timpul funcționării motorului, acestea pot afecta circuitul de răcire.

Presiunea exactă, debitul, metoda de etanșare și secvența stațiilor trebuie determinate prin validarea procesului specific componentelor.

4. Două criterii diferite de acceptare a curățeniei

O aplicație reprezentativă de curățare a capului de cilindru diesel cu șase cilindri utilizează două grupuri de criterii de curățenie.

Corpul capului de cilindru

Aceasta include zone precum:

• Suprafețele interioare și exterioare
• Pasaje aerodinamice
• Alezi pentru arborele cu came
• Găuri filetate
• Alte zone specificate

Curățenia: ≤220 mg

Dimensiunea particulelor: ≤1,2 mm

Canalele de răcire

Curățenia: ≤700 mg

Dimensiunea particulelor: ≤2,4 mm

Diferența dintre aceste două specificații reflectă caracteristicile funcționale diferite și volumele interne diferite ale celor două regiuni.

Corpul chiului include suprafețe legate de precizie și treceri funcționale în care contaminarea reziduală poate avea un impact mai direct.

Mantaua de răcire are un volum intern mai mare și poate conține o cantitate inițială mai mare de reziduuri provenite din turnare.

Pentru achiziționarea echipamentelor, acordul tehnic trebuie să definească clar:

• Limita fiecărei zone de inspecție
• Metodă de eșantionare
• Metodă de extracție
• Măsurarea curățeniei
• Măsurarea dimensiunii particulelor
• Criterii de acceptare

5. Chiurile pentru vehiculele de pasageri au cerințe diferite

Cerințele pentru chiulasele destinate autoturismelor pot fi semnificativ mai riguroase datorită ratelor mai mari de producție și a specificațiilor de curățenie mai exigente.

O aplicație reprezentativă de curățare a chiulaselor destinate autoturismelor specifică:

• Curățenia sistemului de ulei: ≤16 mg
• Curățenia mantalei de răcire cu apă: ≤10 mg
• Dimensiunea particulelor din orificiul de ulei VCT: ≤300 μm
• Uscare: Suprafață exterioară relativ uscată
• Canalele de ulei: Fără apă reziduală sau lichid de curățare
• Temperatura: Temperatura suprafeței piesei în limite de ±2°C față de temperatura mediului ambiant

Aceasta ilustrează un punct important la selectarea echipamentelor de curățare:

Nu există o specificație universală de curățare pentru chiulase.

Configurația mașinii trebuie elaborată în funcție de piesa reală, volumul de producție, acordul privind curățenia și metoda de inspecție.

6. Cum să alegeți o mașină de curățare a chiulasei

1. Începeți cu specificația de curățenie

Stabiliți mai întâi dacă clientul evaluează separat corpul chiulasei și canalele de răcire.

Dacă zonele diferite au cerințe diferite de curățenie, pot fi necesare procese specializate, cum ar fi curățarea prin introducere și curățarea sub presiune blocată.

Metoda de inspecție trebuie stabilită înainte de finalizarea configurației mașinii.

2. Evaluați timpul de ciclu necesar

Takt-ul de producție influențează în mod semnificativ arhitectura echipamentului.

Pentru chiulasele destinate autoturismelor, un timp de ciclu reprezentativ poate atinge 46 secunde/buc .

Această productivitate ridicată poate necesita utilizarea mai multor roboți care lucrează în paralel.

Pentru un cap de cilindru diesel comercial, un timp ciclic reprezentativ este 209 secunde/piesă , permițând o configurație diferită care combină manipularea pieselor de către robot cu roboți mai mici pentru curățare țintită.

Configurația adecvată depinde de cerințele reale de producție, nu doar de urmărirea celui mai scurt timp ciclic posibil.

3. Controlul deformării

Capetele de cilindru pot conține secțiuni relativ subțiri.

Proiectarea dispozitivelor de fixare trebuie să ofere o susținere corespunzătoare și să evite forțele excesive de strângere localizate.

Presiunea de curățare trebuie, de asemenea, adaptată structurii componentei.

Controlul temperaturii este o altă considerație, deoarece diferențele mari de temperatură pot contribui la deformarea termică.

4. Luați în considerare numărul și distribuția deschiderilor

Un cap de cilindru poate conține sute de deschideri și canale interconectate.

Numărul și locația acestor caracteristici afectează direct:

• Programarea robotului
• Cantitate nozzle
• Cerințele de schimbare a sculelor
• Durata ciclului de curățare
• Proiectarea dispozitivelor

Acești factori trebuie calculați în faza de planificare a procesului, nu după ce arhitectura mașinii a fost deja stabilită.

5. Evaluați sistemul de uscare

Uscarea este deosebit de importantă atunci când specificația de curățenie cere ca pasajele interne să nu conțină apă reziduală sau fluid de curățare.

O combinație de:

Suflare țintită + Suflare mecanică + Uscare în vid

pot aborda atât suprafețele exterioare, cât și pasajele interne dificil de accesat.

Uscarea în vid este deosebit de utilă acolo unde lichidul rezidual este greu de eliminat doar prin suflare obișnuită cu aer.

7. Cum se compară curățarea canalelor de ulei din chiulas cu cea din blocul motor?

Principiul de bază este similar:

Se introduce o duză în canal și se curăță direct peretele interior.

Totuși, configurația echipamentului nu este neapărat aceeași.

Canalele de ulei din chiulas sunt adesea mai scurte și au mai multe ramificații.

Canalele principale de ulei din blocul motor pot fi mai lungi și mai continue.

Prin urmare, următorii parametri trebuie proiectați în funcție de componenta reală:

• Diametrul Duzei
• Adâncimea inserării
• Traseul de mișcare al duzei
• Număr de nuclee
• Presiune de curățare
• Rata de flux
• Secvența canalelor

Principiul de bază este același, dar traiectoria duzei și configurația echipamentului trebuie să corespundă geometriei reale a canalelor.

Întrebări frecvente

De ce necesită manta de răcire a chiulasei curățare sub presiune cu închidere?

Manta de răcire este o cavitate interioară turnată, cu deschideri relativ limitate.

Curățarea obișnuită prin pulverizare externă poate să nu genereze o circulație suficientă a lichidului în întreaga cavitate.

Curățarea sub presiune cu închidere etanșează deschiderile relevante și forțează lichidul de curățare să treacă prin manta de răcire, ajutând la evacuarea nisipului de turnare și a altor reziduuri din cavitate.

De ce se admit limite diferite de curățenie pentru corpul chiulasei și pentru manta de răcire?

Cele două zone au funcții, geometrii și volume interioare diferite.

Corpul chiulasei conține zone funcionale și legate de precizie, cum ar fi trecerile de aer, trecerile de ulei, alezajele pentru axul cu came și suprafețele prelucrate mecanic.

Manta de răcire este o cavitate mai mare, turnată, și poate conține un nivel inițial mai ridicat de reziduuri provenite din turnare.

Prin urmare, pot fi adecvate criterii de acceptare diferite.

Valorile finale trebuie stabilite întotdeauna conform specificației clientului privind curățenia.

Cum se poate controla deformarea capului de cilindru în timpul curățării?

Trebuie acordată o atenție deosebită a trei zone:

1. Proiectarea dispozitivelor — folosiți un suport multi-punct adecvat și evitați strângerea excesivă localizată.
2. Presiune de curățare — stabiliți presiunea în funcție de grosimea pereților și de structura componentei.
3. Control al Temperaturii — evitați diferențele excesive de temperatură, care pot contribui la deformarea termică.

Pentru o aplicație reprezentativă de cap de cilindru pentru vehicule de pasageri, cerința privind temperatura suprafeței este în interiorul 2 °C față de temperatura ambientală .

Este curățarea canalelor de ulei ale capului de cilindru identică cu cea a canalelor de ulei ale blocului motor?

Principiul de bază al curățării prin inserție este același, dar configurația echipamentului diferă.

Canalele de ulei ale capului de cilindru pot fi mai scurte și cu mai multe ramificații, în timp ce canalele principale de ulei ale blocului motor pot fi mai lungi și mai continue.

Proiectarea duzelor și traseele de mișcare trebuie, așadar, elaborate pe baza desenelor reale ale componentei.

De ce se folosește uscarea în vid pentru chiulase?

Suprafețele exterioare pot fi adesea uscate cu ajutorul unui jet de aer convențional, dar apa și lichidul de curățare pot rămâne în interiorul unor canale adânci sau închise.

Uscarea sub vid contribuie la eliminarea lichidului rezidual din zonele interioare greu accesibile.

Aceasta este deosebit de utilă atunci când specificația de curățenie impune ca trecerile pentru ulei sau alte orificii interioare să nu conțină niciun reziduu de apă sau lichid de curățare.

Concluzie

Curățarea chiulaselor necesită o arhitectură de proces mai precisă decât curățarea simplă prin pulverizare generală.

Un sistem reprezentativ de curățare a chiulaselor diesel cu șase cilindri combină curățarea turbulentă generală, curățarea cu poziționare precisă, curățarea prin introducerea în trecerile pentru ulei și curățarea cu blocare sub presiune a mantalei de apă în două stații , urmată de suflare în mai multe etape, uscare sub vid și răcire.

Cheia alegerii mașinii potrivite nu constă pur și simplu în presiunea de curățare sau în durata ciclului.

Echipamentul trebuie proiectat în jurul geometria pasajului, structura mufei de răcire cu apă, grosimea piesei prelucrate, criteriile de acceptare privind curățenia, limitele dimensiunii particulelor, tactul de producție și cerințele de uscare .

Big Bird Industrial dezvoltă sisteme de curățare pentru chiulase pe baza desenelor specifice ale componentelor și a specificațiilor privind curățenia, inclusiv configurații destinate aplicațiilor motoarelor diesel comerciale și motoarelor pentru vehicule de pasageri.