Technologia kadłubów
Ze względu na wielką różnorodność kadłubów silników spalinowych w rozdziale tym ograniczymy się do omówienia jedynie technologii kadłubów chłodzonych wodą, rzędowych silników samochodowych i ciągnikowych, przy czym większość uwag dotyczących tych ostatnich będzie również słuszna w odniesieniu do silników przemysłowych małej mocy. Kadłuby wymienionych typów silników mają najczęściej blok cylindrowy odlany łącznie z górną częścią skrzynki korbowej. Różnice ich konstrukcji są uwarunkowane następującymi głównymi czynnikami:
1)typem silnika (zapłon iskrowy czy samoczynny),
układem rozrządu,
konstrukcją cylindra.
Silniki samochodowe i ciągnikowe z zapłonem iskrowym budowane są jako dolnozaworowe (zawory w kadłubie) i górnozaworowe (zawory w głowicy). W pierwszym przypadku najczęściej spotyka się kadłuby bez wstawianych tulei cylindrowych (przykład takiego kadłuba pokazany był na rys. 30) i niekiedy z tulejami suchymi; kadłuby takich silników wykonuje się bardzo często ze wstawianymi gniazdami zaworowymi. W drugim przypadku zwykle stosuje się tuleje mokre.
Silniki samochodowe, ciągnikowe i przemysłowe z zapłonem samoczynnym budowane są z reguły jako górnozaworowe z wstawianymi tulejami mokrymi (w silnikach czterosuwowych) lub suchymi (w silnikach dwusuwowych).
Warunki techniczne omówimy na przykładzie kadłuba dolnozaworowego silnika samochodowego bez wstawianych tulei cylindrowych.
Dokładność obróbki otworów cylindrowych zawiera się w granicach tolerancji odpowiadających klasom 2r3, przy czym na podstawie tego wymiaru przeprowadza się selekcję kadłubów na 345 grup. Dopuszczalna stożkowość i owalność tych otworów wynosi 0,0140,025 mm na całej długości gładzi cylindrowej.
Otwory na cienkościenne panewki łożysk głównych wykonuje się z dokładnością odpowiadającą klasie 1, a otwory na osadzenie wałka rozrządu — z dokładnością odpowiadającą klasie 2. W obu tych przypadkach stoż
kowość i owalność nie powinna przekraczać 70% tolerancji wymiaru danego otworu. Spośród innych otworów dokładnie (w klasie 2 lub 2a) obrabia się również otwory w prowadnikach zaworowych wprasowanych w kadłub.
Dopuszczalne odchyłki kształtu wyznacza się w przypadku kadłuba nie tylko dla powierzchni walcowych, ale również dla obrabianych płaszczyzn podstawowych; mianowicie dopuszczalne odchyłki od prostoliniowości (płaskości) na całej ich długości wynoszą odpowiednio: dla płaszczyzn górnej i dolnej 0,0270,08 mm, dla płaszczyzn czołowych 0,0870,12 mm i dla płaszczyzn bocznych 0,1570,3 mm.
Dopuszczalne odchyłki położenia wahają się zwykle w następujących granicach:
2)odchyłka od prostopadłości osi cylindrów względem osi wału korbowego — 0,03rt0,07 mm na całej długości cylindrowej;
odchyłka od równoległości otworów na wał korbowy i otworów na wałek rozrządu — 0,08r70,15 mm na całej długości kadłuba;
3)bicie stożkowej powierzchni gniazda zaworowego względem osi otworu prowadnika zaworowego — 0,015k0,04 mm.
Wymagania co do gładkości najważniejszych obrabianych powierzchni są następujące: gładź cylindrowa — według klasy IOt12, otwory na cienkościenne panewki łożysk głównych — według klasy 9 lub 10, otwory na wałek rozrządu — według klasy 7, stożkowa powierzchnia gniazda zaworowego — według klasy 9 lub 10 i wreszcie otwory w prowadnikach oraz otwory na popychacze zaworowe — według klasy 7 lub 8.
Dobór materiału na kadłub uzależniony jest od jego konstrukcji. Materiałem stosowanym na kadłuby z wstawianymi tulejami cylindrowymi i wstawianymi gniazdami zaworowymi (lub kadłuby silników górnozaworowych) jest najczęściej żeliwo perlityczne. Do odlewania kadłubów bez wstawianych tulei cylindrowych zwykle używa się żeliwa stopowego o następujących skojarzeniach składników stopowych: NiCr, NiCrMo, CrMo i MoCu.
Stopy lekkie na kadłuby mogą być stosowane tylko w przypadku silników ze wstawianymi żeliwnymi tulejami cylindrowymi. Zwykle używany jest silumin o składzie: Si — 9f13,5%, Mn — 0,470,6%, Mg — 0,170,5% i reszta Al.
Jak poprzednio wspominaliśmy, w kadłubach silników dolnozaworowych bardzo często stosuje się wstawiane gniazda zaworów wydechowych i w ten sposób znacznie przedłuża się czas pracy kadłuba. Gniazda te wykonuje się z żaroodpornych stopowych żeliw lub stali o dużej zawartości wolframu i chromu, a niekiedy i niklu.