Technologia tulei cylindrowych
Istnieją dwa zasadnicze rodzaje tulei cylindrowych: mokre i suche. Mokrymi nazywamy tuleje bezpośrednio omywane wodą chłodzącą, suchymi natomiast — takie tuleje, które nie stykają się bezpośrednio z wodą chłodzącą.
Przykład mokrej tulei cylindrowej silnika ciągnikowego pokazano na rys. 399. Ustalenie mokrej tulei w kadłubie odbywa się najczęściej w dwóch miejscach: powierzchnią 1 w płycie górnej i powierzchnią 2 w płycie dolnej kadłuba. W kierunku osiowym tuleję ustala się na powierzchni czołowej kołnierza 3, dociskanego do górnej płyty kadłuba za pomocą głowicy silnika. Na dolnym odcinku tulei wykonuje się często rowki 4 do osadzenia gumowych pierścieni uszczelniających.
Tuleje suche można podzielić na
dwie zasadnicze grupy: tuleje trudno
wymienne, tj. wciskane w kadłub, oraz
tuleje łatwo wymienne, które po całkowitym obrobieniu osadza się w kad
łubie suwliwie. Przykładem tulei łatwo
wymiennej jest tuleja silnika JAZ204
(patrz rys. 52a), którą osadza się w ka
dłubie z luzem wahającym się od 0 do
0,05 mm.
Wymagana dokładność obróbki charakteryzuje się następującymi danymi.
Dokładność obróbki otworu tulei cylindrowej odpowiada zwykle klasie drugiej, a w szybkobieżnych silnikach samochodowych — często nawet klasie pierwszej. W celu uproszczenia obróbki w wielu przypadkach tuleje
cylindrowe dzieli się na kilka grup selekcyjnych w granicach 0,01270,025 mm. Dopuszczalna owalność i stożkowość otworu tulei na całej jego długości wynosi przeciętnie 0,0170,04 mm. Tolerancje średnicy zewnętrznej powierzchni ustalającej odpowiadają klasom 273, przy czym większa dokładność dotyczy tulei suchych.
Dopuszczalne bicie powierzchni czołowej kołnierza względem powierzchni otworu tulei zawiera się w granicach 0,0270,05 mm, a dopuszczalne bicie zewnętrznej powierzchni ustalającej względem tego samego otworu — w granicach 0,0370,05 mm dla tulei suchych i 0,0570,1 mm dla tulei mokrych.
Gładkość powierzchni wewnętrznej tulei, tj. gładzi cylindrowej, odpowiada zwykle klasie 9 lub 10, natomiast zewnętrzne powierzchnie ustalające obrabia się do gładkości odpowiadającej klasie 7 lub 8.
Materiał na tuleje powinien odznaczać się przede wszystkim dużą odpornością na ścieranie i na korozję oraz dobrą obrabialnością. Wymaganiom tym odpowiada żeliwo szare z osnową perlityczną lub wysokostopowe żeliwo austenityczne.
Typowy skład żeliwa szarego jest następujący: C — 3,173,4% (z czego na węgiel związany przypada 0,670,8%), Si — 2,072,4%, Mn—0,6170,9%, Cr — 0,2H0,35%, Ni > 0,2%, P < 0,2% i S < 0,12%. Mikrostruktura takiego żeliwa powinna się składać z osnowy perlitycznej i równomiernie rozmieszczonych w niej średnich i drobnych wtrąceń grafitu. Ponadto w strukturze mogą występować drobne wtrącenia eutektyki fosforowej oraz niewielkie skupienia ferrytu.
Żeliwo austenityczne, zawierające np. 12715% niklu, 577% miedzi i l,5f2,5% chromu, odznacza się dużą odpornością na korozję i ścieranie. Tuleje wykonane z takiego żeliwa są drogie, lecz otrzymane wyniki wskazują, że wysokie koszty opłacają się, zwłaszcza przy niekorzystnych warunkach pracy, dzięki długiemu okresowi pracy tulei.
Odporność na ścieranie tulei żeliwnych można zwiększyć przez azotowanie lub elektrolityczne chromowanie, jednak zabiegi te stosowane są rzadko.
W silnikach lotniczych w szerokim zakresie stosowane są azotowane tuleje stalowe; spotyka się je również niekiedy w silnikach samochodowych jako tuleje suche. Tuleje azotowane wykonuje się ze specjalnych stali stopowych chromowoaluminiowych lub chromowomolibdenowych, których ścieralność jest w przybliżeniu 2,5krotnie mniejsza niż żeliwnych.