Czyszczenie głowy cylindra silnika wysokoprężnego: zintegrowane czyszczenie kanałów olejowych i zatłaczanie podciśnieniowe przestrzeni wodnej w celu osiągnięcia czystości ciała do ≤220 mg

Przegląd

Głowy cylindrów silników wysokoprężnych łączą w sobie kanały dolotowe i wydechowe, kanały olejowe, otoczki chłodzące wodą, otwory pod wałek rozrządu, obszary gniazd zaworów oraz wiele otworów wykonanych frezowaniem w złożonej strukturze odlewanej. Dlatego głowy cylindrów należą do najtrudniejszych do oczyszczenia komponentów silnika po obróbce skrawaniem.

Aby skutecznie usunąć zanieczyszczenia zarówno z powierzchni łatwo dostępnych, jak i z przewodów wewnętrznych, Big BIrd Industrial rozwinęła zintegrowane rozwiązanie do czyszczenia głów cylindrów, łączące robotyczne czyszczenie turbulentne, celowane czyszczenie pod wysokim ciśnieniem, czyszczenie kanałów olejowych za pomocą wkładanych narzędzi oraz czyszczenie otoczek chłodzących wodą przy użyciu zatyczek ciśnieniowych.

Rozwiązanie to zaprojektowano tak, aby osiągnąć poziom czystości korpusu na poziomie ≤220 mg oraz oraz poziom czystości otoczek chłodzących wodą na poziomie ≤700 mg , przy czasie cyklu produkcyjnego wynoszącym 209 sekund na sztukę .

1. Dlaczego głowy cylindrów silników wysokoprężnych są trudne do oczyszczenia?

Głowa cylindra zawiera wiele wzajemnie połączonych kanałów i wewnętrznych wnęk, w tym:

• Kanały dolotowe i wydechowe

• Kanały oleju smarowego

• Obiegi wody chłodzącej

• Gniazda wałka rozrządu

• Obszary gniazd zaworów

• Otwórki gwintowane i obrobione skrawaniem

Po obróbce skrawaniem te obszary mogą zachowywać wiórkę metalową, odpadki z procesu obróbki, piasek odlewowy oraz inne zanieczyszczenia. Konwencjonalne zewnętrzne czyszczenie strumieniowe może nie skutecznie docierać do głębokich kanałów, otworów ślepych ani zamkniętych wnęk.

Różne typy pozostałości zanieczyszczeń mogą również wiązać się z różnymi zagrożeniami.

Cząstki pozostające w kanałach powietrza mogą przedostać się do układu spalania i przyczyniać się do nietypowego zużycia. Zanieczyszczenia w kanałach oleju mogą zakłócać smarowanie w okolicach wałka rozrządu i elementów mechanizmu zaworowego. Resztki w obiegach wody chłodzącej mogą utrudniać cyrkulację chłodziwa.

Z tego powodu wysokowydajne czyszczenie głowy cylindra zwykle wymaga kombinacja ogólnego czyszczenia i skierowanego czyszczenia wewnętrznych przewodów , zamiast polegać na jednej fazie czyszczenia strumieniowego.

2. Zintegrowany proces czyszczenia głowy cylindra

Linia do czyszczenia głowy cylindra firmy Big Bird Industrial łączy wiele procesów czyszczenia i suszenia, aby skutecznie usuwać zanieczyszczenia z różnych obszarów przedmiotu obrabianego.

Automatyczne ładowanie i rozładunek

Zmotoryzowane taśmy transportowe z wałkami automatycznie przenoszą głowy cylindrów między stacjami procesowymi, zapewniając ciągłość produkcji i ograniczając konieczność ręcznego manipulowania.

Czyszczenie turbulencyjne z użyciem robota

Robot chwyta i przesuwa głowę cylindra podczas intensywnego czyszczenia. Ten proces zapewnia wielokierunkowe działanie czyszczące na powierzchniach zewnętrznych oraz większych, łatwo dostępnych obszarach przedmiotu obrabianego.

Celowe czyszczenie pod wysokim ciśnieniem

Konkretnym obszarom, takim jak strefy siedzisk zaworów i otwory pod śruby, stosuje się skierowane czyszczenie pod wysokim ciśnieniem w celu usunięcia lokalnie występujących odpadów po obróbce, które mogą nie zostać skutecznie usunięte podczas ogólnego czyszczenia.

Czyszczenie przewodów olejowych z wkładkami

Specjalistyczne dysze są wkładane bezpośrednio do kanałów olejowych, aby dostarczać płyn czyszczący pod wysokim ciśnieniem do wnętrza głębokich i wąskich kanałów.

Ten proces rozwiązuje typowy problem czyszczenia głowicy cylindra:

Jak usunąć zanieczyszczenia z kanałów, których nie można osiągnąć za pomocą konwencjonalnego zewnętrznego natrysku?

Umieszczając dyszę czyszczącą bezpośrednio w kanale, system generuje skoncentrowane działanie czyszczące wzdłuż wewnętrznej ściany, co pomaga usunąć wióry i inne pozostałości po obróbce.

Ciśnieniowe zatkanie otworów w płaszczu chłodniczym

Stacja czyszczenia płaszcza chłodniczego wykorzystuje dedykowane uchwyty do uszczelniania otworów przewodów chłodzących.

Zatkanie płaszcza chłodniczego pod ciśnieniem powoduje, że płyn czyszczący jest zmuszany do przepływu przez zamkniętą przestrzeń, generując silniejszą wewnętrzną turbulencję. Dzięki temu łatwiej usunąć piasek odlewniczy, wióry oraz inne zanieczyszczenia z złożonych powierzchni wewnętrznych.

System wykorzystuje dwie stacje czyszczenia płaszcza chłodniczego w celu zapewnienia wymaganej zdolności produkcyjnej.

Wieloetapowe suszenie

Po czyszczeniu głowa cylindra podlega:

1. Skierowane dmuchanie powietrzem

2. Wtórnej mechanicznej dmuchaniu powietrzem

3. Suszenie próżniowe

Suszenie próżniowe jest szczególnie skuteczne w wąskich przewodach, takich jak kanały olejowe i powietrzne, gdzie tradycyjne dmuchanie powietrzem może pozostawić pozostałą wilgoć.

Chłodzenie

Kontrolowane chłodzenie zimnym powietrzem obniża temperaturę przedmiotu obrabianego przed jego wyjęciem oraz kolejnymi procesami produkcyjnymi.

3. Kluczowe parametry techniczne

Wymagania dotyczące czystości korpusu obejmują obszary zewnętrzne i wewnętrzne głowicy cylindra, w tym kanały powietrzne, otwory wałka rozrządu, gwintowane otwory oraz inne określone obszary.

4. Czyszczenie przewodów olejowych za pomocą wkładów + czyszczenie płaszcza chłodzącego pod ciśnieniem przy użyciu zatyczek

Dwa procesy czyszczenia wewnętrzne są szczególnie istotne dla złożonych głowic cylindra silnika wysokoprężnego.

Czyszczenie przewodów olejowych za pomocą wkładów: dotarcie do głębokich przewodów wewnętrznych

Głównym wyzwaniem czyszczenia przewodów olejowych jest dostępność.

Głębokie i wąskie przewody mogą uniemożliwić konwencjonalnym dyszom natryskowym dostarczenie wystarczającej siły czyszczącej do obszarów zanieczyszczenia.

Proces wstrzykiwania i czyszczenia wykorzystuje dedykowane, wydłużone dysze, które wchodzą do kanału olejowego i dostarczają płynu czyszczącego pod wysokim ciśnieniem bezpośrednio do wnętrza kanału.

To pozwala usunąć:

• Odpadki po obróbce skrawaniem

• Cząstki metalu

• Pozostałe zanieczyszczenia

• Zanieczyszczenia przyczepione do ścian wewnętrznych kanałów

Czyszczenie zatkanego płaszcza chłodzącego metodą zatrzaskową pod ciśnieniem: czyszczenie zamkniętych wnęk

Płaszcz chłodzący stwarza inne wyzwanie: jego złożona geometria wewnętrzna utrudnia bezpośredni strumień czyszczący.

Metoda zatrzaskowa pod ciśnieniem polega na uszczelnieniu odpowiednich otworów płaszcza chłodzącego za pomocą dedykowanego wyposażenia przed wprowadzeniem płynu czyszczącego.

Zamknięta wnęka umożliwia płynowi czyszczącemu generowanie silniejszej turbulencji oraz uderzeń w powierzchnie wewnętrzne, co pomaga usunąć:

• Piasek do odlewania

• Odpadki żelazne

• Reszt po obróbce

• Inne zanieczyszczenia cząstkowe

Połączenie tych dwóch technologii pozwala systemowi czyszczącemu rozwiązać dwa różne problemy związane z czyszczeniem wnętrza:

Czyszczenie przewodów olejowych → głębokie i wąskie przewody

Czyszczenie otworów chłodzących przy użyciu zatyczek ciśnieniowych → złożone zamknięte kawerny

To połączenie stanowi podstawę procesową umożliwiającą osiągnięcie zróżnicowanych wymagań dotyczących czystości w głowicy cylindra.

5. Dlaczego łączyć czyszczenie robotyczne ze specjalistycznym czyszczeniem wnętrza?

Głowicę cylindra nie można skutecznie oczyścić, stosując ten sam sposób czyszczenia do każdej jej części.

Różne strefy zanieczyszczeń wymagają różnych mechanizmów czyszczenia.

Wynikiem jest zintegrowany proces, a nie pojedyncza operacja czyszcząca.

Dla elementów silników wymagających wysokiej czystości, różnicowanie procesu jest kluczowe dla osiągnięcia stabilnych i powtarzalnych efektów czyszczenia .

6. Typowe zastosowania

To zintegrowane rozwiązanie do czyszczenia zostało zaprojektowane głównie do głowic silników wysokoprężnych , w tym głowic stosowanych w układach napędowych pojazdów komercyjnych i ciężkich aplikacjach napędowych.

Urządzenie można konfigurować do różnych geometrii głowic oraz wymagań produkcyjnych poprzez programowalne parametry czyszczenia i dedykowane narzędzia.

Typowe zastosowania obejmują:

• Głowice sześciocylindrowych silników wysokoprężnych

• Komponenty układów napędowych pojazdów komercyjnych

• Komponenty ciężkich silników wysokoprężnych

• Precyzyjnie obrobione głowice cylindrowe

• Komponenty silników wymagające określonych specyfikacji czystości

7. Często zadawane pytania

Dlaczego wymagania dotyczące czystości głowic cylindrowych są podzielone na specyfikacje części zewnętrznej i kanału chłodzącego?

Różne kanały pełnią różne funkcje i wiążą się z różnymi ryzykami zanieczyszczenia.

Obszary takie jak kanały powietrzne, otwory wałka rozrządu oraz gwintowane otwory mogą wymagać surowszych wymagań dotyczących czystości, ponieważ mają bezpośredni wpływ na spalanie, smarowanie, montaż lub połączenia komponentów.

Kanały chłodzące wspierają głównie układ chłodzenia, dlatego dopuszczalne granice zanieczyszczeń mogą w ich przypadku być inne.

Z tego powodu producenci silników często określają osobne wymagania dotyczące czystości dla różnych stref funkcyjnych.

Jak działa czyszczenie kanałów chłodzących za pomocą zatyczek ciśnieniowych?

Specjalistyczne uchwyty uszczelniają otwory kanałów chłodzących przed wprowadzeniem cieczy czyszczącej.

Zamknięta przestrzeń umożliwia cieczy czyszczącej generowanie silniejszej turbulencji oraz uderzeń w powierzchnie wewnętrzne. Dzięki temu łatwiej usuwa się piasek odlewniczy, opiłki żelazne oraz inne zanieczyszczenia stałe przed odprowadzeniem cieczy.

Dlaczego do główek cylindrowych stosuje się suszenie pod próżnią?

Głowice cylindra zawierają wąskie kanały, w których tradycyjne dmuchanie powietrzem może nie usunąć całkowicie pozostałości wody.

Suszenie próżniowe obniża temperaturę wrzenia wody przy zmniejszonym ciśnieniu, przyspieszając parowanie z wewnętrznych kanałów.

To pomaga zminimalizować pozostałą wilgoć w kanałach powietrza i oleju oraz zmniejsza ryzyko korozji lub problemów z późniejszą montażem.

Jakie typy głowic cylindra można czyścić za pomocą tego systemu?

Rozwiązanie jest przeznaczone głównie do głowic cylindra silników wysokoprężnych, w tym sześciocylindrowych głowic cylindra silników wysokoprężnych stosowanych w pojazdach komercyjnych i układach napędowych o dużej mocy.

Parametry czyszczenia, oprzyrządowanie i programy mogą być konfigurowane zgodnie z różnymi projektami głowic cylindra oraz wymaganiami produkcyjnymi.

Podsumowanie

Złożone głowice cylindra silników wysokoprężnych wymagają więcej niż tradycyjnego zewnętrznego czyszczenia strumieniem.

Łącząc czyszczenie turbulentne z wykorzystaniem robotów, celowane czyszczenie pod wysokim ciśnieniem, czyszczenie kanałów olejowych przez ich wstawianie, czyszczenie płaszcza chłodniczego z zastosowaniem zatyczek ciśnieniowych, wielostopniowe suszenie oraz chłodzenie , Big Bird Industrial oferuje zintegrowane rozwiązanie czyszczące do spełnienia wymagających norm czystości główek cylindrowych.

Z czasem cyklu produkcyjnego 209 sekund na sztukę , czystością karoserii ≤220 mg , oraz czystością kanałów chłodzących ≤700 mg , to rozwiązanie zaprojektowano tak, aby wspierać masową produkcję komponentów silników wysokoprężnych, jednocześnie radząc sobie z zanieczyszczeniami zarówno na łatwo dostępnych powierzchniach, jak i w złożonych przewodach wewnętrznych.

Big Bird Industrial oferuje dostosowane rozwiązania przemysłowe do czyszczenia i inspekcji wizyjnej dla zastosowań motocyklowych oraz precyzyjnej produkcji.