Silnik spalinowy

Kluczowe komponenty z zakresu ICE

Głowica cylindrów

Głowica cylindrów

W samochodach osobowych głowica cylindrów jest zazwyczaj odlewana ze stopów aluminium, przy czym w zależności od paliwa silnika konstrukcja i cechy obrabiane różnią się nieznacznie. Jest ona umieszczana na skrzyni korbowej i odpowiada za dostarczanie paliwa i świeżego powietrza. Ze względu na niezwykle wysokie wymagania jakościowe i tolerancyjne głowica cylindrów jest najbardziej wymagającym elementem do obróbki skrawaniem w produkcji silników. Dzięki precyzyjnemu sterowaniu zaworami w układzie rozrządu lub minimalnym stratom tarcia w łożyskach wałków rozrządu zużycie paliwa, a tym samym emisja spalin, są zmniejszane już przed procesem spalania.

Najważniejsze operacje obróbki:

• Mechanizm zaworowy
• Otwór wtryskiwacza
• Otwór łożyska wałka rozrządu
• Frezowanie płaskie
• Otwór świecy zapłonowej

Skrzynia korbowa

Skrzynia korbowa

Skrzynia korbowa cylindra, zwana również blokiem silnika, jest centralnym elementem każdego silnika spalinowego. W zależności od modelu pojazdu i wielkości silnika istnieje wiele różnych typów konstrukcji i rozmiarów, od 2-cylindrowego silnika rzędowego do 12-cylindrowego silnika w układzie V. Ze względu na przewagę wagową w przemyśle motoryzacyjnym stosuje się obecnie głównie stopy aluminium. Zmusza to producentów samochodów do stosowania tulei odlewanych lub powłok odpornych na zużycie, zwłaszcza w przypadku otworów cylindrów, aby zagwarantować wysoką wydajność. W związku z tym producenci narzędzi coraz częściej mają do czynienia z obróbką mieszaną lub powłokami o wysokiej ścieralności. Wraz ze wzrostem ciśnienia spalania w nowoczesnych silnikach rosną również wymagania dotyczące obciążeń mechanicznych i termicznych, co między innymi prowadzi do wzrostu wymagań jakościowych dotyczących obrabianych elementów. 

Najważniejsze operacje obróbcze:

• Otwór cylindra
• Otwór łożyska wału korbowego
• Honowanie

Korbowód

Korbowód

W przypadku tłoczysk, które są narażone na duże obciążenia, stosuje się materiały stalowe o wysokiej wytrzymałości, takie jak 70MnVS4 lub C70. Ruch liniowy tłoków jest przekształcany w ruch obrotowy wału korbowego. Aby zmniejszyć masę ruchomą podczas pracy silnika, ciężar elementów konstrukcyjnych jest ograniczony do minimum. W ten sposób na przestrzeni lat powstała ogromna różnorodność wariantów, na przykład kształty równoległe, trapezowe lub schodkowe, które wymagają różnych sposobów wiercenia, zwłaszcza podczas obróbki małych oczek korbowodu. Ze względu na ogromną liczbę produkowanych sztuk, producenci kładą szczególny nacisk na ekonomiczność produkcji seryjnej.

Najważniejsze operacje obróbki:

• Duże oko
• Małe oko
• Otwór na śrubę

Turbosprężarka

Turbosprężarka

Aby zwiększyć wydajność i moc nowoczesnych silników spalinowych, obecnie coraz częściej stosuje się turbosprężarki. Dzięki sprężonemu dopływowi powietrza przez turbosprężarkę zwiększa się sprawność silników, a jednocześnie zmniejsza się emisja spalin. Przy prędkościach obrotowych do 300 000 obr./min konieczne jest bezwzględne przestrzeganie wymagań jakościowych, zwłaszcza w zakresie współosiowości i okrągłości. Niezwykle ścierne, wysokostopowe materiały, szczególnie po stronie spalin, wymagają przy projektowaniu narzędzi najwyższej odporności na zużycie narzędzi skrawających. Jeśli w tym celu zwiększy się żywotność narzędzi przy różnych obróbkach nawet o kilka elementów, przyniesie to producentom ogromne korzyści finansowe. 

Najważniejsze operacje obróbcze:

• Powierzchnia przyłączeniowa obudowy turbosprężarki
• Obudowa turbiny
• Otwór na sworzeń sterujący
• Wewnętrzny kontur turbiny i opaska V-Band
• Obróbka przyłącza

Dźwignia przechylna/przeciągająca

Dźwignia przechylna/dźwignia ciągnąca

Ważnym czynnikiem wpływającym na wydajność i sprawność silników spalinowych jest precyzyjne sterowanie zaworami dolotowymi i wydechowymi. W motoryzacji zazwyczaj steruje się czterema zaworami na cylinder, z których dwa sterują dopływem świeżego powietrza lub mieszanki paliwowo-powietrznej, a pozostałe dwa sterują wydechem spalin. W zależności od konstrukcji silnika, w układach sterowania zaworami OHV i SOHC stosuje się różne dźwignie wahliwe lub (rolkowe) dźwignie ciągnące, aby zminimalizować tarcie i związane z nim zużycie części ruchomych. Ponadto za pomocą zintegrowanych krążków regulacyjnych można ustawić i wyregulować luz zaworowy, aby zagwarantować optymalny proces spalania i zapobiec ewentualnym uszkodzeniom silnika.

Najważniejsze operacje:

• Otwór łożyskowy
• Otwór pasowany

Szyna

Szyna

W silnikach wysokoprężnych znanych jako Common Rail, a obecnie również w co drugim nowym samochodzie z silnikiem benzynowym, paliwo jest wtryskiwane do komory spalania za pomocą wydajnych układów bezpośredniego wtrysku. Mieszanka paliwowo-powietrzna powstaje tutaj dopiero w komorze spalania. Pozwala to uzyskać silniki benzynowe o większej mocy przy zmniejszonym zużyciu paliwa i niższej emisji spalin. Rosnące wymagania dotyczące ciśnienia, sięgające nawet 2500 barów, decydują o zastosowaniu materiałów o średniej lub dużej trudności obróbki, takich jak stal odlewana lub stal szlachetna.

Najważniejsze operacje obróbki:

• Otwór centralnej szyny
• Otwór wtryskiwacza / przekazanie wtryskiwacza
• Przyłącze wysokociśnieniowe
• Obróbka końcówek

Wał korbowy

Wał korbowy

Podstawowa konstrukcja wału korbowego zależy w dużej mierze od liczby cylindrów i konstrukcji silnika. Jednak w celu zmniejszenia emisji spalin wały, które są zazwyczaj kute, muszą być coraz lżejsze. W związku z tym podczas produkcji tych i tak już skomplikowanych elementów konieczne są dodatkowe operacje obróbcze. Ponadto, ze względu na rosnące ciśnienie spalania w nowoczesnych silnikach, wał korbowy jest stale narażony na zwiększone obciążenia zginające i skrętne, co wiąże się z podwyższonymi wymaganiami jakościowymi.

Najważniejsze operacje obróbki:

• Centralny otwór odciążający
• Otwór kanału olejowego
• Obróbka końcówek