TOPOGRAFIA POWIERZCHNI TULEI CYLINDROWYCH

KOMISJA BUDOWY MASZYN PAN – ODDZIAà W POZNANIU
Vol. 30 nr 2
Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji
2010
JÓZEF GRUSZKA*
TOPOGRAFIA POWIERZCHNI TULEI CYLINDROWYCH
KSZTAàTOWANYCH W PROCESIE GàADZENIA
W artykule przedstawiono pojĊcie topografii powierzchni gáadzi tulei cylindrowej oraz parametry i cechy, które są istotne dla funkcjonowania ukáadu táokowo-cylindrowego w silnikach
spalinowych. Przedstawiono wyniki z badaĔ i analiz powierzchni w ukáadzie 2D i 3D po obróbce
metodą wielostopniowego gáadzenia.
Sáowa kluczowe: topografia powierzchni, tuleja cylindrowa, pomiary
1. WPROWADZENIE
Zadaniem tulei cylindrowej, bĊdącej podstawowym elementem ukáadu táokowo-cylindrowego (TPC) silnika spalinowego, jest utworzenie wspólnie z táokiem i pierĞcieniami táokowymi skutecznego uszczelnienia przestrzeni roboczej
cylindra, w której zachodzą procesy przemiany termodynamicznej spalania oraz
zamiany siáy gazowej na ruch posuwisto-zwrotny. Sam ukáad TPC odpowiada za
zuĪycie oleju i emisjĊ cząstek staáych w spalinach. Dlatego dąĪy siĊ do doskonalenia struktury geometrycznej powierzchni gáadzi, co przyczyni siĊ do zmniejszenia zuĪycia oleju i emisji cząstek staáych [1 – 5].
2. POJĉCIE TOPOGRAFII POWIERZCHNI
Dotychczas pojĊcie topografii byáo znane i stosowane w dziedzinie kartografii, gdzie oznacza konfiguracjĊ powierzchni terenu z uwzglĊdnieniem jego
ksztaátu i wzajemnego poáoĪenia punktów charakterystycznych. Znajduje teĪ
coraz czĊĞciej zastosowanie w budowie maszyn, gáównie za sprawą wymagaĔ co
* Dr inĪ. – MAHLE Sp. z o.o.; Instytut Politechniczny w PWSZ w Kaliszu.
IJ
-*UXV]ND
43#'9&))('#'$54 %)<$5H%#B(43#'%
$7%4') #(4#* 27%4'#"?&2%&3%$
% 3)'#<( #*&'#$ %)(2 7 3&)% 37;'(K 3*5% )3$%6
&) 2) ($#!#)('#*3#'>/@##!3'#4&)%#%L
3#& 2&')%7)%%&) 2) (%&)(#'#*9
4< % 2:3!% 93!% %%'(3%%!#):#2&')%7) 8
*;()3$%653#'
'#
%
&')%7)%# &) 2) ( 3#' $7%4' ) # (4#* 4<(% &5
4:#)%3%L34'%&*#*()%'%%3#&#4#%%' '$54#8
#!(!%$%='%%)(&3#(62%*!%)#%7#*>@34'%&<:<8
2!#%'#*' '$54##!&3#(62%*$#!#)('#*>/@
% 3#&'(! #)%3# 4#%% 4A42#$ % 34&)%# (!%$%=
&3#(62%*M/*#&)2&')%7)%%2&) 2*%) #7%AA'%8
2#&#&27%4 #!'#$9&) 2) (9)%4A()'(!%7A
% 4 $! #)%3# <:<2 !#%'#* 3&)%*# 2=% 3&)%K $#8
!#)('%) #>/@) 2) %)3$%63#'$7%4'*#&)2&')%7)%8
% 3#%* $7%4'#% %% #'%<#$#$9 2):#* &#!%) 32%8
'%%(&+
0(&+#!%)3#& %%>$7%4'#%@%'';'%(')(!<%'3#'
.$+F$3#&&&#!#%4N#6 $& 6%#
ID
7RSRJUDILDSRZLHU]FKQLWXOHLF\OLQGURZ\FK«
# 2 2&')%7)%% &) 2) ( 3#' $7%4' ) # (4#* &;
';'%#''*#!'%:!%)#%7:2&) 2(*(>B#%9&)%9<:<8
23#'#@9*%23#&:)#$'(4#%%<:<2!#8
%'#*!%(&;';'%#'3'#*A#!'%%*#4894 &)38
#$%%##&)3#'!BA;&)&%%:B(%'54'
&2%%*;(97;'#'!BA;(2'(&)%%%&#%C99OE
(#))*
%+
&
<%4%=3'(*5)3:<25&3<%(P&') 2) #A#4() Q++!!')#$&%!#$!%)#%7 >B#&2&)3#@' 2&')%7)%;38
#'; $7%4' 3 % )'('%<#$(! >(& +@ % 2 3!%:
%%'34%)%<(+
% 23!%:%%'(
?4)&6!#%& #!#)%4%%(&&
,-"
&')%7) ) ) # #% % 34&)%# (2: 3!%: 4(72
2;$7A>9ID9JIR!@%A>D9OS+9POR!@!#)4;3'#2*:
33'#'(>D9OS+9POR!@%'%34&)%#(2:3!% 3&)8
A>+9PSS9SR!@ !#)4;)';(4%)23:%(2
3!% %A!#)4;3'#2*:33'#'(>D9OSR!@!#)4;)8
';(>D9IR!@
2&')%7)%# &) 2) ( (& % 3#' $7%4' ) # # !#)4;
36!#) &)(2#*9 % '(&2%# (2 '#&)% )%<% >38
#'5(3'!%@%)A%' 3%%!#):5SNM5YN&;'%'#
!#*&'# B +9 A%4'( &) 2) '# 37%&2#'72#* 3#'
IO
-*UXV]ND
) #%)A3%%!#) 0U &; !#*%B#%'<53 2):3!%8
(
,-$
#&)%##%)AA#4'3!%:3%)A
#)6!#%N% #&6 $#&&!#%& #!#)&
%%!#)
G'<%
3 2):
3!%8 D+
(
!#) #
D
J+
J
JD++
JD+
D+
D
5SN
CP!E
S
9+D
9+P
S9+P
9I
9+
9++
9+D
9+J
9+P
9+
9+O
9+
9+
9+
9
9+
5N
CP!E
S
9O
9OI
9P
9OO
9S
9P
9I
9DD
9IO
9IO
9OJ
9P
9P
9ID
+9O
9P+
5YN
CP!E
S
+9P
+9PJ
+9II
+9P+
+9D
+9JI
+9P
+9S
+9S
+9SD
9+J
9+I
9J
9+P
9I
9P
0U+
CTE
S
D9+
J9SI
D9S
D9
I9P
DPJ
I9P
D9D+
9PD
9S
J9JD
9J
9PD
9PS
9D
9+
0U
CTE
S
IP9+D
II9D
IS9P
II9JP
II9I+
IJ9JD
P9S+
II9+
I9
OS9DI
I9JD
OP9P
OJ9II
OO9O
OD9IP
OO9PI
,-'
!#) #
#&)%##3%%!#):/ 27%4'#
#)6)# $#&&3%%!#)#&)#&(&)#!
D+
D
J+
J
JD++
JD+
D+
D
%%!#)(4#$78
%%!#)(%!3) 4#
A# 4'%7 %%!#)(!#&'%#
%%!#)(
4'%7 A#$
3*#!A
#*#*
6T 6] 6VN
CP!E CP!E CE
6NX 6GV 6WU 6DO 6WG 6GT
6VF 6GU 6EL 6FL
CE C32&M CE CE CqE CP!MP!E C+MP!E CTE CE CE
!!E
+PO
OD
O+
OSD
+D
+O
I
P
+P
S
+OP
+DO
DI+
I
I
+PI
OI
+DD
+
+P+
+PI
89PIJ
8JJ
8+IJ
SO
8PI
8POJ
8D
8JJ
SJ
DD
JII
+P
DPJ
PDS
SPJ
+
+I
+I
+I
+I
+I
+I
+I
+I
+D PIP
+D P
+D 8PID
+D 8PID
+D PO
+D PID
+D PIP
+D 8PD
+D
SD+
I
DP
++P
++
+
+S
SDD D ++J
S+D JJ SPS
JS O +JI
JJ+ +O S+
SPP OP O+I
IJ JSI +PI
++ PD+ +OO
++ PJ +ID
+JS
+
+
+JI
+J
+
+DJ
+P
6YL
CE
SDJ
DOP
DIO
JDI
JJJ
+O
+S
++D
#)4;%%'(<%':3#''2%!#(??'!2&23 &2%8
$#$ %%'% 2&')%7)%# '!#&''## (& '( %
(& 2 3'#4&)% 3'(27%4 %%'( 2&')%7)%% 3#' (& %
34&)%#(2:3!%:3%)A6!#36$%! 3%8
7RSRJUDILDSRZLHU]FKQLWXOHLF\OLQGURZ\FK«
II
)A 27%4'#>(&%@9!%3(2) :3#''3!%:>(&
<@9<%':3#'>(&4@'%%*;##K2;)8
%%3'#' 2&')%7)%#'!#&''##(&'(
0(&<%' 2&')%7)%%3#'L%@36$%!9<@!%3%2) 3#'9@<%'
'2%!#(??94@<%''!2&23 &2%$#$
.$ "3$%3( !%$# )# 6! 6 %@ 36$%!9 <@ ) !%3& 6 )# & 6%#9 @ )#
!%$#6!??%!#%94@)#!%$#6&%$##)!&3(
.#)
) 2) %3#'$7%4') #(4#* 2&')%7)%#*(2 8
%%#&)3#$!%'%:3%%!#)(2&')%7) 9*%23%)A9
2):# )'; %%2)#(&)('; )3$%65 3#' '(*5)( 4 3!%:
%%''%2#&3%%!#):#3'%%3&%K)3$%653#'$7%4'
) #(4#*!B#<(K34&)%;4%&'(%%'7%AA)<$'8
(3#' 27%4'#"?&2%&3%#$
%B# 3%% 3%4'# <%4%= 2%'%7( &5 % 2 3!%:9
&''#$:A &)&%# 6)(9 '<% 3 2): 3!%( %' 3528
&'## <%': '7 ) % 3:%# (2: %%2)#(&)('(
4%3#'!#*&%' B(#!:B()#23!%(
C+E - /#012%9"##66#)6&)#&U %)(6(4##&& 6%#)3$%3(9
L +) )#%)% ?6### #)$( %4 3#)#& 6 -$## $ 6%#&9
0'#&':9%49S9&DDS
CE 12%#03 -9#!#)4(2&')%7)%%3#'(4:&2:&3%8
(923%#9I99&+OO
CE 12 %9 "3$%6% 3#' ) # (4( 2&')%7)%( )#2; %&#;9
LV54'(%4%6##*%-WS(4$&''S9B(#%%&'(92+9'J
<:<2%%&#%(<(4%9S9&JD
CJE 2 9 "3$%6% 3#' !%9%%'%9 44'%7(%#9 0'#&':96(% (8
4%'%)#20'#&'&2#*D9&J+J+O
IP
-*UXV]ND
CDE 3 - 9 37( <:<2 3#' ) # (4#* % 3%%!#)( #2&3%)%(*#
#2$'# 47%4%#$ &2% '%37# &%!'((!9 3%% 42)&2%9 )#2%
'%=&2%9(4'%7%&'(0<'("%&3) S9&I
COE -4566##9/ 4%$#4#&F#& 4%2) ##-)2 $#9LF&(!3& !9
%$#D9&++
%%37(57%40#4%2*J++S
0##'#)L364%<B%#7% &
?G-0G-0
0.?-"/0F.0-"FF/
"-?FG/
!!%(
%%!#)#& %4 6 )% 6#%) #& 6 (4# <#%$ & 6%# %# 6 !# %4 !# !38
)%#!4#(4##4#&$&"%)&&4 #)##U #!#)&6)#%!< &)
#$#&))#%$#6& !3)%4#!&&6)X&)) #)&#X% &)$%&
4#&3)6(4#<#%$& 6%#)3$%3(#3)%4#)#4))&3%%!#)#&%4
6#%) #&9 #&&#)% 6 3&)8(4# &#) 6 )%)( )# )#% !< &) #$#&9 %N#
<##3#&#)#4)&3%3#"#&)#& )&%4%%(&#&6)#& 6%#)3$%3()#%4
6$ %)&%6)#%)#%)!#))%! )&)%$#$!#)49%N#<##3#&#)4
7182L& 6%#)3$%3(9(4##9!#%& #!#)&