Zylinderlaufbuchsen für Dieselmotoren: Vorteile und Verwendung

Eine gründliche Wartung und sorgfältige Auswahl der Motorkomponenten sichert die Langlebigkeit der Maschine, resultiert in geringeren Wartungs­kosten, reduziert die Stillstandzeiten aufgrund von Defekten und steigert die Produktivität. In diesem Artikel zeigen wir, wie und warum die Zylinderlaufbuchsen, auch Mäntel oder Liners genannt, einen wertvollen Beitrag dazu leisten.

Arten von Zylinderlaufbuchsen und Vorteile ihrer Verwendung

Die Buchsen sind zylindrische Verkleidungen, die eine dünne Ölschicht auf der Oberfläche der Innenwand halten können und in die Zylinder des Motorblocks eingesteckt werden, um sie vor Verschleiß durch den Lauf der Kolben zu schützen. Im Gegensatz zu anderen, weniger schweren Anwendungen werden in den meisten Fällen bei Motorblöcken von Industriemaschinen Zylinder mit Zylinderlaufbuchsen verwendet, anstatt den Kolben direkt in Kontakt mit den Wänden des Motorblocks zu bringen. Es gibt zwei Hauptarten von Zylinderlaufbuchsen: Bei der ersten Kategorie besteht kein direkter Kontakt mit der Zylinderwand des Blocks. In diesem Fall wird die Zylinderlaufbuchse vom Kühlmittelfluss umspült und aus diesem Grund als „nass“ oder „wet“ bezeichnet. Die zweite Kategorie sind „trockene“ Zylinderlaufbuchsen, auch „Sleeves“ genannt, bei denen es sich um dünnwandige Buchsen handelt, die in den Motorblock eingesetzt werden und deren Wände direkt mit dem Zylinder in Kontakt kommen.

Die Einführung von Zylindern mit Zylinderlaufbuchsen durch die Hersteller ist mit zahlreichen Vorteilen verbunden. Die wichtigsten sind:

• Höhere Standfestigkeit. Durch die Verwendung von Zylinderlaufbuchsen, die getrennt vom Motorblock sind, können leistungsfähigere Materialien verwendet werden als bei der Herstellung des Blocks selbst. Die Zylinderlaufbuchsen werden in der Regel aus speziellen Gusseisenlegierungen hergestellt, die Elemente enthalten, die sich durch natürliche Schmiereigenschaften auszeichnen, wie beispielsweise Graphit. Andere Elemente wie Chrom, Vanadium und Molybdän tragen zu einer höheren Korrosions- und Verschleißfestigkeit bei hohen Temperaturen bei.
  
  

• Einfachere Wartung. Wenn die Zylinderlaufbuchsen verschlissen sind, können sie einfacher ersetzt werden als der komplette Zylinderblock.
  
  

• Höhere Wärmeleitfähigkeit. Bei Betriebstemperatur werden die Mäntel stärker erhitzt als die Zylinder und können sich diametral und längs ausdehnen. Wenn sie mit den Zylindern verschmolzen wären, würde dies zu thermischen Spannungen führen, die letztendlich einen Bruch der Materialien herbeiführen können.
  
  
• Geringeres Fehlerrisiko. Je komplexer der Guss ist, desto schwieriger wird es, homogene Oberflächen mit niedrigen Restspannungen zu erzeugen.

Welche Eigenschaften müssen die Zylinderlaufbuchsen haben, um optimale Leistung zu erbringen?

Die Zylinderlaufbuchsen sind mehrfachen Beanspruchungen ausgesetzt:

• mechanisch, verursacht durch den Verbrennungsdruck;
• thermisch, verursacht durch die hohe Temperatur, die durch den Verbrennungsprozess entsteht;
• Verschleiß, hauptsächlich verursacht durch drei Faktoren:
  • Abrieb, der von der Effizienz des Luft- und Ölfilters abhängt,
  • Korrosion aufgrund der bei der Verbrennung entstehenden Partikel,
  • Reibung oder Schleifen, verursacht durch schlechte Schmierung.
    
    

Aus all diesen Gründen ist der Herstellungsprozess der Zylinderlaufbuchsen entscheiden. Um den Motor zu erhalten und seinen Lebenszyklus zu verlängern, müssen Zylinderlaufbuchsen definierte Eigenschaften auf­weisen:

• hohe Korrosionsschutz- und Festigkeitseigenschaften,
• geringe Reibung,
• hohe Genauigkeit.
  
  

Um die Reibung zu verringern und damit die Lebensdauer des Motors zu verlängern, ist ein wesentliches Merkmal der Zylinderlaufbuchsen eine Riefelung der inneren Wand der Zylinder­lauf­buchse. Die Riefelung dient dazu, eine ausreichende Ölmenge an der Innenwand der Zylinder­­laufbuchse zu halten und damit eine ausreichende Schmierung an den Kontaktpunkten mit den Kolbenringen zu gewährleisten. Allgemein geht man davon aus, dass der richtige Schnittwinkel der Riefelung etwa 45° beträgt, da dies eine homogene Schmierung und damit eine längere Lebensdauer der Oberflächen begünstigt. Je nach Material und Nutzungs­art können Lösungen mit unterschiedlichen Winkeln vorteilhafter sein.

Zu den Elementen, die zur Erhöhung der Standfestigkeit und zur Verringerung des Verschleißes der Oberflächen der Zylinderlaufbuchsen beitragen, gehören ferner die Rillung des Flansches sowie die Antikorrosionsbeschichtung an der Außenwand.

Wie werden die Zylinderlaufbuchsen richtig in die Zylinder eingebaut

Im Folgenden sind die wichtigsten Schritte und einige Vorsichtsmaßnahmen und Vorkehrungen aufgeführt, die für eine ordnungsgemäße Installation der Zylinderlaufbuchsen in den Zylindern erforderlich sind. Die korrekte Installation vermeidet vorzeitigen Verschleiß.

1. Reinigen Sie den Zylinderblock gut: Eingeschlossener Schmutz kann zu einem Bruch des Flansches führen.
   
   
   
   
2. Um Probleme mit den Dichtungen zu vermeiden, prüfen Sie, ob Grate oder hervorstehende Materialien vorhanden sind und beseitigen Sie diese.
   
   
   
   
3. Setzen Sie die Zylinderlaufbuchsen ohne Dichtungen oder andere Füllstoffe in den Zylinderblock ein und überprüfen Sie den Flansch auf den richtigen Überstand. Drehen Sie sie gegebenenfalls, um die richtige Konfiguration zu finden.
   
   
   
   
4. Wenn die Position der Zylinderlaufbuchse stimmt, nehmen Sie sie heraus, nachdem Sie sowohl auf der Zylinderlaufbuchse als auf dem Zylinderblock eine entsprechende Markierung gesetzt haben, um sie wieder in der gleichen Position einsetzen zu können.
   
   
   
   
5. Setzen Sie die Dichtungen unter Vermeidung möglicher Verdrehungen der Zylinder­lauf­buchse ein. Eine Verdrehung der Zylinderlaufbuchse kann zu Verformungen führen, Reibung hervorrufen oder das Spiel zwischen Kolben und Zylinderlaufbuchse verringern.
   Viele Installateure sind der Meinung, dass die Dichtungen vor dem Einbau geschmiert oder eingeseift werden sollten, um den Vorgang zu erleichtern. Die richtige Methode besteht darin, die Dichtung „trocken“ zu installieren, indem man eine runde Stange wie einen Schraubendreher einführt und sie entlang des gesamten Umfangs der Dichtung bewegt, damit sie gleichmäßig anliegt. Erst jetzt sollten die verschiedenen Komponenten geschmiert werden.
   
   
   
   
6. Tauchen Sie die Dichtung in sauberes Öl vom Typ SAE 30. Installieren Sie sie auf der Zylinderlaufbuchse, die daraufhin sofort in den Zylinderblock eingesetzt werden sollte, bevor sich die Dichtung ausdehnt.
   
   
   
   
7. Vergewissern Sie sich, dass zuvor auf der Zylinderlaufbuchse angebrachte Markierung mit der auf dem Block gesetzten übereinstimmt. Drücken Sie die Zylinderlaufbuchse mit dem Spezialwerkzeug in Position.
   
   
   
   
8. Wiederholen Sie die Schritte für alle vorhandenen Zylinder.

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