Fase di riscaldamento: critica per il motore?

Ciao a tutti,

questo.

Citazione:

Se si sottopone un motore freddo a uno sforzo elevato immediatamente, la testata del cilindro si riscalda molto più velocemente rispetto al blocco motore. . . In ogni caso, la guarnizione della testa (ZKD) è soggetta a forti sollecitazioni di taglio, poiché la testata si espande notevolmente di più rispetto al blocco motore a causa del riscaldamento più rapido e del maggiore coefficiente di dilatazione termica. Questo provoca una forte sollecitazione di taglio sulla guarnizione nello spazio di tenuta, che si sovrappone al normale carico dovuto alla pressione interna del cilindro.

(da /viewtopic.php?t=4896)
Mi preoccupa ancora.

Ecco le mie riflessioni, da profano, sul carico della testata del cilindro durante la fase di riscaldamento e alla temperatura di esercizio del motore.

I diversi coefficienti di dilatazione termica del ghisa grigia e della lega di alluminio ZK fanno sì che quest'ultima si espanda più rapidamente quando riscaldata, e viceversa -> vedi citazione.
Secondo quanto detto, la tenuta della coppa dell'olio è soggetta a maggiori sollecitazioni termiche, tanto più alte (o basse) sono le temperature del motore rispetto a quelle riscontrate al momento del suo montaggio - e ciò avviene anche in assenza di una differenza di temperatura tra la coppa dell'olio e il blocco motore.

Non credo che il cilindro possa crescere "due volte più velocemente" del blocco durante la fase di riscaldamento a causa di una maggiore assorbimento di calore, perché la temperatura interna del cilindro viene mantenuta praticamente allo stesso livello del blocco grazie al flusso del liquido di raffreddamento (equilibrio termico).

In particolare, nella zona della testata del cilindro, si generano tensioni termiche interne tra le superfici calde delle camere di combustione e dei condotti di scarico da un lato, e i canali dell'acqua di raffreddamento e di aspirazione dall'altro .
Questi fenomeni dipendono principalmente dalla differenza di temperatura tra le camere di combustione e l'acqua di raffreddamento. Pertanto, sono più accentuati in condizioni di "massima potenza a bassa temperatura" e tendono a scomparire quando il motore è spento o durante un funzionamento prolungato.
Il componente, a seguito delle sollecitazioni, si deforma principalmente in modo tridimensionale, assumendo una forma simile a un gel. In particolare, l'espansione termica degli strati di materiale lato camera di combustione tende a spostarsi verso la guarnizione della testata e a comprimere ulteriormente quest'ultima attorno ai fori dei cilindri.

Anche con il motore già caldo, le temperature delle guarnizioni della testata saranno più alte nella zona delle pareti della camera di combustione rispetto all'area circostante i condotti del liquido di raffreddamento, fintanto che il motore è sotto carico. Pertanto, le diverse pressioni locali a cui la guarnizione della testata è sottoposta diminuiranno solo in parte rispetto al funzionamento a freddo, ma non scompariranno completamente.


Le mie conclusioni:

Immediatamente dopo l'avviamento a freddo, la guarnizione della testata viene principalmente sollecitata da pressioni di tenuta localmente diverse e dipendenti dal carico del motore, che tendono a diminuire con l'aumentare della temperatura del motore.

2. Non appena il motore si riscalda, il blocco motore e la testata iniziano a dilatarsi in modo diverso, esercitando così una pressione aggiuntiva e crescente sulla guarnizione della testa e sottoponendola a un maggiore stress di taglio.

Poiché non conosco i valori reali delle pressioni e degli sforzi di taglio in questione, posso solo stimare che lo stress del materiale della guarnizione della testata (come somma degli sforzi menzionati) aumenta con la temperatura complessiva del motore ed è massimo quando il motore è caldo e opera alla pressione massima.
Chi desidera ridurre al minimo la propria impronta ecologica dovrebbe guidare lentamente e costantemente durante i mesi estivi, magari utilizzando un camper in salita (esperienza di Rainer)...?

I danni ai componenti ZKD, che si verificano come conseguenza comune della perdita di liquido refrigerante o dei difetti delle pompe dell'acqua, sembrano confermare questa ipotesi.


Chiunque possa confutare, integrare o confermare i miei pensieri esposti, mi inviti ora a scrivere .

Sarebbe interessante, ad esempio, conoscere i dati relativi alla temperatura media della camera di combustione (in diverse condizioni di carico), poiché da questi si potrebbe dedurre la portata delle deformazioni del componente in zona di contatto, a seconda della temperatura attuale del refrigerante.
Durante un funzionamento prolungato con elevata potenza, il motore potrebbe raffreddarsi attraverso le camere di combustione e l'aria aspirata, causando un allentamento della guarnizione della testata attorno ai fori dei cilindri... ?

Ciao.
L'argomento è stato probabilmente discusso più volte.
Basta usare la funzione di ricerca.
saluti

PowerSound3L ha scritto:

ciao, L'argomento è stato probabilmente discusso più volte. Basta usare la funzione di ricerca. saluti

Ciao,

Non serve a niente (parlando di componenti come la guarnizione della testata, ecc.).

Inoltre, sono qui da quasi l'inizio e probabilmente lo saprei se questi aspetti fossero già stati discussi, a meno che non fosse successo proprio durante le mie vacanze e li avessi trascurati controllando velocemente il forum in seguito.

Se qualcuno si ricorda di qualcosa del genere, per favore, lasci un commento o invii il link.

Ciao,

Citazione:

Se qualcuno si ricorda di qualcosa del genere, per favore, lasci un commento o invii il link.

Allora, non ricordo nulla… ma ho iniziato *solo* a settembre o ottobre del 2001, e quindi probabilmente ho meno di qualche settimana o mese rispetto a Ulf.

@PowerSound3L: Leggi attentamente il post di Ulf... si riferiva alle motivazioni profonde della questione, più che a un problema tecnico specifico.

Cordiali saluti,

Jan.

Comincio a rispondere partendo dalla fine.

Il mio collega non si è mai preoccupato molto delle sue auto, né di quelle personali, tanto meno delle auto aziendali.
In pratica, dopo l'avviamento a freddo, viene sempre attivata la modalità di guida che corrisponde al 100% alle preferenze del conducente, indipendentemente dalla temperatura esterna.

bilancio:
- Veicolo 1: a causa di un danno alla trasmissione, è stato dichiarato irrecuperabile e smaltito (circa 80.000 km).
- Il veicolo numero 2 è stato smontato meccanicamente (circa 30.000 km).
- Il veicolo numero 3 ha effettivamente subito un guasto alla guarnizione della testata. Tuttavia, questo è avvenuto dopo un surriscaldamento quasi impercettibile durante l'estate, quando l'interruttore della ventola era difettoso. La guarnizione della testata si è quindi danneggiata a causa del malfunzionamento del sistema di raffreddamento del motore.
- L'auto numero 4 era un veicolo aziendale (1.8T) ed è stata trattata in modo così brutale che mi veniva da piangere ogni volta. Fine del contratto di leasing dopo 135.000 km, mai avuto problemi.
- Il veicolo numero 5 è ora un'auto sostitutiva, e anche quella viene utilizzata in modo irresponsabile. Soprattutto in inverno, 'per far scaldare questa dannata macchina'. Vedremo cosa succede... finora ne ha percorsi 18.000 km.

La nostra squadra della cava ogni giorno percorre quasi 4,5 km per raggiungere il cantiere con un camion MB100.
Questa macchina è indistruttibile. L'ultimo MB100 si è guastato a causa della perdita di integrità strutturale della carrozzeria, ma ha continuato a funzionare per altri due anni in un cantiere fino a quando non si è completamente deteriorato. Il motore era perfetto. Le macchine presenti sul posto non hanno mai avuto problemi al motore. A volte i caricatori frontali vengono utilizzati solo per caricare materiali speciali, quindi il loro utilizzo è paragonabile a una gita dal fornaio.
Mi chiedo come un motore possa rimanere sigillato per 20 anni in un ambiente del genere e non presentare nemmeno la più piccola perdita... mmm, che rabbia.

Abbiamo pochissimi casi di guarnizioni della testata danneggiate. Nella maggior parte dei casi, le cause sono errori nel sistema di raffreddamento che provocano un surriscaldamento. Al contrario, i cilindri tendono a rompersi se vengono sollecitati eccessivamente (si può verificare la rottura del ponte tra le valvole).

conclusione: I dischi a frizione ZKD sopportano più sollecitazioni di quanto temesse ULF .

Ciao Gremlin.

Ciao Gremlin.


Sì, gli MB 100 sono davvero delle macchine strane... Li odiavo quando li usavo per il lavoro estivo. Con un rimorchio dietro, potevano fermare anche gli autobus sulle autostrade.

Nella mia attuale azienda abbiamo un vecchio Mercedes 508D. È stato costruito all'inizio degli anni '70. Dal punto di vista delle prestazioni, sembra ancora appartenere al Medioevo; questo veicolo si muove solo con molta difficoltà. Finora ha subito molti danni strutturali ed è utilizzato anche per spargere il sale, ma probabilmente presto si romperà completamente. Tuttavia, il motore è ancora perfettamente a tenuta e sembra appena installato.
Il camion ha percorso quasi esclusivamente brevi distanze fin dalla nascita, ogni giorno. I 140.000 km percorsi in 30 anni lo dimostrano chiaramente. Inoltre, non è mai stato risparmiato. È anche notevole come il motore si avvii: non c'è bisogno di preriscaldamento. Ho anche il sospetto che tutti i dipendenti vi scarichino l'olio esausto...
Ecco cosa volevo dire: questo tipo di macchinario sta diventando rapidamente una sorta di motore diesel di grandi dimensioni. Credo che abbia un cilindrata di circa 4 litri e 79 cavalli. Dato che probabilmente non raggiungerà le 3000 giri al minuto, penso che durerà a lungo. C'è già qualcuno interessato al motore, mentre il telaio, come detto, è destinato ad essere sostituito presto.

Ciao.
Beh, allora iniziamo a discutere.
Se quindi i danni causati dalla corrosione interstiziale sono principalmente dovuti ai diversi coefficienti di dilatazione dei materiali, allora...
Cosa succede invece a un motore con testa e blocco in alluminio?
Ad esempio, una Lupo 3L?
Ha un blocco motore e una testata in alluminio.
Di conseguenza, la batteria dovrebbe durare quasi in eterno?
Saluti.

Ciao PowerSound3L.


Il problema non è solo il materiale e le sue diverse proprietà termiche, ma anche la posizione del punto di riscaldamento iniziale, che è molto importante. Anche in questo caso, il tuo motore da 3 litri funziona sicuramente come tutti gli altri motori. La testata si scalda per prima. Tuttavia, tutti i costruttori di motori hanno questi problemi e quindi ci si può avvicinare alla questione con una certa tranquillità. Ciò che è certo è il problema dell'avviamento a freddo e della fase di riscaldamento. È vero che i motori moderni sono progettati in modo tale che, quando raggiungono la temperatura operativa, tutto sia a posto. Inoltre, sopportano bene anche lunghi tratti a pieno regime. È chiaro che l'avviamento a freddo rappresenta un estremo completamente diverso (non dal punto di vista della pressione). Quindi, se si fa partire l'auto con delicatezza e attenzione, permettendole di riscaldarsi gradualmente, anche senza preoccuparsi dell'espansione, si è fatto tutto ciò che dipende dal guidatore.
Quando si specula sulla sollecitazione laterale, che è del 100%, bisogna anche considerare i bulloni con cui tutto questo sistema è fissato (ZK --> ZKD --> MB --> KWG). Questi bulloni aiutano a minimizzare e localizzare questo tipo di sollecitazione.

PowerSound3L ha scritto:

Cosa succede invece a un motore che ha una testata e un blocco in alluminio? Ad esempio, una Lupo 3L? Ha un blocco motore e una testata in alluminio. di conseguenza, la ZKD dovrebbe durare quasi per sempre?

Ciao,

Almeno, la sollecitazione termica della testata del cilindro dovuta alla diversa dilatazione termica dovrebbe essere notevolmente ridotta.

Se i progettisti calibrano il sistema di lubrificazione a cuscinetti (ZKD) di conseguenza e lo realizzano in modo più semplice ed economico rispetto a quello di un motore in alluminio fuso, allora, secondo me, il risultato nel caso del motore in alluminio non deve necessariamente essere più robusto.
Soprattutto se il sistema di raffreddamento a liquido si guasta (la pompa smette di funzionare o c'è una perdita d'acqua), le guarnizioni della testata dei motori Alfa Romeo tendono a rompersi.