Cracker Jack® e il motore Cummins® ISX hanno qualcosa in comune: una sorpresa al suo interno. Guardare dentro un Cummins ISX per vedere quali sorprese potresti trovare potrebbe anche essere considerato una caccia al tesoro... potresti trovarne diverse, o nessuna.
Ecco una panoramica di alcuni aggiornamenti e di alcune misure di sicurezza che potrebbero cogliervi di sorpresa durante la riparazione o la ricostruzione dei motori Cummins ISX.
Cummins I motori ISX sono in circolazione dalla fine degli anni '90 e continueranno a essere prodotti e ad aver bisogno di riparazioni per il prossimo futuro. Ci sono stati molteplici aggiornamenti a questi motori nel corso degli anni. I primi motori a doppio albero a camme sono stati sostituiti dai successivi modelli a singolo albero a camme.
Questo articolo riassume le principali modifiche apportate ai seguenti componenti del motore ISX: pistoni, camicie, bielle e cuscinetti e albero a camme (singolo o doppio).
I primi motori ISX utilizzavano gruppi di pistoni articolati in due pezzi, ma oggi sono rari. Più comuni sono i pistoni in acciaio monoblocco. Il design della gonna e i diametri della corona differiscono tra i pistoni in acciaio monoblocco. La maggior parte dei pistoni con gonna aperta sono ora aggiornati al design con gonna chiusa. Questi design di pistoni non possono essere mischiati all'interno di un motore. Un motore dovrebbe avere tutti i pistoni con gonna aperta o tutti i pistoni con gonna chiusa. I pistoni utilizzati nelle camicie APR (Anti-Polishing Ring) hanno corone di diametro inferiore per ospitare l'anello ARP nella camicia. I pistoni non APR non possono essere utilizzati nelle camicie APR.
Nel corso degli anni sono state apportate diverse modifiche di design alle camicie ISX. Le camicie da 150 mm non APR, da 150 mm APR, da 152 mm non APR e da 152 mm APR sono comunemente presenti nei motori odierni. La vecchia camicia superiore scanalata e quella da 150 mm senza spessore non sono così comuni oggi. L'innovativa camicia ISX "in acciaio" di IPD è un cambiamento nel materiale e non nel design.
Quando si parla di una camicia o di un blocco cilindri di grandi dimensioni, si pensa in genere al diametro interno del cilindro e dei pistoni. Tuttavia, per i motori ISX/QSX (15 litri), non è così. Il diametro a cui si fa riferimento è il diametro esterno della camicia e la dimensione del foro di ricezione del blocco cilindri {ciò riguarda solo le camicie "flat top" di stile recente).
La differenza di diametro è di soli 078" (2 mm), il che crea la possibilità che inconsapevolmente la camicia più piccola da 150 mm di diametro esterno possa essere installata nel blocco cilindri più grande da 152 mm di diametro esterno. Ciò potrebbe consentire al refrigerante di entrare nel sistema dell'olio o un guasto catastrofico del motore poiché la camicia non è supportata. Questi blocchi cilindri con alesaggio maggiore sono retrocompatibili con i blocchi di produzione precedenti, ma richiedono alcune parti aggiuntive. Le camicie non sono retrocompatibili. Sfortunatamente, secondo un bollettino di assistenza tecnica Cummins, la produzione esatta di motori con blocchi con alesaggio maggiore non è completamente chiara e c'è la possibilità che QuickServe (programma online Cummins) possa elencare i numeri di parte errati del blocco e della camicia del cilindro. Inoltre, se un motore ha avuto il blocco cilindri, il blocco corto, il blocco lungo o il motore rigenerato sostituito, allora potrebbe potenzialmente avere i blocchi cilindri con alesaggio piccolo o grande.
Anche con la testata del cilindro e la coppa dell'olio rimosse, non c'è modo di distinguere queste camicie mentre sono installate nel blocco. C'è una scanalatura (fascia) sulla camicia non APR e due scanalature (fasce) sulla camicia APR che sono visibili sul fondo esterno di ogni camicia che le identifica come uno dei design di spessori in bronzo, ma queste scanalature non identificano il diametro della camicia. Il blocco cilindro e la camicia devono essere misurati per assicurarsi che siano di adattamento corretto.
Anche il design degli spessori in bronzo tra queste camicie è diverso. Lo spessore per la camicia da 150 mm ha delle linguette che lo tengono in posizione sulla camicia, come mostrato di seguito. Lo spessore per la camicia da 152 mm ha un diametro maggiore e non ha le linguette. Gli spessori sono sostituibili, ma non riutilizzabili.
Anche gli O-ring di tenuta del liner sono diversi per diametro per i liner da 150 mm e 152 mm, ma possono essere identificati dal loro colore. L'O-ring per il liner da 150 mm è rosa, mentre quello per il liner da 152 mm è blu.
Non-APR e APR (Anti-Polishing Ring) sono riferimenti al design delle aree ID superiori della camicia. Le camicie Non-APR hanno il tradizionale foro ID dritto. Le camicie APR sono dotate di un anello rimovibile che sporge dal foro della camicia. Lo scopo di questo anello APR è quello di rimuovere i depositi di carbonio dal lato della corona del pistone. Ciò aiuta a prevenire la lucidatura del foro delle pareti della camicia.
È necessario uno strumento di installazione del pistone (#5299339) quando si installa il pistone in una camicia APR. Rimuovere l'anello APR dalla camicia, inserire lo strumento di installazione e quindi procedere al completamento dell'installazione del pistone. Lo strumento di installazione del pistone impedisce agli anelli del pistone di espandersi nella scanalatura dell'anello APR, garantendo così una transizione fluida del pistone nella camicia del cilindro.
Condizione di blocco La pubblicazione del servizio OE richiede che la profondità del foro svasato (distanza tra la superficie del piano di lavoro e la sporgenza del foro svasato) venga misurata in quattro punti e che la varianza tra queste quattro misurazioni non possa essere maggiore di 0.025 mm (0.001") e che la sporgenza sia piana (a livello) entro 0.0127 mm (0.0005").
Anche le condizioni della superficie della sporgenza del controforo sono molto importanti. Le linee di lavorazione devono essere visibili su tutta la circonferenza della sporgenza e attorno ad essa. Non devono esserci aree di sfregamento o erosione sulla superficie, o all'interno o all'esterno della sporgenza, come mostrato di seguito. Questa sporgenza (e le dimensioni del rivestimento) sono responsabili del raggiungimento della corretta sporgenza del rivestimento e del corretto supporto del rivestimento.
Se l'altezza del foro svasato o la variazione di profondità sono maggiori di 0.025 mm (0.001") e/o la superficie della sporgenza del foro svasato è al di fuori delle linee guida di riutilizzabilità, il blocco dovrà essere lavorato per un distanziale di riparazione.
In questi motori sono utilizzati tre diversi design di bielle. I primi motori utilizzavano una biella non forata, che non aveva un passaggio dell'olio tra i cuscinetti della biella
fino alla boccola della biella. I motori successivi utilizzano bielle forate, di cui esistono due tipi diversi: tagliate a sega e fratturate. Questi termini descrivono le superfici tra la biella e il cappello di biella. Le bielle tagliate a sega sono state utilizzate per anni e le bielle fratturate sono la tecnologia più recente (rilasciate nel 2012). È fondamentale abbinare il cuscinetto di biella corretto alla biella corretta. I cuscinetti di biella forati devono essere utilizzati con bielle forate. Le bielle fratturate richiedono cuscinetti diversi da quelli tagliati a sega. Le bielle fratturate e tagliate a sega, tuttavia, possono essere mescolate in un motore.
I cuscinetti di biella (estremità grande) per le bielle tagliate a sega sono costituiti da un guscio superiore e uno inferiore. I gusci sono contrassegnati in base alle loro posizioni e hanno linguette di allineamento leggermente sfalsate.
Attenzione, questo design lascia spazio a errori. Nella maggior parte dei casi in cui sono coinvolti gusci superiori e inferiori, le linguette di allineamento sono progettate in modo che i gusci non possano essere installati in modo errato. Nelle bielle tagliate a sega ISX, le linguette sui gusci dei cuscinetti sono sfalsate solo di circa 2.89 mm (.114").
Sebbene sia evidente se i gusci sono installati in modo errato, la biella può essere installata con i gusci dei cuscinetti nella posizione sbagliata. C'è abbastanza spazio per imbullonare la biella in posizione all'albero motore. Se ciò accade, il motore è destinato a guastarsi. Il cuscinetto si usurerà sul raggio di raccordo dell'albero motore. Poiché il guscio inferiore (che ora è nella posizione superiore) non ha il foro di alimentazione dell'olio, la boccola della biella (estremità piccola) e il collegamento dello spinotto del pistone si guastano a causa della mancanza di alimentazione dell'olio.
Bisogna prestare particolare attenzione quando si maneggiano bielle fratturate. Il tappo della biella deve essere tenuto completamente separato dalla biella o serrato correttamente alla biella ogni volta che si maneggiano le parti. Se vengono assemblate e i bulloni non vengono serrati, le superfici si strofineranno e la biella non torcerà correttamente quando verrà riassemblata. Qualcosa di semplice come far cadere il tappo o rimetterlo temporaneamente al contrario con la biella danneggerà le superfici. Queste bielle devono essere sostituite se
non vi siano danni alle superfici di accoppiamento dell'asta o del tappo.
Ogni volta che si separa il giunto fratturato, possono essere prodotte piccole quantità di detriti. Le superfici devono essere pulite con cura con solvente e una spazzola morbida in nylon; non usare una spazzola metallica o un metodo grossolano quando si puliscono queste superfici.
Una barra fratturata può essere identificata dal piccolo foro sul fondo del tappo della barra. Una barra tagliata a sega non ha un foro nel tappo.
I cuscinetti per le bielle fratturate hanno anche una calotta superiore e una inferiore, ma il design della linguetta impedisce che vengano installati in modo errato. Il diametro del foro (estremità grande) della biella fratturata è maggiore e lo spessore della parete del cuscinetto fratturato è più spesso, quindi c'è la possibilità di installarli in una biella tagliata a sega.
Se i bulloni della biella devono essere riutilizzati, devono soddisfare i seguenti criteri:
L'attenzione ai minimi dettagli e il riferimento alle più recenti pubblicazioni di assistenza OE sono due fattori chiave per una ricostruzione o riparazione di qualità.
Le statistiche mostrano che i detriti (sporcizia) sono la causa principale di guasti ai cuscinetti, il che ci porta alla prima semplice precauzione. Per chi non ha familiarità con i motori ISX, la presenza di piccole candele nel motore e nei kit di guarnizioni può sembrare strana o sconcertante. Se il tecnico non ne conosce lo scopo e/o se vengono scoperte dopo la riparazione del motore, ciò può creare confusione.
Nel corso degli anni, Cummins ha condotto varie campagne di assistenza e pubblicazioni che sottolineavano l'importanza di utilizzare queste candele durante le riparazioni sui motori ISX. Purtroppo, queste candele vengono spesso trascurate.
Lo scopo di questi tappi è quello di bloccare temporaneamente le porte dell'olio, impedendo così ai detriti di entrare nel motore durante la riparazione. Sul motore ISX, ci sono porte quasi dritte dai cuscinetti inferiori alle boccole superiori in ogni angolo del blocco cilindri e della testata. Dopo aver rimosso la testata, queste porte diventano percorsi aperti per i detriti che entrano direttamente nei passaggi dell'olio inferiori del motore.
Di seguito è riportata una foto della parte anteriore di un blocco ISX con i tappi (cerchiati in verde) installati nelle porte dell'olio.
Ci sono due porte aggiuntive nella parte posteriore del blocco.
È importante anche tappare le porte in ogni angolo della testata del cilindro, poiché i detriti che penetrano in queste porte possono finire direttamente nella camma e nelle boccole superiori.
Naturalmente, ci sono molte più porte e aperture da considerare su un motore rispetto a dove vengono utilizzati questi tappi. Infatti, ci sono tappi aggiuntivi utilizzati per la parte anteriore e laterale del blocco cilindri. I manuali di servizio OE contengono istruzioni più dettagliate per tenere fuori i detriti e per pulire e proteggere i componenti del motore.
L'albero a camme dell'iniettore e le boccole sui precedenti motori a doppia camma sono enormi rispetto all'albero a camme della valvola, con un diametro del perno di circa 85.0 mm (3.346") rispetto al diametro del perno di circa 65.0 mm (2.559") della camma della valvola. La camma dell'iniettore pesa quasi 60 libbre, contro le 35 libbre della camma della valvola.
Sebbene possa essere una pratica comune quella di piantare la boccola dell'albero a camme per altri motori, le istruzioni di installazione Cummins indicano che le boccole delle camme (iniettore e valvola) devono essere pressate (non piantate). Diversi ricostruttori di testate hanno riferito di essere convinti che, a causa delle dimensioni e della quantità di ritenzione (schiacciamento) che tiene in posizione le boccole delle camme dell'iniettore, non possono essere piantate senza deformare o danneggiare la boccola, con conseguenti guasti della boccola.
Comune alla maggior parte delle istruzioni e delle pratiche di assemblaggio, la prelubrificazione di un motore prima dell'avviamento non è una pratica nuova. Nei motori ISX a doppia camma, il massiccio albero a camme dell'iniettore riceve l'olio dalla testata del cilindro sui perni terminali (#1 e #7). L'olio viene quindi fornito ai perni rimanenti tramite la grande porta dell'olio all'interno dell'albero a camme. Questa porta interna dell'olio contiene circa 1.06 litri (36 once) di fluido. Questa è una capacità di oltre un quarto di gallone di olio in questo solo albero a camme! Considerando il carico che queste boccole dell'albero a camme trasportano, la tempistica affinché l'olio pressurizzato raggiunga le boccole è fondamentale.
Quindi, cosa fare ora? Arrotolare i tubi dell'aria, spazzare l'officina, pulire gli attrezzi, lavarsi le mani e fare uno spuntino prima che sia il momento di aprire il prossimo pacco sorpresa.■
Steve Scott è entrato a far parte del reparto assistenza di LPD (Dipartimento di Polizia) Nel 1982 ha lavorato nel settore ricambi, assistenza e vendite per diverse apparecchiature, motori diesel e a gas naturale. Dal 2004 è direttore dello sviluppo prodotto e del supporto tecnico per IPD. Per ulteriori informazioni, inviare un'e-mail. [email protected].
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