Tuleje cylindra nie są niczym nowym, ale materiały wykorzystywane do ich produkcji i sposób montażu zmieniły się w ostatnich latach. Ważnym jest więc by być na bieżąco z nowymi technologiami.

Bardzo długo do naprawy uszkodzonych bądź zużytych żeliwnych i aluminiowych bloków stosowano suche tuleje. Gdy cylinder jest nadmiernie zużyty lub pęknięty, wymiana tulei może często uratować blok silnika. Ponadto jeśli wszystkie tuleje są nadmiernie wytarte można je wymienić i odtworzyć cylinder, by był jak nowy i miał pierwotną średnicę.

Główną różnicą między wymianą tulei na nowe a rozwiercaniem cylindra i montażem nowych nadwymiarowych tłoków i pierścieni jest oszczędność pieniędzy. Jednocześnie jest wiele zbyt cienkich, delikatnych bloków, by można było je rozwiercać. Jeśli rozważamy aluminiowy blok i zintegrowane żeliwne tuleje, jak w Chevrolecie LS V8, wymiana tulei na nowe (suche lub mokre) może być jedyną szansą na uratowanie bądź modyfikację silnika.

Modyfikacje silnika

Wymiana tulei w celu zwiększenia mocy silnika ma wiele zalet. Możliwość modyfikacji bloku jest jednak ograniczona ze względu na odległość między cylindrami i grubość odlewu. Jeżeli odlew bloku ma grube ścianki, można zwiększyć pojemność silnika przez rozwiercenie cylindrów. Możliwe jest również zastosowanie większego skoku tłoka. Stosowanie układu korbowego o większym skoku tłoka jest popularne, bo wiąże się z mniejszą ilością modyfikacji. Duży skok jest dobry w przypadku silników pracujących na niższych obrotach. Natomiast krótki skok tłoka w połączeniu z większą średnicą cylindra sprawia, że silnik szybciej “wkręca się” na wysokie obroty. W konsekwencji, do stworzenia silnika pracującego na wyższych obrotach lepszym rozwiązaniem jest zwiększenie średnicy cylindra niż zwiększanie skoku tłoka.

W przypadku instalacji suchych tulei w bloku, w celu zwiększenia pojemności silnika, można usunąć tylko tyle materiału by bezpiecznie zainstalować większe tuleje. Jedyną metodą by przekroczyć to ograniczenie jest zastosowanie mokrych tulei. Należy w tedy usunąć obecne tuleje i zamontować na ich miejsce mokre. Taka operacja wymaga jednak specjalistycznego sprzętu i przystosowania bloku do montażu mokrych tulei. Efekt jest wart wysiłku. Mokre tuleje wytrzymują o wiele większą moc i wyższe temperatury, ponieważ obecność płynu chłodzącego tuż przy pracującym tłoku pozwala lepiej chłodzić cylinder podczas pracy. W konsekwencji otrzymuje się większą pojemność silnika, ale również trwałe, solidne rozwiązanie. Do wybranych silników można nabyć specjalne zestawy do adaptacji bloków do mokrych tulei.

Wskazówki przy instalacji suchych tulei

W przypadku zastosowania suchych tulei najważniejszą decyzją jest ustalenie pasowania tulei w bloku. Rozszerzalność temperaturowa bloków aluminiowych jest znacznie większa niż w przypadku bloków żeliwnych. Tuleje w takim bloku wymagają ciaśniejszego pasowania, by zabezpieczyć je przed przemieszeniem.

Zwykle aluminiowy blok powinien być ciaśniej pasowany, jednakże od tej reguły są wyjątki. Jakie więc ma być pasowanie?

Odpowiedź może być różna w zależności od tego, komu to pytanie zostanie zadane. Różni dostawcy tulei cylindrowych mają różne zalecenia. Jedni twierdzą, że zwykle w przypadku bloku aluminiowego pasowanie powinno wynosić od 0,075 do 0,1 mm pomiędzy tuleją (bez kołnierza) i blokiem by utrzymać ją na miejscu. Jeśli w bloku można stosować tuleje z kołnierzem pasowanie może być zbędne.

Inni natomiast twierdzą, że pasowanie na poziomie 0,038 do 0,075 mm wystarcza w przypadku większości aluminiowych bloków i jeśli zastosuje się znacznie większe może dojść do odkształcenia się bloku. Zniekształcenie cylindra jest szkodliwe, ponieważ powoduje owalizację cylindra. To z kolei uniemożliwia uzyskanie właściwej szczelności cylindra i w konsekwencji powoduje utratę ciśnienia, która nie jest dobra ani dla osiągów, ani dla środowiska.

Jeszcze inni dostawcy zmienili swoje myślenie o pasowaniu. W pewnych przypadkach tuleje mogą być pasowane na 0,013-0,025 mm i mocowane dodatkowo przy użyciu szczeliwa. Szczeliwo takie jak Loctite 518 jest w tym wypadku stosowane na dolną część powierzchni tulei i otworu w bloku, aby zabezpieczyć przed dostawaniem się oleju między blok i tuleję. Gdy taki olej dostanie się między tuleję i blok, powoli dociera coraz wyżej i wypełniania tę przestrzeń ku górze. Dostawanie się czegokolwiek między tuleję i blok może zaburzać wymianę ciepła (chłodzenie cylindra).

W przypadku chłodzonych wodą żeliwnych bloków generalnie zaleca się, w przypadku montażu bezkołnierzowych tulei, stosowanie pasowania 0,038 – 0,05 mm.

W przypadku małych silników chłodzonych powietrzem jak np. silniki motocyklowe może być niezbędne zastosowanie ciasnego pasowania, ze względu na większe temperatury pracy. Spotkaliśmy się ze stwierdzeniem o stosowaniu pasowania na poziomie 0,15 czy nawet 0,2 mm. Wszystko po to, by utrzymać tuleje na miejscu.

Inną rzeczą, o której należy pamiętać jest to, że w przypadku wymiany pojedynczej uszkodzonej tulei możliwe jest zniekształcenie sąsiednich cylindrów – szczególnie w przypadku zastosowania ciasnego pasowania. W efekcie można spowodować nieszczelność sąsiednich cylindrów i utratę ciśnienia.

Jednym ze sposobów zminimalizowania lub całkowitej korekty zniekształconych cylindrów jest ponowne ich rozwiercenie lub honowanie. Do takiej operacji niezbędny jest specjalny sprzęt.

Pomiar pasowania

Aby dokładnie określić pasowanie niezbędne są dwa pomiary: średnica tulei na zewnątrz i średnica otworu w bloku . Do wykonania takiego pomiaru niezbędny jest mikrometr i średnicówka.

Zmierz średnicę na górze, na dole i po środku tulei. Zapisz wyniki. Obróć tuleję o 90 stopni i zmierz drugą średnicę również w trzech miejscach. Na podstawie zanotowanych pomiarów oblicz przeciętną średnicę tulei. Im bardziej okrągła tuleja, tym lepiej.

Teraz należy dokonać analogicznych pomiarów otworu w bloku. Zmierz średnicę na górze, na dole i po środku w dwóch płaszczyznach prostopadłych. Ponownie należy obliczyć przeciętną średnicę. Średnica wewnętrzna otworu w bloku musi być mniejsza od zewnętrznej średnicy tulei, by tworzyć odpowiednie pasowanie. Pasowanie tulei wyznaczane jest poprzez porównanie średnic.