Конструкция блок картеров разных автомобилей: Блок-картера двигателей

Блок-картера двигателей

Цилиндр вместе с поршнем и головкой цилиндра образуют замкнутый объем, в котором совершается рабочий цикл двигателя. Внутренняя поверхность стенок цилиндра служит направляющей при движении поршня. Цилиндры 4 (рис. 2) могут быть изготовлены каждый в от — дельности, как, например, у двигателей Д-21 и Д-37Е, или в общей отливке — блоке цилиндров. Блоки или отдельные цилиндры крепятся к корпусной детали двигателя — картеру 7, внутри которого установлен коленчатый вал.

Картер 7 двигателя представляет собой массивную неподвижную металлическую деталь, которая несет основные сборочные единицы и детали двигателя. В нем находятся подшипники коленчатого и распределительного валов, оси и валы шестерен приводов разных механизмов и др. Снизу картер закрыт поддоном 9, который служит резервуаром для масла.

Картер большинства двигателей выполнен в общей отливке с блоком, например А-41 (рис. 1), Д-240, А-41, СМД-60, ЯМЗ-238, ГАЗ-53, ЗИЛ-130. Такие отливки называются блок-картерами, они сообщают конструкции большую жесткость.

Блок-картер отливают из серого чугуна (СМД-60, ЗИЛ-130) и алюминиевого сплава (ГАЗ-53).

Чугунные блоки обладают достаточной прочностью и сравнительно дешевы. Блоки из алюминиевого сплава легко обрабатываются, значительно легче чугунных, однако дороже их.

При У-образной конструкции блок-картера (рис. 3) ряды цилиндров обычно расположены под углом 90° между их осями. Такое расположение цилиндров уменьшает массу и габариты двигателя по длине и высоте и делает конструкцию более жесткой. Последнее снижает возможность появления нежелательных деформаций блок-картера и др.

Конструкция цилиндров в основном определяется способом охлаждения. При воздушном охлаждении цилиндры 4 (рис. 2) снабжаются специальными ребрами 10 для увеличения поверхности охлаждения.

При жидкостном охлаждении между наружной поверхностью цилиндра и внутренними стенками блока имеется кольцевое пространство — водяная рубашка 26 (рис. 1), заполняемая охлаждающей жидкостью. К верхней обработанной плоскости блок-картера (рис.

4) на шпильках крепится головка цилиндров. В стенках блок-картера расположены каналы для подвода масла к трущимся поверхностям деталей и отверстия для установки деталей. На внутренних и наружных поверхностях стенок имеются обработанные площадки для крепления различных деталей и механизмов.

Конструкция блок-картера зависит от расположения клапанов. В двигателях с боковым расположением клапанов в блок-картере имеется боковой прилив для их размещения, называемый клапанной коробкой, а в верхней стенке блок-картера сбоку каждого цилиндра сделаны клапанные отверстия. Такая конструкция применена в двигателях ГАЗ-52.

В двигателях с подвесным расположением клапанов последние помещаются в головке цилиндров, в результате чего конструкция блоккартера упрощается. Такая конструкция применена в двигателях А-41 (рис. 1), Д-240, А-41М, ЯМЗ-238, Д-37Е, Д-160, ГАЗ-53 и некоторых других.

Внутреннюю тщательно отполированную поверхность цилиндра называют зеркалом цилиндра. Точная обработка этой поверхности (ее овальность и конусность должны быть не более 0,02 мм) обеспечивает легкость движения поршня и плотное прилегание его к цилиндру.

Блок-картеры выполняются со вставными гильзами из легированных чугунов, обладающих большой износостойкостью и высокими механическими качествами. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера (путем замены изношенных гильз новыми) и упрощает его отливку.

Рис. 1. Дизель А-41:

1 — головка цилиндров; 2 — впускной клапан; 3 — валик декомпрессиоиного механизма; 4— пружины; 5 — колпак головки цилиндров; 6 — сапун; 7— коромысло клапана; 8 — выпускной клапан; 9 — штанга Толкателя; 10 — гильза цилиндров; 11 — зубчатый венец маховика; 12— маховик; 13 — ось толкателей; 14 — распределительный вал; 15 — крышка шатуна; 16 — крышка среднего коренного подшипника; 7 — механизм уравновешивания; 18 — маслоприемник; 19 — масляный насос; 20 —коленчатый вал; 21 — шатун; 22 — поршневой палец; 23 — поршень; 24 — блок-картер; 25 — вентилятор; 26 — водяная рубашка блок-картера.

Рис. 2. Детали двигателя Д-37:

1 — крышка клапанов; 2, 5, 8 — прокладки; 3 —головка цилиндра; 4— цилиндр; 6 — шпилька; 7 —картер; 9 — поддон картера; 10 — ребра цилиндра.

Рис. 3. Блок-картер двигателя ЗИЛ-130:

1 — блок-картер; 2 — крышка распределительных шестерен; 3 — крышка коренного подшипника; 4 — картер маховика.

Рис. 4. Блок-картер двигателя А-41:

1 — гильза цилиндра; 2 — верхний центрирующий пояс гильзы цилиндра; 3 и 4 — большая и малая шпильки крепления головки цилиндров; 5 — отверстия для штанг толкателей; 6 — резьбовое отверстие для шпильки крепления головки цилиндров; 7 — боковой люк для установки толкателей; 8 — площадка для крепления масляных фильтров; 9 — отверстие для присоединения маслопровода; 10— крышка коренного подшипника; 11 — шпилька крепления коренного подшипника; 12 — замковая шайба; 13 — передняя плоскость для крепления картера шестерен: 14 — опора коленчатого вала; 15 — втулка передней опоры распределительного вала; 16 — фланец для крепления пальца промежуточной шестерни; 17 — главная масляная магистраль: 18 — плоскость для крепления водяного насоса; 19 — окно в водораспределительный канал.

Блок картер двигателя

Блок картер двигателя

Блок – картер является корпусной деталью, представляет собой чугунную отливку, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя – верхнюю часть картера коленчатого вала. В верхней части блок – картера выполнены вертикальные расточки, в которых установлены гильзы цилиндров. Полость между стенками блок – картера и гильзами служит для прохода ОЖ. В поперечных перегородках нижней части блок – картера расточены поверхности, предназначенные для подвески коленчатого вала. Вместе с крышками они образуют постель для коренных подшипников коленчатого вала. Для обеспечения соосности коренных подшипников расточка постелей блок – картера производится в сборе с крышками с одной установки. Поэтому крышки коренных подшипников невзаимозаменяемые.

В передней стенке блок – картера запрессована бронзовая втулка, которая является передней опорой распределительного вала, две другие опоры расточены в теле блока.

На наружных боковых поверхностях блок – картера имеется ряд обработанных привалочных плоскостей для крепления сборочных единиц и агрегатов. К переднему торцу блок – картера крепится картер и крышка картера распределительных шестерен. К крышке картера крепится разъёмная передняя опора. К задней привалочной  плоскости блок – картера крепится картер маховика. Картер маховика выполнен из алюминиевого сплава. Картер маховика дизелей со стартерным пуском – фланец для крепления картера. Установочная шпилька, ввёрнутая в резьбовое отверстие на картере маховика, служит для определения положения поршня первого цилиндра в в.м.т.

В связи с применением на дизелях охлаждения поршней маслом в блок – картере касательно каналу главной масляной магистрали выполнены четыре сверления, в которые устанавливаются форсунки. Выходя из сопла форсунки, струя масла омывает донышко поршня, охлаждая его.

Вкладыши коренных подшипников изготовлены из биметаллической полосы сталь – сплав А020 – 1.

Гильзы цилиндров съемные, “мокрого” типа, изготовлены из специального чугуна. Внутренняя поверхность гильзы закалена ТВЧ. Гильза устанавливается в блок – картер по двум центрующим пояскам: верхнему и  нижнему. В верхнем пояске гильза закрепляется буртом, в нижнем уплотняется резиновыми кольцами, размещенными в канавках блок – картера.

Полость между стенками блока цилиндров и гильзами образует рубашку охлаждения, заполненную ОЖ.

Головка цилиндров лита из чугуна, общая для всех цилиндров. Для  уплотнения плоскости разъёма между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка из асбостального полотна. В головке выполнены впускные и выпускные каналы, закрываемые клапанами. Для совершенствования процесса смесеобразования впускные каналы в головке цилиндров дизелей выполнены по типу винтового канала, создающего вращательное движение воздушного заряда вокруг оси цилиндра. Для повышения износостойкости посадочных мест под клапаны головки цилиндров установлены седла из специального жаропрочного сплава.

На головке цилиндров имеется четыре гнезда для установки форсунок. Внутренние полости, выполненные в головке цилиндров, служат для прохода ОЖ.

На головке монтируется клапанный механизм, который закрыт алюминиевым колпаком. Стык между колпаком и корпусом колпака уплотнён паронитовой прокладкой.

блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун

Для будущего автомобильного механика, диагноста устройство двигателя автомобиля является одной из ключевых тем. Именно двигатель обеспечивает транспортное средство энергией, которая нужна для его движения. 

Чаще всего механизм запуска устройства двигателя автомобиля возможен за счёт применения бензина или дизеля (дизельного топлива). Сгораемое внутри мотора топливо продуцирует тепло, что приводит к увеличению температуры газов внутри цилиндра двигателя и росту давления газов. Подвижные части двигателя под их влиянием вступают в работу, и тепловая энергия преображается в механическую.

Базовые части двигателя

Чтобы хорошо понимать устройство двигателя автомобиля, важно разбираться, что из себя представляет блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун.

Блок 

Металлическую основу мотора, остов называют блоком. Это корпусная деталь. Именно к блоку крепятся механизмы и отдельные части мотора и его систем.

Иногда можно встретиться с термином «блок», иногда – с терминами «блок двигателя», «блок цилиндров». Всё это одно и тоже.
Блок двигателя берёт на себя серьёзные нагрузки. Поэтому контроль качества при его изготовлении должен быть предельно высок. Огромное внимание уделяется как материалу, так и уровню точности изготовления детали. Для производства используются высокоточные станки.

Раньше блоки изготавливали из перлитного чугуна с легирующими добавками. Популярность чугуна при изготовлении блоков легко объяснима тем, что материал износостоек, стабилен по своим свойствам, малочувствителен к перегреву, адаптивен к ремонту. Сейчас некоторые производители также выпускают блоки из алюминиевого, магниевого сплава. В этом случае есть выигрыш, связанный с весом мотора. Это очень актуально для блоков моторов спорткаров.

Цилиндр 

Рядом с понятием «блок» стоит понятие «цилиндр». Под цилиндром подразумевается цилиндрическое отверстие, высверленное в блоке.  То есть это рабочая камера объёмного вытеснения.

Уплотнение верхней стороны цилиндра обеспечивает головка. Именно в ней находятся: 

• Клапаны. Обеспечивают (в процессе открытия-закрытия) поступление в цилиндр воздуха, топливовоздушной смеси. Также среди функций клапанов обеспечивают очистку камеры сгорания цилиндра от отработавших (выхлопных) газов. Закрытие клапанов и удержание их в таком состоянии обеспечивают клапанные пружины.
• Распредвалы (элементы привода клапанов). От них зависит то, как открываются клапаны, сколько времени они находятся в открытом состоянии
• Механизмы привода клапанов. Функция идентична. И, как видно, из названия – это привод клапанов. Но сами механизмы могут быть разными. Всё зависит от мотора: например, бензиновый, дизельный.

Цилиндр играет роль направляющего для поршня.

Поршень, поршневые кольца и шатун

Цилиндрическая деталь или совокупность деталей, которая преобразует энергию горения топливо в механическую энергию, называется поршнем.

В проточках на боковой поверхности поршня вставлены поршневые кольца. Благодаря им между поршнем и стенкой цилиндра создаётся уплотнение. Задача поршневых колец заключается в создании барьера для перетекания из камеры сгорания в картер коленчатого вала газов.

Среди задач поршня:

• Оказание силового воздействия на шатун.
• Отвод тепла от камеры сгорания.
• Герметизация камеры сгорания.

Подвижное соединение между поршнем и коленчатым валом обеспечивает шатун. Именно шатун передаёт силу движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу.

Коленчатый вал 

Коленчатый вал – это важная составляющая кривошипно-шатунного механизма. Кривошип коленчатого вала создает возвратно-поступательное движение поршня через шатун (подвижный элемент), то есть возвратно-поступательное движение поршня превращается в крутящий момент. Физически коленвал расположен в нижней части двигателя. Снизу коленвал прикрыт картером – самой внушительной неподвижной и полой частью двигателя, закреплённой на блоке сбоку. Визуально картер напоминает поддон.

Конструкция коленчатого вала состоит из несколько шеек (коренных и шатунных). Они соединены щеками, соединенных между собой щеками. Место перехода от шейки к щеке всегда является самым нагруженным у коленвала.

На коленчатый вал приходятся переменные нагрузки от сил давления газов.
Для того, чтобы не возникало осевых перемещений коленчатого вала, используется упорный подшипник скольжения. Он устанавливается на одной из шеек (средней или крайней).

Несколько важных терминов, касающихся устройства двигателя автомобиля

Камера сгорания –замкнутое пространство, где осуществляется воспламенение и горение топливовоздушной смеси. Сверху камера сгорания ограничена нижней поверхностью головки цилиндра, сбоку – стенками цилиндра, снизу –днищем поршня.
Толкатели клапанов, подъёмники –промежуточное звено, необходимое для передачи движения от распределительного вала к остальным частям механизма привода клапанов.
Коромысла (рокеры). Детали двигателя, функции которых заключаются в передаче движения от распределительного вала к клапанам.

Маховик. Деталь, ответственная за обеспечение равномерного вращения коленчатого вала. На цилиндрической устанавливается зубчатый венец. Он помогает провести пуск электростартера.

На схеме представлено расположение основных частей двигателя при рассмотрении его со стороны его задней части. На фланце коленчатого вала видны отверстия под болты, с помощью которых к фланцу крепится маховик с зубчатым венцом, или платина привода гидравлического трансформатора автоматической трансмиссии. Источник: Ford.

Автомобильные двигатели

Большинство двигателей автомобилей многоцилиндровые. Это значит при работе используется два или несколько цилиндров и два или несколько поршней.  

Автопром выпускает машины с 2-; 3-; 4-; 5-; 6; 8-; 10- и 12-цилиндровыми двигателями. 
Чем больше цилиндров у мотора, тем больше возможностей для увеличения мощности двигателя. Если нужен двигатель, предназначенный для езды по бездорожью либо машина, развивающая сверхвысокие скорости, актуально именно устройство двигателя автомобиля, ориентированное на большое количество цилиндров. Устройство двигателя с большим количеством цилиндров обеспечивает отличную равномерность вращения коленчатого вала, ведь угол поворота коленчатого вала при 10, 12 цилиндрах – очень небольшой.

Но у 2-х цилиндровых двигателей есть другое преимущество: самые лучшие показатели топливной эффективности.

Циклы двигателя

Устройство двигателя автомобиля всегда рассматривается в купе с его рабочим циклом.
Физически цикл – это периодически повторяющиеся процессы в каждом его цилиндре. Достаточно подробно разница между работой четырёхтактного и двухтактного двигателя отражена в нашей статье о двигателе внутреннего сгорания.

Сегодня мы остановимся на работе четырёхтактных моторов. Именно по четырёхтактному циклу работает большинство современных автодвигателей. Хотя сам принцип двигателя был изобретён Николаусом Отто в 19-м веке.

Поршень четырёхтактного двигателя совершает нисходящее и восходящее движение. Эта работа укладывается в один оборот коленчатого вала. При втором обороте коленчатого вала вновь повторяют эти движения.

1. Такт впуска (всасывания). Поступление в цилиндр двигателя свежего заряда: воздуха- от дизельного мотора бензинового двигателя с прямым вспрыском или топливовоздушной смеси, от газово-топливного двигателя, мотора с распределенным или центральным впрыском топлива, или газо-топливные двигатели). В результате разрежения, созданного поршнем, перепад давления между давлением в цилиндре и давление окружающего воздуха, заряд втягивается непосредственно в цилиндр.

2. Такт сжатия. Шатун толкает поршень. Поршень сжимает газообразный свежий заряд в цилиндре. Устройство дизельного двигателя настроено на то, чтобы температура сжатых газов должна достигла температуры воспламенения топлива. Если же речь идёт об устройстве газо-топливного, бензинового двигателя температура в конце такта сжатия достигать температуры воспламенения топлива не должна. Воспламенение производится от электроискрового разряда свечи зажигания.

3. Такт рабочего хода. Температура газов в цилиндре снижается, энергия горящих газов преобразуется в механическую энергию.

4. Такт выпуска отработавших газов. Поршень движется снизувверх. Отработавшие газы выходят из цилиндра через выпускной клапан.

Устройство двигателя автомобиля устроено так, что четыре такта повторяются циклично. Посредством маховика механическая энергия превращается во вращательное движение коленвала.

Модульное обучение автоосновам доступно при изучении электронных программ по профессиям. Удобный дистанционный формат обучения.

Для чего предназначен блок картер

Цилиндр вместе с поршнем и головкой цилиндра образуют замкнутый объем, в котором совершается рабочий цикл двигателя. Внутренняя поверхность стенок цилиндра служит направляющей при движении поршня. Цилиндры 4 (рис. 2) могут быть изготовлены каждый в от — дельности, как, например, у двигателей Д-21 и Д-37Е, или в общей отливке — блоке цилиндров. Блоки или отдельные цилиндры крепятся к корпусной детали двигателя — картеру 7, внутри которого установлен коленчатый вал.

Картер 7 двигателя представляет собой массивную неподвижную металлическую деталь, которая несет основные сборочные единицы и детали двигателя. В нем находятся подшипники коленчатого и распределительного валов, оси и валы шестерен приводов разных механизмов и др. Снизу картер закрыт поддоном 9, который служит резервуаром для масла.

Картер большинства двигателей выполнен в общей отливке с блоком, например А-41 (рис. 1), Д-240, А-41, СМД-60, ЯМЗ-238, ГАЗ-53, ЗИЛ-130. Такие отливки называются блок-картерами, они сообщают конструкции большую жесткость. Блок-картер отливают из серого чугуна (СМД-60, ЗИЛ-130) и алюминиевого сплава (ГАЗ-53).

Чугунные блоки обладают достаточной прочностью и сравнительно дешевы. Блоки из алюминиевого сплава легко обрабатываются, значительно легче чугунных, однако дороже их.

При У-образной конструкции блок-картера (рис. 3) ряды цилиндров обычно расположены под углом 90° между их осями. Такое расположение цилиндров уменьшает массу и габариты двигателя по длине и высоте и делает конструкцию более жесткой. Последнее снижает возможность появления нежелательных деформаций блок-картера и др.

Конструкция цилиндров в основном определяется способом охлаждения. При воздушном охлаждении цилиндры 4 (рис. 2) снабжаются специальными ребрами 10 для увеличения поверхности охлаждения.

При жидкостном охлаждении между наружной поверхностью цилиндра и внутренними стенками блока имеется кольцевое пространство — водяная рубашка 26 (рис. 1), заполняемая охлаждающей жидкостью. К верхней обработанной плоскости блок-картера (рис. 4) на шпильках крепится головка цилиндров. В стенках блок-картера расположены каналы для подвода масла к трущимся поверхностям деталей и отверстия для установки деталей. На внутренних и наружных поверхностях стенок имеются обработанные площадки для крепления различных деталей и механизмов.

Конструкция блок-картера зависит от расположения клапанов. В двигателях с боковым расположением клапанов в блок-картере имеется боковой прилив для их размещения, называемый клапанной коробкой, а в верхней стенке блок-картера сбоку каждого цилиндра сделаны клапанные отверстия. Такая конструкция применена в двигателях ГАЗ-52.

В двигателях с подвесным расположением клапанов последние помещаются в головке цилиндров, в результате чего конструкция блоккартера упрощается. Такая конструкция применена в двигателях А-41 (рис. 1), Д-240, А-41М, ЯМЗ-238, Д-37Е, Д-160, ГАЗ-53 и некоторых других.

Внутреннюю тщательно отполированную поверхность цилиндра называют зеркалом цилиндра. Точная обработка этой поверхности (ее овальность и конусность должны быть не более 0,02 мм) обеспечивает легкость движения поршня и плотное прилегание его к цилиндру.

Блок-картеры выполняются со вставными гильзами из легированных чугунов, обладающих большой износостойкостью и высокими механическими качествами. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера (путем замены изношенных гильз новыми) и упрощает его отливку.

Рис. 1. Дизель А-41:

1 — головка цилиндров; 2 — впускной клапан; 3 — валик декомпрессиоиного механизма; 4— пружины; 5 — колпак головки цилиндров; 6 — сапун; 7— коромысло клапана; 8 — выпускной клапан; 9 — штанга Толкателя; 10 — гильза цилиндров; 11 — зубчатый венец маховика; 12— маховик; 13 — ось толкателей; 14 — распределительный вал; 15 — крышка шатуна; 16 — крышка среднего коренного подшипника; 7 — механизм уравновешивания; 18 — маслоприемник; 19 — масляный насос; 20 —коленчатый вал; 21 — шатун; 22 — поршневой палец; 23 — поршень; 24 — блок-картер; 25 — вентилятор; 26 — водяная рубашка блок-картера.

Рис. 2. Детали двигателя Д-37:

1 — крышка клапанов; 2, 5, 8 — прокладки; 3 —головка цилиндра; 4— цилиндр; 6 — шпилька; 7 —картер; 9 — поддон картера; 10 — ребра цилиндра.

Рис. 3. Блок-картер двигателя ЗИЛ-130:

1 — блок-картер; 2 — крышка распределительных шестерен; 3 — крышка коренного подшипника; 4 — картер маховика.

Рис. 4. Блок-картер двигателя А-41:

1 — гильза цилиндра; 2 — верхний центрирующий пояс гильзы цилиндра; 3 и 4 — большая и малая шпильки крепления головки цилиндров; 5 — отверстия для штанг толкателей; 6 — резьбовое отверстие для шпильки крепления головки цилиндров; 7 — боковой люк для установки толкателей; 8 — площадка для крепления масляных фильтров; 9 — отверстие для присоединения маслопровода; 10— крышка коренного подшипника; 11 — шпилька крепления коренного подшипника; 12 — замковая шайба; 13 — передняя плоскость для крепления картера шестерен: 14 — опора коленчатого вала; 15 — втулка передней опоры распределительного вала; 16 — фланец для крепления пальца промежуточной шестерни; 17 — главная масляная магистраль: 18 — плоскость для крепления водяного насоса; 19 — окно в водораспределительный канал.

Картер является главным из элементов остова (корпуса) двигателя. С внешней стороны к нему крепят цилиндры, а внутреннюю его полость занимает коленчатый вал с его опорами. В картере размещают также основные устройства механизма газораспределения, различные узлы системы смазки с ее сложной сетью каналов и чаще всего с емкостью для смазочного масла и другое вспомогательное оборудование. К одной из торцовых стенок картера в автомобильных двигателях крепят кожух маховика, к боковым – кронштейны или лапы для установки двигателя на подмоторную раму.

Блок-картер при работе двигателя воспринимает большие нагрузки от сил давления газов и сил инерции движущихся масс, поэтому он должен обладать повышенной жесткостью и малой массой. Жесткость блок-картера повышают путем постановки перегородок и оребрения внутренней поверхности и понижения плоскости крепления поддона картера относительно оси коленчатого вала.

Блок-картер представляет собой отлитую из серого чугуна жесткую монолитную коробку, к которой крепят и в которой размещены различные механизмы, агрегаты и отдельные детали. Верхняя часть отливки является блоком цилиндров, а нижняя — картером. К верхней обработанной плоскости блок-картера на шпильках крепят головку цилиндров, к обработанной части передней торцовой плоскости блок-картера — крышку распределительных шестерен, а к задней — картер маховика. В стенках блок-картера расположены каналы для подвода масла к трущимся поверхностям деталей и отверстия для установки подшипников распределительного вала. На наружных поверхностях стенок блок-картера имеются обработанные площадки для крепления различных механизмов и агрегатов.

В общем случае блок-картер представляет собой сложную пространственную конструкцию коробчатой формы, которая воспринимает все силовые нагрузки, возникающие в процессе осуществления рабочего цикла, действующие на остов двигателя.

Вид блока-картера зависит от двигателя (число цилиндров и их расположения) (рис.1):

К обработанным плоскостям блок-картера крепят составные детали остова двигателя (рис.2): сверху — головки цилиндров, сзади — картер маховика 13, впереди — картер распределительных шестерен 7, снизу — поддон картера 11:

Рис. 2- Блок-картер с составными деталями остова двигателя

В верхней части блок-картера предусмотрены вертикальные расточки цилиндров, в которые вставляют гильзы цилиндров. Пространство между внутренними стенками блок-картера и наружной поверхностью цилиндра (гильзы) называют водяной рубашкой, оно заполнено охлаждающей жидкостью. Водяная рубашка блок-картера соединена с водяной рубашкой головки цилиндра посредством водопропускных отверстий. Нижняя часть блок-картера имеет поперечные перегородки, количество которых равно числу коренных опор коленчатого вала. В каждой перегородке расположены гнезда коренных подшипников коленчатого вала. К нижней обработанной плоскости крепят поддон картера. Материалом для изготовления блок-картеров служат серый и легированный чугуны и алюминиевые сплавы. Блок-картеры двигателей могут быть гильзованными и негильзованными.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9237 —

| 7270 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Блок картер двигателя

Блок – картер является корпусной деталью, представляет собой чугунную отливку, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя – верхнюю часть картера коленчатого вала. В верхней части блок – картера выполнены вертикальные расточки, в которых установлены гильзы цилиндров. Полость между стенками блок – картера и гильзами служит для прохода ОЖ. В поперечных перегородках нижней части блок – картера расточены поверхности, предназначенные для подвески коленчатого вала. Вместе с крышками они образуют постель для коренных подшипников коленчатого вала. Для обеспечения соосности коренных подшипников расточка постелей блок – картера производится в сборе с крышками с одной установки. Поэтому крышки коренных подшипников невзаимозаменяемые.

В передней стенке блок – картера запрессована бронзовая втулка, которая является передней опорой распределительного вала, две другие опоры расточены в теле блока.

На наружных боковых поверхностях блок – картера имеется ряд обработанных привалочных плоскостей для крепления сборочных единиц и агрегатов. К переднему торцу блок – картера крепится картер и крышка картера распределительных шестерен. К крышке картера крепится разъёмная передняя опора. К задней привалочной плоскости блок – картера крепится картер маховика. Картер маховика выполнен из алюминиевого сплава. Картер маховика дизелей со стартерным пуском – фланец для крепления картера. Установочная шпилька, ввёрнутая в резьбовое отверстие на картере маховика, служит для определения положения поршня первого цилиндра в в.м.т.

В связи с применением на дизелях охлаждения поршней маслом в блок – картере касательно каналу главной масляной магистрали выполнены четыре сверления, в которые устанавливаются форсунки. Выходя из сопла форсунки, струя масла омывает донышко поршня, охлаждая его.

Вкладыши коренных подшипников изготовлены из биметаллической полосы сталь – сплав А020 – 1.

Гильзы цилиндров съемные, “мокрого” типа, изготовлены из специального чугуна. Внутренняя поверхность гильзы закалена ТВЧ. Гильза устанавливается в блок – картер по двум центрующим пояскам: верхнему и нижнему. В верхнем пояске гильза закрепляется буртом, в нижнем уплотняется резиновыми кольцами, размещенными в канавках блок – картера.

Полость между стенками блока цилиндров и гильзами образует рубашку охлаждения, заполненную ОЖ.

Головка цилиндров лита из чугуна, общая для всех цилиндров. Для уплотнения плоскости разъёма между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка из асбостального полотна. В головке выполнены впускные и выпускные каналы, закрываемые клапанами. Для совершенствования процесса смесеобразования впускные каналы в головке цилиндров дизелей выполнены по типу винтового канала, создающего вращательное движение воздушного заряда вокруг оси цилиндра. Для повышения износостойкости посадочных мест под клапаны головки цилиндров установлены седла из специального жаропрочного сплава. На головке цилиндров имеется четыре гнезда для установки форсунок. Внутренние полости, выполненные в головке цилиндров, служат для прохода ОЖ.

На головке монтируется клапанный механизм, который закрыт алюминиевым колпаком. Стык между колпаком и корпусом колпака уплотнён паронитовой прокладкой.

Блок цилиндров двигателя. Виды блоков и их конструкции. (Часть1).

Блок цилиндров двигателя. Виды блоков и их конструкции. (Часть1).

Подробности

Блок цилиндров является основополагающим элементом двигателя, он выполняет функцию каркаса, в котором располагаются цилиндры, окруженные охлаждающей рубашкой, масляные каналы, а в нижней его части выполнена постель для коленчатого вала. В процессе работы, вся основная нагрузка от вращающихся и поступательно движущихся деталей воспринимается именно блоком цилиндров двигателя. Поэтому при его изготовлении в нем изначально должен быть заложен большой запас прочности.

Одним из самых распространенных блоков используемых в автомобильной индустрии является рядный четырехцилиндровый блок, отлитый из серого лигированого чугуна, причем в котором цилиндры отлиты как одно целое. В нижней части блока цилиндров (картере) располагается постель для вкладышей коленчатого вала, сверху закрытая крышками коренных подшипников. Крышки подшипников или как их еще называют бугели, притянуты к блоку цилиндров болтами диаметром 10-12 мм, болты большего диаметра используются редко. Моменты и схема затяжки ботов, как правило, описаны в технической документации к автомобилю, но обычно для резьбы М10 момент затяжки лежит в пределах между 65 и 80 Нм, для резьбы М12 – это 90-110 Нм.

Крышки коренных подшипников при установке должны обязательно центроваться, это обеспечит их правильную установку и предотвратит вероятность перекоса крышки. На практике это достигается разными способами. Как мы можем видеть на картинке с боку, центрирование a и b является самым простым и распространенным, но оно не является столь успешным как хотелось бы, так как оно не может обеспечить идеальной геометрии постели. Если предыдущий вариант сравнивать с c и d, то здесь мы уже видим более сложное, но в тоже время точное центрирование c с помощью втулок, и d с помощью штифтов. В настоящее время производители свое предпочтение отдали варианту c, поэтому мы чаще можем встретить его применение в конструкциях крепления крышек коренных подшипников к блоку цилиндров.

При изготовлении двигателя на заводе крышки коренных подшипников, как правило, нумеруются (на каждой крышке выбивается порядковый номер), каждая крышка должна устанавливаться на свое место. Нумерация крышек обычно идет на возрастание в сторону коробки передач, но встречаются автомобили, в которых нумерация идет в обратном направлении.

В процессе работы двигателя коленчатый вал испытывает изгибающие нагрузки, от силы давления газов, передаваемые через поршень с шатуном. В свою очередь коленчатый вал передает эту нагрузку коренным опорам. Это говорит о том, что блок цилиндров при работе двигателя постоянно испытывает изгибающую нагрузку, и если его жесткости будет не достаточно, то в результате этого в скором времени из-за ускоренного износа выйдут из строя подшипники и двигатель потребует ремонта. Поэтому для придания жесткости блока на некоторых автомобилях, в частности NISSAN, HONDA, крышки коренных подшипников могут быть отлиты как одна целая деталь.

Или крышки подшипников устанавливаются отдельно, а сверху ложится специальная рама, которая прижимается теми же болтами.

На немецких автомобилях (AUDI, BMW), для придания жесткости блоку, мы можем встретить такой вариант исполнения: помимо классических болтов крышки, по бокам вкручены дополнительные.

При увеличении расстояния между плоскостью разъема коренных подшипников и нижней плоскостью разъема блока и поддона картера, жесткость блока на изгиб также увеличивается.

Очень большая жесткость блока цилиндров достигается, если нижняя часть блока отлита с крышками как одно целое и является верхней частью поддона. Данное исполнение мы можем встретить, на следующих марках автомобилей PORSCHE, VOLKSWAGEN, AUDI , TOYOTA, RENAULT и VOLVO.

Иногда чтобы добиться необходимой прочности и жесткости блока некоторые автопроизводители, например, такие как MERCEDES-BENZ,VOLKSWAGEN, BMW и другие, устанавливают литые алюминиевые поддоны. Для дополнительного охлаждения масла, их отливают с внешними ребрами. У литых поддонов, в отличие от штампованных, есть небольшой минус. Он заключается в том, что если автомобиль не оборудован дополнительной защитой двигателя от механических повреждений, то при наезде автомобиля на препятствие литой алюминиевый поддон получит более серьезные повреждения, нежели штампованный. Из-за сложности ремонт литого поддона окажется значительно дороже. Чтобы избежать дорогостоящего ремонта на некоторых автомобилях MERCEDES-BENZ, стали использовать комбинированные поддоны. Нижнюю часть стали делать штампованной.

Деформация блока цилиндров или вала характерна смещением осей постелей и шеек коленчатого вала, в результате это приводит к тому, что появляется неравномерный износ на шейках и вкладышах.

И, наконец, рассмотрим последний вариант — это придание жесткости блоку по опорам коренных подшипников коленчатого вала. Такой способ имел место на дизельных двигателях ROVER и ALFA-ROMEO. Данный способ заключается в том, что разъема блока по коренным подшипникам попросту нет, разъемными сделаны сами опоры, имеющие наружный диаметр больше, чем диаметр противовесов коленчатого вала. Эти блоки стали называть “туннельными”, но несмотря на повышенную жесткость данной конструкции, широкого применения она не получила, из-за большой сложности и увеличенного веса.

В следующей части рассмотрим устройство и назначение цилиндров.

Двигатели. Рядный? V-образный? «Оппозит»? — ДРАЙВ

В начале XX века, когда конструкторская мысль бушевала вовсю, двигатель рабочим объёмом 10 л мог быть как одноцилиндровым, так, к примеру, и рядной «восьмёркой». Тогда никого особо не удивляли установленная на автомобиле рядная «шестёрка» объёмом 23 л или семицилиндровый звездообразный мотор с аэроплана…

Однако рост мощностей, оборотов и ожесточенная борьба за снижение себестоимости всё расставили по местам. Простейший одноцилиндровый мотор для автомобилестроителей остался в далёком прошлом. Средний объём цилиндра двигателя обычного автомобиля сейчас — от трёхсот до шестисот кубических сантиметров. Литровая мощность — от 35 л.с./л для безнаддувного дизеля до 100 л.с./л для форсированного бензинового «атмосферника». Для серийных двигателей это оптимум, выходить за рамки которого просто невыгодно.

Очень маленькие цилиндры часто встречаются на японских микролитражках: например, объём рядной «четвёрки» у Subaru R1 — всего 658 см³. Из «европейцев» отличился трёхцилиндровый дизельный Smart — 799 «кубиков». Есть цилиндры-напёрстки и у «корейцев»: трехцилиндровый Matiz — это 796 «кубиков», а четырёхцилиндровый — 995. «Четвёркой» объёмом 1086 см³ оснащаются Hyundai i10 и Kia Picanto. На другом полюсе — конечно же «американцы». Объём V-образной «восьмёрки» купе Chevrolet Corvette Z06 составляет 7011 см³. Хотя японцы, например, оснащали внедорожник Nissan Patrol предыдущего поколения рядной «шестёркой» TB48DE объёмом 4758 «кубиков».

Сегодня двигатель мощностью 100 л.с. в большинстве случаев окажется четырёхцилиндровым, у 200-сильного будет четыре, пять или шесть цилиндров, у 300-сильного — восемь… Но как эти цилиндры расположить? Иными словами — по какой схеме строить многоцилиндровый двигатель?

Простота хуже компактности

О чём болит голова у конструктора? Во-первых, о том, как упростить конструкцию двигателя, чтобы он был дешевле в производстве и легче в обслуживании. Самый простой двигатель — рядный (мы будем обозначать такие моторы индексами R2, R3, R4 и т. д.). Располагаем в ряд нужное количество цилиндров — получаем необходимый рабочий объём.

• Двигатель R3 (А). Угол между кривошипами — 120°.
• Добиться равномерности вспышек в двухцилиндровом двигателе (В) можно только при двухтактном цикле.
• А такой мотор (C), например, стоит на «Оке». Поршни движутся синфазно.

Двух- и трёхцилиндровые двигатели встречаются на автомобилях нечасто, хотя мода на «двухгоршковые» моторчики набирает обороты. Тому способствуют продвинутые системы смесеобразования и применение турбонаддува (как, например, на 85-сильной двухцилиндровой турбоверсии хэтчбека Fiat 500). А вот рядная «четвёрка» попала в самый массовый диапазон рабочего объёма легковых автомобилей — от 1,0 до 2,4 л.

В современных четырёхтактных двухцилиндровых двигателях, вроде турбомотора Фиата 500, проблему вибраций отчасти решает балансирный вал.

Пятицилиндровые рядные моторы появились на серийных автомобилях сравнительно недавно — в середине 70-х годов. Первым был Mercedes-Benz со своими дизельными «пятёрками» — они появились в 1974 году (на модели 300D с кузовом W123). Через два года увидел свет пятицилиндровый двухлитровый бензиновый двигатель Audi. А в конце 80-х годов такие моторы сделали Volvo и FIAT.

Рядные «шестёрки», до недавнего времени столь популярные в Европе, нынче во мгновение ока стали вымирающим видом. А про рядную «восьмёрку» и говорить нечего — с ней практически распрощались еще в 30-х годах. Почему?

Ответ прост. С ростом числа цилиндров двигатель становится длиннее, и это создаёт массу неудобств при компоновке. Например, втиснуть поперёк моторного отсека переднеприводного автомобиля рядную «шестёрку» удавалось в считанных случаях — можно припомнить лишь английский Austin Maxi 2200 середины 60-х годов (тогда конструкторам пришлось спрятать коробку передач под двигателем) и Volvo S80 с суперкомпактной коробкой передач.

Два мотора R3, составленные друг за другом, дают великолепный результат — абсолютно уравновешенную рядную «шестёрку».

Как укоротить рядный мотор? Его можно «распилить» пополам, поставить две половинки рядом друг с другом и заставить работать на один коленвал. Такие моторы, у которых цилиндры расположены в виде латинской буквы V, вдвое короче рядных — наибольшее распространение получили двигатели с углом развала блока 60° и 90°. А V-образный мотор с углом развала блока 180°, в котором цилиндры расположены друг против друга, называют оппозитным (или «боксером» — обозначения В2, В4, В6 и т. д. происходят именно от слова boxer).

Такие моторы сложнее рядных — например, у них две головки цилиндров (каждая со своей прокладкой и коллекторами), больше распредвалов, сложнее схема их привода. А оппозитные двигатели ещё и занимают много места в ширину. Поэтому из компоновочных соображений они применяются довольно редко — производителей «боксеров» можно пересчитать по пальцам.

А как сделать V-образный двигатель еще компактнее? Одно из простых, на первый взгляд, решений — установить угол развала блока менее 60°. Действительно, такие моторы были, но редко — можно вспомнить, например, автомобили Lancia Fulvia 70-х годов с моторами V4, угол развала блока которых составлял 23°. Почему же этим не пользовались все? Дело в том, что перед конструктором двигателя всегда стоит ещё одна проблема — вибрации.

О силах и моментах

Вообще без вибраций поршневой двигатель внутреннего сгорания работать не может — так уж он устроен. Но бороться с ними нужно, и не только для повышения комфорта пассажиров. Сильные неуравновешенные вибрации могут вызвать разрушения деталей мотора — со всеми вылетающими и выпадающими оттуда последствиями…

Отчего возникают вибрации? Во-первых, в некоторых схемах двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Таких схем конструкторы по возможности избегают или стараются делать массивней маховик — это помогает сгладить пульсации крутящего момента. Во-вторых, при движении поршней вверх-вниз они то разгоняются, то замедляются, из-за чего возникают силы инерции — сродни тем силам, что заставляют пассажиров автомобиля кланяться при торможении или вдавливают их в спинки сидений при разгоне. В-третьих, шатун в двигателе движется вовсе не вверх-вниз, а совершает сложное движение. Да и возвратно-поступательное перемещение поршня от верхней мёртвой точки к нижней тоже нельзя описать простой синусоидой.

• Силы инерции от двух масс, вращающихся на одном валу поодаль друг от друга, создают свободный момент.
• В простейшем моторе есть свободные силы инерции, но нет моментов. Цилиндр-то один.

Поэтому среди сил инерции появляются составляющие с удвоенной, утроенной, учетверённой частотой вращения коленвала… Этими так называемыми силами инерции высших порядков, как правило, пренебрегают — они по сравнению с основной силой инерции (которой присвоили первый порядок) очень малы. Исключение составляют силы инерции второго порядка, с которыми приходится считаться. Плюс к этому, пары сил, приложенные на определённом расстоянии, образуют моменты — так происходит, когда в соседних цилиндрах силы инерции направлены в разные стороны.

Что сделать для того, чтобы уравновесить силы и моменты? Во-первых, можно выбрать схему мотора, в которой цилиндры и кривошипы коленчатого вала расположены таким образом, что силы и моменты взаимно уравновесят друг друга — всегда будут равны и направлены в противоположные стороны.

Яркий представитель вымершего племени автомобилей с рядной «восьмёркой» — модель 1930-х годов Alfa Romeo 8C.

А если ни одна из уравновешенных схем не подходит — например, из компоновочных соображений? Тогда можно попытаться по-другому расположить шейки коленвала и применить всякого рода противовесы, создающие силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению основным уравновешиваемым силам. Иногда это можно сделать, разместив противовесы на коленчатом валу мотора. А иногда — на дополнительных валах, которые называют балансирными валами противовращения. Называются они так потому, что крутятся в другую сторону, нежели коленвал. Но это усложняет и удорожает двигатель.

Чтобы облегчить описание степени уравновешенности разных двигателей, мы подготовили сводную таблицу. Зелёным в ней выделены самоуравновешенные силы и моменты, а красным — свободные (те, что не уравновешены и вырываются на свободу — через опоры силового агрегата проходят на кузов автомобиля).

Степень уравновешенности (зелёная ячейка — уравновешенные силы или моменты, красная — свободные)
	1	R2	R2*	V2	B2	R3	R4	V4	B4	R5	VR5	R6	V6	VR6	B6	R8	V8	B8	V10	V12	B12
Силы инерции первого порядка
Силы инерции второго порядка
Центробежные силы**
Моменты от сил инерции первого порядка
Моменты от сил инерции второго порядка
Моменты от центробежных сил
* Поршни в противофазе.
** Уравновешиваются противовесами на коленчатом вале.

Что же получается? Из распространённых типов двигателей абсолютно уравновешенных всего два — это рядная и оппозитная «шестёрки». Теперь понимаете, почему BMW и Porsche так крепко держатся за такие моторы? Ну а о причинах, по которым от них отказываются остальные, мы уже упоминали. Теперь рассмотрим поподробнее остальные схемы.

Шестицилиндровый «оппозитник» водяного охлаждения Porsche. С левой и правой сторон блока в целях экономии стоят одинаковые головки, поэтому цепные приводы распредвалов пришлось устраивать и спереди, и сзади.

Уравновешенные и не очень

Из двухцилиндровых двигателей на автомобилях нынче применяется только один — двухцилиндровый рядный мотор с коленчатым валом, у которого кривошипы направлены в одну сторону (такой, например, стоял на отечественной «Оке»). Как видно, этот двигатель по степени уравновешенности похож на одноцилиндровый, поскольку оба поршня движутся вверх и вниз одновременно, в фазе. Для того чтобы уравновесить свободные силы инерции первого порядка, в моторе «Оки» слева и справа от коленвала применялись два вала с противовесами. А как же быть с силами второго порядка? Для того чтобы с ними справиться, пришлось бы добавить ещё два балансирных вала, что на двухцилиндровом моторе, изначально предназначенном для маленьких и дешёвых автомобилей, было бы совершенно неуместным.

Впрочем, это ещё ничего — много двухцилиндровых моторов выпускалось вообще без балансирных валов. Так было, например, на малышках Fiat 500 образца 1957 года. Да, вибрации были, их старались погасить подвеской силового агрегата… Но мотор зато получался простым и дешёвым! Дешевизна двухцилиндровых двигателей соблазняет разработчиков и сегодня: не зря же эту схему использовали создатели самого доступного автомобиля планеты, индийского хэтчбека Tata Nano.

Машин с оппозитной «двойкой» — по экономическим и компоновочным соображениям — было немного. Можно упомянуть, например, французский Citroen 2CV.

Двухцилиндровый двигатель, у которого кривошипы направлены в разные стороны (под углом 180°), можно встретить сегодня только на мотоциклах. Поскольку поршни в нём всегда движутся в противофазе, то он уравновешен лучше. Однако равномерного чередования вспышек в цилиндрах можно добиться только на двухтактных моторах — такие двигатели устанавливались на довоенные DKW и их прямых наследников, пластиковые гэдээровские Трабанты. По причине простоты и дешевизны никаких балансирных валов на них тоже не было, а с возникающими вибрациями просто мирились.

Автомобиль с двухцилиндровым V-образным мотором припоминается только один — отечественный НАМИ-1. А до наших дней этот тип двигателя дожил только на мотоциклах — вспомните американский Harley Davidson и его японских последователей с их V-образными «двойками» во всей хромированной красе. Такой мотор можно уравновесить практически полностью с помощью противовесов на коленчатом валу, но достичь равномерного чередования вспышек невозможно. Хорошо, что байкеры особого внимания на вибрации не обращают…

НАМИ-1 — прототип 1927 года.

Трёхцилиндровый двигатель уравновешен хуже, чем рядная «четвёрка», и поэтому производители трёхцилиндровых моторов — например, Subaru и Daihatsu — стараются оснащать их балансирными валами. В своё время опелевские двигателисты решили отказаться от балансирного вала, разрабатывая трёхцилиндровый мотор семейства Ecotec для Корсы второго поколения — в целях удешевления и уменьшения механических потерь. И трёхцилиндровая Corsa после дебюта в 1996-м была раскритикована немецкими автожурналистами: «По городу на переменных режимах ездить совершенно невозможно».

В самой популярной среди двигателистов рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка. Её можно уравновесить только балансирным валом, вращающимся с удвоенной скоростью. (Вы не забыли — сила инерции второго порядка действует с удвоенной частотой?) А для компенсации момента от балансирного вала придётся ставить ещё один, вращающийся в противоположную сторону. Дорого? Безусловно. Однако моторы с балансирными валами можно встретить на автомобилях Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat и самых разных марок концерна Volkswagen.

Пример рядной «четвёрки» с балансирными валами — двухлитровый двигатель Audi. Валы располагаются по обе стороны от коленвала и с удвоенной скоростью вращаются в противоположные стороны. Здесь балансирные валы расположены снизу и соединены зубчатой передачей, а раньше (как, например, на приведённом на картинке внизу двигателе Saab 2.3) их располагали сверху и у каждого был свой шкив цепного привода.

Кстати, оппозитная «четвёрка» уравновешена лучше, чем рядная, — здесь есть только момент от сил инерции второго порядка, который стремится развернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Однако и «оппозитник» воздушного охлаждения легендарного «Жука», и знаменитые «боксеры» Subaru обходились и обходятся без балансирных валов.

Subaru из компоновочных соображений предпочитает рядной «четвёрке» оппозитную. Что до вибраций, то силы инерции второго порядка у «боксера» уравновешены, но момент от них всё же остаётся свободным.

У рядных «пятёрок» с уравновешенностью дела обстоят не очень. Силы инерции компенсируются, но вот моменты от этих сил… Во время работы двигателя по блоку постоянно «пробегает» волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жёстким. Однако и Mercedes-Benz, и Audi, и Volvo борются с вибрациями, дорабатывая подвеску силового агрегата или применяя специальные противовесы (как у наддувной «пятёрки» 2.5 TFSI на Audi TT RS). И только фиатовские мотористы применяли балансирный вал, который полностью уравновешивал все моменты.

• На картинке FIAT JTD от хэтчбека Croma — потомок пятицилиндрового турбодизеля Fiat TD 125 объёмом 2387 см³, образованного путём добавления одного цилиндра к 1,9-литровой «четвёрке» TD 100. Балансирный вал — слева, в нижней части картера.
• Под каким углом расположить кривошипы коленвала рядной «пятёрки»? 360° делим на пять… Правильно — 72°!

Кстати, практически все «пятёрки» образованы путём прибавления ещё одного цилиндра к четырёхцилиндровому двигателю — как кубики в конструкторе. Делают это для того, чтобы с минимальными производственными и конструкторскими затратами получить более мощные моторы. При этом всю начинку, включая поршни, шатуны, клапаны и т. д., можно взять от «четвёрки». Понадобятся иные блок и головка цилиндров и, само собой, коленчатый вал, кривошипы которого должны быть расположены под углом в 72°.

О шестицилиндровых моторах — мечте с точки зрения уравновешенности — мы уже упоминали. А вот в моторах V6, которые вытесняют рядные «шестёрки», ситуация с уравновешенностью такая же, как у «трёшки», то есть не ахти. Поэтому, например, балансирным валом в развале блока цилиндров был оснащён самый первый двигатель V6 фирмы Mercedes-Benz — заслуженный М112 с тремя клапанами на цилиндр. У трёхлитровой «шестёрки» концерна PSA вал находился в одной из головок блока. На других моторах того времени инженеры пытались не усложнять конструкцию и старались свести уровень вибраций к минимуму за счёт усовершенствованной подвески силового агрегата и хитроумного смещённого расположения шатунных шеек коленчатого вала (как, например, на Audi V6).

• В моторе V6 с углом развала блока 90° сдвоенные кривошипы расположены под углом 120°. А в моторах с развалом 60° каждый шатун приходится устанавливать на своём кривошипе.
• Для уравновешивания свободного момента от сил второго порядка мотору V6 90° необходим один балансирный вал (показан стрелкой). В двигателе Citroen 3.0 V6 он был установлен в одной из головок блока.

У новейших мерседесовских двигателей V6 угол развала блока сократился до 60°, в результате чего необходимость в балансирном вале отпала.

Добавим сюда ещё одно замечание — в моторах V6 с развалом в 90° не обеспечивается равномерное чередование вспышек в цилиндрах. Возникающая неравномерность хода может компенсироваться за счёт утяжелённого маховика, но лишь отчасти. Вот вам и ещё один источник вибраций…

Двигатели V8 с углом развала цилиндров в 90° и коленвалом, кривошипы которых располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, весьма неплохо уравновешены. В таком моторе можно обеспечить равномерное чередование вспышек, что тоже работает на плавность хода. Остаются неуравновешенными два момента, которые можно полностью утихомирить с помощью двух противовесов на коленчатом валу — на щеках крайних цилиндров. Понимаете, почему американцы раньше других прочувствовали всю прелесть V-образных моторов? Вибрации и тряски в своих автомобилях они очень не любят…

Двигатель V8: и развал блока, и угол между кривошипами — 90°.

Напоследок можно поговорить о схемах необычных. Сначала вспомнить о моторах V4. Таких было немного — европейский Ford образца 60-х годов (который стоял на автомобилях Ford Taunus, Capri и Saab 96) да чудо-двигатель отечественного «Запорожца». Здесь не обошлось без уравновешивающего вала для момента от сил инерции первого порядка. Впрочем, конструкторы вышеупомянутых автомобилей выбирали эту схему из условий компактности и отчасти экономии, а не за хорошую уравновешенность.

• Ford и ЗАЗ выбрали экзотику: мотор V4, в котором и угол развала блока, и угол между кривошипами составляют 90°.
• Угол развала цилиндров моторов V2 колеблется от 25° до 90°.

А что насчёт V-образных «десяток»? Как можно видеть, степень уравновешенности таких моторов точно такая же, как и у моторов R5. Впрочем, конструкторы прежних моторов Формулы-1 или монстров Dodge Viper и Dodge RAM, где стоят двигатели V10, о вибрациях думали далеко не в первую очередь.

Как жаль, что Viper и его коллосальный V10 — уже история.

Двигателями V10 отметилась целая череда знаковых машин: BMW M5, Audi S6 и S8, а также RS6 с наддувной «десяткой». Не говоря уже об автомобилях Lamborghini. Наконец, Lexus LFA тоже оснащается двигателем V10.

Ну а прочие схемы легко свести к предыдущим. Например, оппозитная «восьмёрка» (пример применения — гоночные болиды Porsche 917) — это две «четвёрки», работающие на один коленвал. А V-образный и оппозитный двенадцатицилиндровые двигатели можно свести к двум рядным «шестёркам».

VR6, VR5, W12…

Помните, мы упоминали о V-образных моторах с малым углом развала блока — как на Лянчах? Раньше таких схем избегали — уравновесить их сложнее, чем моторы с развалом в 60° или 90°, а выигрыш в компактности тогда ценили не так…

Но теперь ситуация изменилась. Во-первых, повсеместно применяются гидроопоры силового агрегата, которые значительно ослабляют вибрации. Во-вторых, пространство под капотом нынче на вес золота. Ведь кто раньше мог себе представить скромный хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь — пожалуйста! Всё началось с Фольксвагена Golf VR6 третьего поколения.

Знаменитый фольксвагеновский двигатель VR6, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR), стал дальнейшим развитием V-образных двигателей с малым углом развала блока. Цилиндры этого мотора разведены на ещё меньший угол, чем на Лянчах, — всего на 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют ещё «смещённо-рядным». Гениальное решение — «шестёрка» 2.8 компактнее, чем обычный мотор V6, да ещё и имеет одну головку блока! Потом появился двигатель VR5 — это VR6, от которого «отрезали» один цилиндр. После этого мотористы концерна Volkswagen вообще словно с цепи сорвались.

Двигатель VR5 2.3 конструкторы Фольксвагена получили, отняв один цилиндр от мотора VR6. Угол развала компактного блока — 15°, все пять цилиндров укрыты одной головкой блока.

Они придумали суперкомпактный двигатель W12, который дебютировал в 1998 году на концепт-каре W12 Roadster. Это два двигателя VR6, установленные под углом 72° на одном коленвале. Но прежде в серию пошёл мотор W8, которым оснащалась топ-модель седана Passat. Там тоже два мотора VR6, от которых «отрезано» по два цилиндра и которые тоже объединены в одном блоке на одном коленвале. Когда-то в Вольфсбурге подумывали и о восемнадцатицилиндровом двигателе — но в итоге остановились на W16 с четырьмя турбокомпрессорами, который разгоняет Bugatti Veyron до 431 км/ч.

Супермотор W12, показанный на концепте имени себя, приводит в движение представительские модели фирм Audi, Volkswagen и Bentley. На фото хорошо видно шахматное расположение цилиндров пары блоков, объединённых в одной отливке под углом 72°. Длина 420-сильного мотора — всего 51 см, ширина — 70 см.

Почему же таких моторов не было раньше? Взгляните, к примеру, на коленвал двигателя W12 — такое технологу и в страшном сне не приснится! Создателям новых схем должен помогать компьютер. Чтобы просчитать все варианты угла развала блока, расположения шатунных шеек, порядка вспышек в цилиндрах и выбрать самый уравновешенный, без помощи вычислительных мощностей обойтись очень сложно.

Теория и практика

Как видно, при выборе схемы силового агрегата конструкторы ставят во главу угла вовсе не степень уравновешенности. Главное — это удачно вписать в моторный отсек такой двигатель, который будет обладать наилучшим соотношением массы, размеров и мощности. Потом, двигатели сейчас всё чаще строятся по модульному принципу. Говоря упрощённо, на одной поршневой группе можно построить любой мотор — и трёхцилиндровый, и W12. Вслед за Фольксвагеном на модульные конструкции переходит всё больше производителей. Новейшая линейка моторов Mercedes — тому отличное подтверждение.

А вибрации… Во-первых, следует различать теоретическую и действительную уравновешенность двигателя. Если коленчатый вал в сборе с маховиком не отбалансирован, а поршни и шатуны заметно отличаются по массе, то трясти будет даже рядную «шестёрку». А потом, действительная уравновешенность всегда значительно хуже теоретической — по причинам отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации узлов под нагрузкой. Так что вибрации «прорываются» из двигателя наружу при любой схеме. Поэтому автомобильные инженеры и уделяют такое внимание подвеске силового агрегата. На самом деле конструкция и расположение опор двигателя — не менее важный фактор, чем степень уравновешенности самого мотора…

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

Двигатели нового поколения внедорожника Chevrolet Traverse на сайте дилера в Москве

Интеллектуальная технология STOP/START

3,6-литровый двигатель V6 оснащен интеллектуальной технологией STOP/START, Chevrolet впервые решил включить ее в базовую комплектацию.

По своей сути она мало чем отличается от технологий STOP/START, реализованных на других моделях Chevrolet. Тем не менее в этой модификации удалось обеспечить более тихую остановку и запуск двигателя с минимальной вибрацией — владельцы Traverse будут приятно удивлены тем, насколько плавно все работает. Эта система также умеет распознавать определенные маневры, например, когда водитель заезжает в гараж или паркуется задним ходом, а необходимость остановки/запуска теперь определяется более точно.

Принцип работы

Никаких действий со стороны водителя не требуется. Интеллектуальная технология Stop/Start автоматически заглушает двигатель, когда автомобиль останавливается при определенных условиях, например, на перекрестке, когда горит красный сигнал светофора. Это позволяет снизить расход топлива. Когда водитель убирает ногу с педали тормоза, двигатель автоматически запускается.

Система контролирует скорость автомобиля, режим работы климат-контроля и другие факторы, чтобы оценить целесообразность отключения двигателя. В некоторых ситуациях, например, при частых остановках во время городских пробок, двигатель заглушаться не будет. Функция остановки двигателя работает по определенному алгоритму. Повторный запуск двигателя произойдет примерно через две минуты, если водитель не убрал ногу с педали тормоза раньше.

Уникальные комплектующие системы Stop/Start:

• Стартер с двумя соленоидами обеспечивает более быстрый и плавный пуск, даже когда двигатель еще не полностью остановился.
• Уникальный преобразователь постоянного тока (DC-DC) помогает избежать скачков напряжения во время остановки/запуска, предотвращая кратковременное изменение интенсивности освещения, а также самопроизвольную перезагрузку или шумы в мультимедийной/информационно-развлекательной системе.
• Накопитель с электронным управлением удерживает давление трансмиссионной жидкости, чтобы удерживать сцепление и обеспечить возможность немедленного начала движения, когда водитель убирает ногу с педали тормоза.
• Подрамник двигателя гасит реакцию от крутящего момента и вибрации, связанные с повторным пуском, обеспечивая плавную и почти незаметную работу.

Цилиндровый блок

: конструкция, конструкция и состав

Блок цилиндров: конструкция, тип и состав

Автомобильный двигатель в основном состоит из трех неподвижных частей: головки цилиндров, блока цилиндров и картера. Они обеспечивают поддержку и служат закрытым блоком для других движущихся частей. Современные двигатели состоят из блока цилиндров и картера как единого блока, что обеспечивает жесткость. Картер имеет залитые в него ребра, которые придают дополнительную прочность, а также поддерживают подшипники главного и распределительного вала.В некоторых больших двигателях блок может также использовать отдельный картер для коленчатого вала.

Блок цилиндров — одна из важнейших конструкций двигателя. Блок цилиндров, как и головка, также рассчитан на достижение определенных рабочих параметров. Он должен выдерживать очень высокое давление и температуру выше 600 градусов по Цельсию. Таким образом, производители используют прецизионные методы для проектирования и изготовления блоков цилиндров. Они используют прецизионную обработку для придания поверхности цилиндра зеркального блеска.Это включает в себя точные процессы шлифования и хонингования.

Блок цилиндров в основном состоит из трех частей:

1. Цилиндры, в которых поршни поднимаются и опускаются.
2. Порты или отверстия для клапанов.
3. Каналы для плавного протекания охлаждающей воды и смазочного масла.

Материалы:

Обычно производители используют серый чугун для блоков цилиндров, иногда добавляя никель и хром. В настоящее время они также используют алюминий для снижения веса и повышения производительности.Однако в алюминиевых блоках на цилиндрах используются чугунные или стальные гильзы. Большинство двигателей предпочитают чугун для стенок цилиндров, так как он имеет более низкие износостойкие свойства. В некоторых небольших двигателях для покрытия стенок цилиндров используется хром, чтобы уменьшить износ и увеличить срок службы.

Производители проводят испытания кремний-алюминиевых сплавов для их использования в блоках цилиндров. Эти сплавы обладают низким коэффициентом теплового расширения и высокой износостойкостью. Кроме того, блоки из алюминиевого сплава сохраняют большую однородность температуры благодаря своей теплопроводности.Часто производители используют блок, головку и картер из алюминиевого сплава. Серый чугун для блока такой же, как и для головы. Однако алюминиевые сплавы обычно совсем другие. Чугун по-прежнему используется в тяжелых приложениях, таких как коммерческие двигатели, железнодорожные двигатели и судовые двигатели.

Состав:

Состав чугунный блок цилиндров как показано ниже:

Железо 95%

Углерод 2.2%

Кремний 1,2%

Марганец 0,63%

Сера 0,12%

фосфор 0,85%

Типичный алюминиевый сплав для блока цилиндров и поршня:

Алюминий 91%

Олово 2%

Медь 7%

Строительство:

Кроме того, головка крепится к верхней поверхности блока цилиндров шпильками / болтами.Между головкой и блоком используется прокладка, которая обеспечивает уплотнение и предотвращает утечку газов. Кроме того, внутри блока есть отверстия, масляные каналы и водяные рубашки, предназначенные для смазки и охлаждения. Однако в некоторых блоках цилиндров также находится распределительный вал и предусмотрены приспособления для установки соответствующих деталей.

Кроме того, блоки цилиндров с L-образной головкой также содержат отверстия для клапанов и клапанные порты. Нижняя часть блока поддерживает коленчатый вал, а также масляный поддон. В большинстве двигателей блок также поддерживает распределительный вал через втулки, которые входят в обработанные отверстия.В некоторых двигателях впускной и выпускной коллекторы крепятся к бокам блока. К другим деталям, установленным на блоке, относятся водяной насос, распределительный механизм (оба спереди) и маховик, картер сцепления (оба сзади). К ним также относятся зажигание, распределитель и топливный насос.

Конструкция и конструкция блока цилиндров

Кроме того, двигатели с водяным охлаждением имеют проходы, вырезанные в блоке. Циркуляционная вода поддерживает оптимальную температуру двигателя и предотвращает чрезмерное расширение и деформацию движущихся частей.Таким образом, он предотвращает заедание соответствующих движущихся частей.

Cummins, Detroit, Volvo и MAN — одни из крупнейших производителей двигателей в мире.

Подробнее — Что такое степень сжатия? >>

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Блоки двигателя: все, что вам нужно знать

блок двигателя , также называемый блок цилиндров или просто блок , это самая большая и тяжелая часть двигателя.Снимите все с двигателя, и этот кусок литого металла останется последним. Его основное предназначение — вмещать цилиндры, в которых работают поршни, а также в нем есть каналы, через которые перекачиваются масло и охлаждающая жидкость. Практически все современные блоки также образуют корпус для коленчатого вала, область, называемую блок-картер .

Поскольку блок большой и прочный, он является идеальным местом для установки многих других частей двигателя — генератора, водяного насоса, насоса гидроусилителя рулевого управления и стартера — все они прикручены к блоку болтами.

Блоки представляют собой неразъемную отливку из чугуна или алюминиевого сплава. За последние два десятилетия алюминиевый сплав все чаще использовался для изготовления блоков цилиндров из-за его небольшого веса. До этого блок делали из чугуна, который намного тяжелее. Чугунные блоки прочнее алюминия и до сих пор широко используются, особенно в дизельных двигателях из-за более высоких действующих сил сжатия.

Компоненты блока цилиндров

Цилиндров

Цилиндры — это пространства, в которых перемещаются поршни.Это большие отверстия точной формы, которые проходят через весь блок, с гладкими стенками, которые создают уплотнение с поршнем.

В блоках, изготовленных из чугуна, цилиндры обычно обрабатываются непосредственно в блоке, стенки растачиваются гладко, а затем обрабатываются в процессе, называемом хонингованием. Алюминий мягче и более подвержен износу, поэтому в блоках из алюминиевого сплава будут использоваться более твердые металлические гильзы цилиндров или гильзы, которые помещаются в форму перед заливкой или закачиванием расплавленного алюминия.Такие вкладыши иногда также используются там, где цилиндр необходимо отремонтировать или увеличить. Стенки цилиндра могут иметь специальное покрытие для уменьшения трения и улучшения теплопроводности.

Обработка поверхности стенок цилиндра имеет жизненно важное значение, потому что трение между поршнем и стенками цилиндра обычно составляет 20% трения в двигателе. Когда поршень движется вверх и вниз по цилиндру, он должен скользить по масляной пленке, избегая любой контакт металл-металл. Итак, мы хотим, чтобы стены были гладкими, чтобы избежать трения, но если стены слишком гладкие, масло не прилипнет к ним.Слишком грубые стенки повредят поршневые кольца в местах контакта. Требуется тонкая штриховка, которая создает миллионы крошечных ромбовидных областей, которые могут действовать как резервуары.

Размер и количество цилиндров являются основными показателями объема двигателя. Чем больше цилиндров, тем больше цилиндры дают больше мощности.

Охлаждающая жидкость

При работающем двигателе стенки цилиндра сильно нагреваются — и намеренно; одна из их основных функций — отвод тепла от поршня.Цилиндры окружены полостями, называемыми водные рубашки через которую перекачивается охлаждающая жидкость водяным насосом. Как только двигатель нагреется до температуры, охлаждающая жидкость проходит через радиатор, где охлаждается.

Проходы спроектированы таким образом, чтобы вся система могла быть полностью осушена, и во избежание любых карманов, в которых может скапливаться воздух и образовываться пар.

Обычно поток охлаждающей жидкости в двигателе направлен вверх из-за того, что горячие жидкости естественным образом поднимаются над холодными.Внутри двигателя есть две схемы потока: при последовательном потоке охлаждающая жидкость проходит через все цилиндры, затем вверх в головку и обратно к передней части двигателя. Параллельным потоком охлаждающая жидкость попадает в головку через отверстия рядом с каждым цилиндром.

Масляные каналы

Масляные каналы внутри двигателя называются галереи . Масло перекачивается масляным насосом из поддона и по галереям.Эти каналы позволяют маслу достигать коленчатого вала и головки блока цилиндров. В этом двигателе Mazda есть галереи, по которым масло подается к маленьким форсункам, которые разбрызгивают нижнюю часть поршней, чтобы они оставались холодными.

Нефтяные штольни высверливаются в блоке после его заливки. Будут вставлены заглушки, чтобы заглушить концы галерей после того, как они были обработаны.

Возможно, к блоку будут прикреплены масляный фильтр и датчик давления масла. В показанном двигателе Mazda оба находятся в блоке.

Палуба

Верхняя поверхность блока, на которой находится головка блока цилиндров, называется колода . Он идеально ровный и сопрягается с нижней стороной ГБЦ . Между блоком и головой будет прокладка головки . На двигателе с более чем одной головкой блока цилиндров, например, в V, W или плоской компоновке, будет площадка, где каждая из головок блока цилиндров встречается с блоком.

Головка блока цилиндров плотно прикручена к блоку, потому что пространство, образованное между стенками цилиндра, головкой и верхней частью поршня, является камерой сгорания и принимает на себя огромную силу детонации топлива.Поскольку блок массивный и изготовлен из чугуна, он редко коробится, и поэтому настил блока редко нуждается в механической обработке при восстановлении двигателя. Это контрастирует с нижней стороной меньшей, более податливой головки блока цилиндров, которая может легко деформироваться.

Картер

Практически все современные блоки цилиндров имеют внизу область, в которой находится коленвал . Эта область, которая окружает коленчатый вал, называется блок-картер .

Коленчатый вал сидит в седлах, окружен подшипниками, а затем зажат крышками коренных подшипников.

Отверстие в нижней части картера будет закрыто масляным поддоном или поддоном, в котором находится моторное масло. Между масляным поддоном и блоком может быть прокладка, или, для этой Mazda, масляный поддон герметизирован жидкой прокладкой, которая по сути похожа на силиконовый герметик.

Подушки двигателя

Блок двигателя используется как точка крепления между двигателем и шасси.Кронштейны, называемые опорами двигателя, прикрепляются болтами к блоку двигателя, а затем через резиновые опоры к шасси или подрамнику.

Заглушки сердечника

Вокруг блока есть отверстия, закрытые металлом. заглушки , также называемый Морозильные пробки или расширительные заглушки . Несмотря на свое название, эти заглушки — всего лишь остатки процесса литья: в форме для блока используется сжатый песок, чтобы сформировать внутренние пространства, такие как водяные рубашки.Когда металл затвердевает, этот песок встряхивается и вымывается из двигателя через эти большие отверстия. Иногда обработка производится также через отверстия. Затем в отверстие вдавливают тонкую металлическую заглушку, чтобы закрыть его. Если охлаждающая жидкость внутри блока замерзнет из-за недостаточного количества антифриза для внешней температуры, то он расширится. В этой ситуации возможно, что заглушки выскочат до того, как блок треснет, хотя это ни в коем случае не обязательно, и это действительно незначительное побочное преимущество наличия заглушек.

Эти заглушки могут подвергаться коррозии в течение всего срока службы блока и могут начать протекать. Их можно снимать и заменять. Во время ремонта двигателя, возможно, потребуется удалить пробки, чтобы полностью промыть двигатель.

Вспомогательные крепления

В различных точках вокруг блока имеются резьбовые отверстия с плоской обработанной поверхностью. Эти точки крепления называются бобышки .

Неисправности

Сам блок очень прочный.Он маловероятен из-за своей массы, а коррозия снаружи оказывает незначительное влияние. Блок двигателя редко нуждается в обслуживании в течение срока службы обычного автомобиля, неисправности обычно обнаруживаются и устраняются только во время полного восстановления двигателя. Устранение неисправностей в блоке двигателя может быть очень дорогостоящим, в основном из-за трудозатрат на разборку двигателя для ремонта.

Трещины

В блоке двигателя могут образоваться трещины как внутри, так и снаружи.Если есть подозрение на трещину, перед разборкой двигателя можно добиться некоторого успеха с помощью химического герметика для блоков. Это химические присадки, которые добавляются к охлаждающей жидкости и могут закрыть небольшие трещины в системе охлаждающей жидкости.

Чугунный блок проверяется на наличие трещин с помощью процесса, называемого магнитным плавлением, при котором цветной металлический мелкий порошок разбрызгивается на блок, в то время как ток применяется для создания магнитного поля. Это поле сильнее вокруг трещин и притягивает порошок к мелким трещинам, что делает их хорошо заметными.

Алюминиевые блоки проверяются на наличие трещин с помощью набора для испытаний с проникающим красителем. Они работают с использованием цветного красителя, который проникает в трещины и делает их более заметными.

После того, как трещина обнаружена, ее можно сварить, но это специализированная работа, потому что литые материалы сложно сваривать, не ослабляя прилегающую зону.

Износ цилиндра

Со временем на стенках цилиндров из-за высокой температуры образуется глазурь.Если двигатель ремонтируется, цилиндры должны быть очищены от глазури и проверены. Удаление глазури можно произвести, протерев стены денатурированным спиртом или разбавителями для краски, также можно использовать хонинговальный инструмент.

Цилиндры могут иметь коническую форму, при которой верхняя часть цилиндра сужается к низу. Это связано с тем, что основной износ происходит там, где поршневые кольца соприкасаются со стенкой цилиндра. Цилиндры также могут иметь овальную или овальную форму. В обоих случаях, если это превышает допуск производителя, цилиндры необходимо подвергнуть механической обработке.Диаметр цилиндра следует измерять циферблатным индикатором.

Подшипники коленчатого вала

Седла коленчатого вала могут изнашиваться или смещаться из-за перекоса. Это приводит к неравномерному зажиму коленчатого вала. Процесс обработки для увеличения и выравнивания седел коленчатого вала называется расточкой.

Модификации и обновления

Растачивание двигателя

Одним из способов увеличения мощности двигателя является увеличение его мощности, то есть количества пространства для топлива и воздуха над поршнем.Объем внутри цилиндров можно увеличить, сделав их шире в процессе, известном как расточка двигателя или высверливание . В механическом цехе цилиндры растачиваются для увеличения диаметра, при этом гарантируя, что цилиндр движется точно перпендикулярно коленчатому валу. Как только это будет сделано, двигателю потребуются поршни и поршневые кольца увеличенного размера, подходящие для цилиндра нового размера.

Как делается блок двигателя

Все блоки, за исключением особо специализированных, отливаются путем заливки расплавленного металла в формы.Исторически двигатели отливали из чугуна, но все чаще используется алюминиевый сплав из-за его меньшего веса. В этом видео показан процесс производства блока цилиндров.

Литье блоков цилиндров — это процесс массового производства, поэтому специализированные блоки, обычно единичные для изготовления на заказ, фрезеруются из цельного куска алюминия. Он известен как блок цилиндров двигателя, после куска твердого алюминия.

На этом видео из цельного блока алюминия весом 170 кг превращается в блок двигателя.

Важность и компоненты блока двигателя

Блок двигателя содержит основные компоненты внутреннего двигателя. В нем находится система водяного охлаждения, картер, цилиндры и их компоненты. Использование металла в конструкции придает ей прочность и возможность эффективно передавать тепло от процесса сгорания в основную систему охлаждения.

Работа блока двигателя

Блок двигателя играет важную роль в функционировании автомобиля, поскольку поддерживает компоненты двигателя.Он передает тепло от трения охлаждающей жидкости и атмосфере и поддерживает контур смазки и вспомогательные устройства, такие как генератор переменного тока. Его значение вызывает необходимость для водителей регулярно обслуживать свои автомобили, чтобы предотвратить разрушение внутренних частей. Повреждение деталей двигателя может быть вызвано недостаточным количеством масла и перегревом.

Регулярный осмотр и техническое обслуживание блока цилиндров помогает обеспечить нормальную и эффективную работу двигателя автомобиля. Техническое обслуживание имеет решающее значение для срока службы блока, а также для поддержания оптимальной производительности и экономичного использования топлива.

Компоненты блока двигателя

1. Цилиндры . Это пространства, в которых перемещаются поршни. Они большие по размеру и имеют точно сформированные отверстия для уплотнения поршня. Размер и количество цилиндров определяют мощность и размер двигателя.
2. Масляные каналы или галереи . Они позволяют маслу достигать головки цилиндров и коленчатого вала.
3. Палуба . Это верхняя поверхность блока, на которой находится головка цилиндра.
4. Картер двигателя . В нем находится коленчатый вал, и он находится в нижней части современных блоков двигателя.

К другим компонентам относятся подушки двигателя, пробки сердечника, охлаждающая жидкость, вспомогательные опоры и неисправности.

Общие проблемы с блоком двигателя

Блок двигателя рассчитан на вечный срок службы, но иногда что-то идет не так. Некоторые из распространенных проблем с блоком цилиндров — внешние утечки охлаждающей жидкости, треснувшие цилиндры и пористый блок цилиндров. Важность блока двигателя требует регулярного осмотра и обслуживания.

В Custom Complete Automotive мы стремимся поддерживать ваш автомобиль в хорошем состоянии, чтобы вы могли добраться туда, куда вам нужно. Если ваш автомобиль нуждается в обслуживании двигателя или чтобы узнать больше о любом из наших автомобильных услуг, свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить быстрое и надежное обслуживание.

Блок цилиндров (автомобиль)

Конструкция двигателя

Основными компонентами автомобильного поршневого двигателя являются блок цилиндров
, масляный поддон, головка цилиндров, впускной коллектор, выпускной коллектор, коленчатый вал, маховик
, распределительный вал, сальники, подшипники, шатун, поршень, поршневые кольца, клапан
поезд и т. д.В этой главе рассматриваются все эти компоненты с точки зрения их функций, конструкции
, соображений проектирования, материалов, тенденций и т. Д.
3.1.

Блок цилиндров

Блок цилиндров представляет собой часть двигателя между головкой блока цилиндров и поддоном (масляным поддоном)
и является опорной конструкцией для всего двигателя. Все детали двигателя установлены на нем или
в нем, и это удерживает детали в совмещении. Отверстия большого диаметра в отливках блока образуют отверстия цилиндра
, необходимые для направления поршней.Эти отверстия называются отверстиями, поскольку они сделаны путем растачивания
. Цилиндры снабжены перегородкой или перегородкой для поддержки насадок коленчатого вала и головки
. Каждая переборка основного подшипника поддерживает как кулачковый подшипник, так и основной подшипник.
Перегородка имеет хорошие оребрения для поддержки и распределения прилагаемых к ней нагрузок. Это придает блоку
структурную жесткость и жесткость балки. Цилиндры окружены охлаждающими каналами. В блоке
просверлены каналы для отдельно протекания охлаждающей жидкости и смазочного масла.Когда необходим изогнутый проход
, используются пересекающиеся просверленные отверстия. После просверливания масляных отверстий ненужные открытые концы
закрываются трубными заглушками, стальными шариками или мягкими заглушками. Головка, поддон и крышка ГРМ
прикреплены к блоку с помощью герметичных соединений для исключения утечки. Прокладки используются в соединениях
, чтобы компенсировать неровности обработки и поглотить колебания из-за давления и экстремальных температур
.
В цилиндре процесс сгорания вызывает быстрое и периодическое повышение температуры
и давления.Они вызывают окружные и продольные растягивающие напряжения, которые действуют вокруг
цилиндра и в направлении оси цилиндра соответственно. Эти индуцированные напряжения имеют пульсирующую природу
, так что цилиндр постоянно растягивается и сжимается во время работы
. Нагрузки давления сгорания передаются от головки к подшипникам
коленчатого вала через блочную конструкцию. Монтажные подушки или выступы на блоке передают реактивные нагрузки
, вызванные крутящим моментом двигателя, на раму транспортного средства.
Головка блока цилиндров крепится к верхней поверхности блока, называемой декой блока. Дека
имеет гладкую поверхность для уплотнения относительно прокладки головки. Вокруг цилиндров
имеются резьбовые отверстия для болтов, которые образуют равномерную схему удержания. Эти отверстия для болтов входят в усиленные области в пределах
блока, которые переносят нагрузку на переборки коренных подшипников.
Цилиндры могут иметь конструкцию без юбки, заподлицо с верхней частью картера, или они могут,
, иметь юбку, которая проходит в картер.Цилиндры с удлиненной юбкой используются на двигателях с короткими шатунами
. В результате может быть получена малая общая высота двигателя, поскольку он имеет небольшой размер блока
для его рабочего объема. В большинстве конструкций цилиндров без юбки охлаждающие каналы
проходят почти до дна цилиндра. В цилиндрах с юбкой охлаждающие каналы
ограничены верхней частью цилиндра.
Блоки цилиндров с искровым зажиганием и блоки цилиндров с воспламенением от сжатия аналогичны,
, но последние блоки относительно тяжелее и прочнее, чтобы выдерживать высокие степени сжатия и внутреннее давление
.
3.1.1.

Типы блоков

Рядные цилиндры.

Рядный блок цилиндров в сборе доступен во многих вариантах. В одном типе используется цельная моноблочная отливка
, образующая единый блок цилиндров и картер (рис. 3.1). Другой тип
использует отдельное литье для головки блока цилиндров, блока цилиндров и картера (рис. 3.2). Моноблочный блок цилиндров
и картер относительно легко отлить, дешев в производстве и дает
очень жесткую комбинированную конструкцию.Этот тип обычно используется для двигателей малого и среднего размера. Съемный блок-картер
с болтовым креплением используется в некоторых больших дизельных двигателях, где картер из алюминиевого сплава
прикреплен болтами к чугунному блоку для минимизации веса. Комбинированная отливка блока цилиндров и головки
с картером на болтах использовалась в тяжелых дизельных двигателях, чтобы минимизировать тепловую деформацию
.

Рис. 3.1. Моноблочный блок цилиндров и блок-картер. Рис. 3.2 Блок цилиндров со съемным блок-картером.

Горизонтально противоположные цилиндры.

Горизонтально расположенные цилиндры обычно имеют отдельный блок-картер с двумя рядами цилиндров или
из трех цилиндров, закрепленных болтами с противоположных сторон (рис. 3.3), или два блока цилиндров наполовину и блоки картера
, соединенные болтами (рис. 3.4). Имеется либо центральный распределительный вал для приведения в действие толкателей клапана
, либо сдвоенные распределительные валы, по одному для каждого ряда.

Рис. 3.3. Горизонтально противоположный цилиндр Рис. 3.4. Горизонтально-оппозитный цилиндр
со съемным блок-картером.с разделенным картером.

Цилиндры с V-образным рядом. Цилиндры

с V-образным расположением рядов имеют компактную и жесткую конструкцию и обычно используются в двигателях объемом 2,5
л и более. Угол между рядами обычно составляет 60 градусов для четырех- и шестицилиндровых двигателей
и 90 градусов для восьмицилиндровых двигателей. С этим блоком используется цельный блок цилиндров и картер двигателя
. При таком расположении центральный распределительный вал приводит в действие клапаны в каждом блоке цилиндров
(рис.3.5). Однако в некоторых дизельных двигателях большой мощности используется отдельный картер, а
— отдельный распределительный вал для каждого ряда (рис. 3.6).

Рис. 3.5. Моноблочный V-образный цилиндр Рис. 3.6. ‘V-цилиндровый блок
блок и картер. со съемным картером.

3.1.2.

Проходы охлаждающей жидкости

Каналы охлаждающей жидкости залиты в блоке цилиндров. Они окружают стенки
цилиндров по окружности и по длине, покрывая приблизительно всю глубину цилиндров.Каналы для охлаждающей жидкости
заканчиваются около дна цилиндров, где стенки цилиндра
соединяются с картером. В верхней части цилиндра каналы для охлаждающей жидкости заканчиваются либо на уровне стыковой поверхности блока
, называемой открытой декой (рис. 3.7), либо чуть ниже поверхности машины блока, известной как
как закрытая дека (рис. 3.8). В блоке цилиндров с закрытой декой вертикальные отверстия, которые
сообщаются с соответствующими отверстиями в головке цилиндров, обеспечивают циркуляцию охлаждающей жидкости.Закрытая дека
имеет лучшую надежность соединения, чем открытая дека. С другой стороны, легче отлить блок цилиндров
с открытой декой.

Рис. 3.7. Блок цилиндров закрытого типа. Рис. 3.8. Блок цилиндров с открытой декой.

3.1.3.

Картер двигателя

Картер поддерживает отдельные коренные шейки и подшипники коленчатого вала, а
также поддерживает соосность осей вращения шейки, поскольку они подвергаются воздействию сил инерции вращения и возвратно-поступательного движения
, а также периодических импульсов крутящего момента.Туннельная крыша картера
разделена перегородками перегородки, которые устанавливают и поддерживают коренные шейки и подшипники коленчатого вала
(рис. 3.8). Эта полукруглая потолочная конструкция с разнесенными поперечными перемычками
обеспечивает очень жесткую и относительно легкую конструкцию картера.
Над подвешенным коленчатым валом стенки картера от юбки, которая либо отдельно
прикреплена к нижней части блока цилиндров (рис. 3.2), либо сливается с ней как единое целое (рис.
3.1). Юбка картера может охватывать коленчатый вал от блока цилиндров до уровня
оси коленчатого вала (рис. 3.1). Однако для обеспечения дополнительной жесткости стенки также проходят значительно ниже коленчатого вала
(рис. 3.2). Это подходит как для мощных, так и для тяжелых двигателей. Ребра проходят от нижней части
блока цилиндров по диагонали к корпусам коренных подшипников для дополнительной поддержки
поперечных балок. В некоторых интегральных блоках цилиндров и картерах из алюминиевого сплава ребра жесткости
отлиты продольно и вертикально вниз на внешних стенках блока
и картера.

Рис. 3.9. Блок двигателя V-образный. Рис. 3.10. Блок двигателя Y-типа.
Стенки картера снизу имеют фланцы
для усиления картера и крепления поддона.
Используются два типа конструкции нижнего блока:
ly V-block (рис. 3.9) и Y-образный или глубокий блок:
(рис. 3.10). Основание V-образного блока близко к центру коленчатого вала
. Этот блок компактен и легок
. Y-образный блок
улучшает жесткость всего двигателя, что обеспечивает плавную и спокойную работу
, а также долговечность.
3.1.4.

Материал блока цилиндров

Блоки цилиндров отлиты как одно целое из серого чугуна
или сплава железа, содержащего никель или хром
, для обеспечения высокой прочности и износостойкости.
Некоторые блоки цилиндров отлиты из кремниевого алюминиевого сплава
. Блок цилиндров отлит по стандарту
. Блок цилиндров V-8 показан
на рис. 3.11.
При отливке в виде моноблока материал блока цилиндра
должен иметь соответствующую прочность
и жесткость при сжатии, изгибе и кручении.
Это необходимо для противодействия нагрузкам
давления газа, а также для компонентов, которые преобразуют возвратно-поступательное движение
отдельного поршня в единичное вращательное движение
.
Материал блока цилиндров должен быть
(a) относительно дешевым,
(b) легко производить отливки с хорошими оттисками,
(c) легко обрабатываться,
id) быть жестким и достаточно прочным как на изгиб, так и на кручение,
( д) имеют хорошую стойкость к истиранию,
(f) имеют хорошую коррозионную стойкость,
ig) имеют высокое тепловое расширение,
(h) имеют высокую теплопроводность,
(i) сохраняют свою прочность при высоких рабочих температурах, а
(Дж. ) имеют относительно низкую плотность.
Хотя чугун соответствует большинству этих требований, он имеет низкую теплопроводность, и
сравнительно тяжелее. Из-за этих ограничений легкие алюминиевые сплавы были использованы в качестве альтернативных материалов блока цилиндров
для бензиновых двигателей. Гильзы цилиндров (см. Раздел 3.1.5) —
опционально с чугунными блоками; но более важны для блоков из относительно мягкого легкого алюминия
, так как они не могут напрямую противостоять износу. Из-за более низкой прочности
алюминиевых сплавов блоки отлиты с более толстыми секциями и дополнительными опорными ребрами
, так что их вес составляет примерно половину от эквивалентных чугунных блоков.

Рис. 3.11. Блок двигателя V-8.
Типичный чугун — это серый чугун, который содержит 3,5% углерода, 2,25% кремния, 0,65% марганца
и остальное (93,6%) железо. Углерод улучшает смазочные свойства графита,
кремний контролирует образование слоистой структуры, называемой перлитом, которая имеет хорошую износостойкость
, а марганец укрепляет структуру железа. Обычный состав алюминиевого сплава
составляет 11,5% кремния, 0.5% марганца и 0,4% магния с остатком алюминия
(87,6%). Высокое содержание кремния в этом сплаве снижает расширение, но
улучшает литье, прочность и сопротивление истиранию, в то время как два других элемента
укрепляют алюминиевую структуру. Хотя этот сплав обеспечивает хорошую коррозионную стойкость, он
может выдерживать только умеренные ударные нагрузки.
Преимущества чугунных блоков цилиндров:
(i) Хорошие литейные свойства.
(ii) Свободный графит способствует хорошему износу.Отверстие цилиндра, например,
, может быть обработано непосредственно из чугуна.
(Hi) Хорошие звукопоглощающие свойства.
(iv) Резьбовые отверстия (то есть шпильки головки блока цилиндров) зачистить труднее, чем при использовании алюминия.
Преимущества алюминиевых блоков цилиндров:
(i) Легче по весу.
(ii) Привлекательный внешний вид.
(Hi) Более простая обработка во время производства.
(iv) Лучшее рассеивание тепла.
3.1.5.

Гильза цилиндра

Гильза увеличивает срок службы цилиндра, поскольку она может быть изготовлена ​​из чугуна, более подходящего по своим износостойким свойствам
, чем по свойствам литья.Одна марка чугуна, используемого для литья блока цилиндров
, не может обладать всеми оптимальными индивидуальными механическими свойствами, такими как прочность, вязкость
, твердость, коррозионная и износостойкость. Поэтому используются отдельные гильзы цилиндров.
Они обеспечивают продленный срок службы цилиндра, что превышает дополнительные затраты. Гильзы
могут быть изготовлены из легколегированного чугуна. Они центробежно отливаются в цилиндрическую втулку, подвергаются механической обработке,
и затем термообработке для получения оптимальных износостойких свойств.
Эти гильзы бывают двух классов:
(i) Гильзы, которые находятся в непосредственном контакте со стенками отверстия цилиндра блока цилиндров,
известны как сухие гильзы.
(ii) Гильзы, которые поддерживаются только на каждом конце блока цилиндров, а в другом месте
находятся в прямом контакте с охлаждающей жидкостью двигателя, известны как мокрые гильзы.

Сухие лайнеры.

Обычно сухие гильзы цилиндров (рис. 3.12) предоставляются при следующих условиях:
(a) Если блок цилиндров изготовлен из алюминиевого сплава, стенка цилиндра должна быть
прочнее и из гораздо более твердого износостойкого материала.
(b) Для тяжелых условий эксплуатации нормальная износостойкость чугунного блока цилиндров
может быть улучшена с помощью втулок с превосходными свойствами.
(c) Если блок цилиндров спроектирован с примыкающими друг к другу отверстиями цилиндров, чтобы уменьшить длину
по всей длине, тогда подходят только сухие гильзы.
(d) Когда блок цилиндров подвергался повторной расточке два или три раза, тогда используются сухие гильзы
для восстановления исходного размера отверстия цилиндра.
(e) Если важна жесткость на изгиб и кручение, то блок цилиндров
с литыми каналами для охлаждающей жидкости и отверстиями цилиндров, оснащенный сухими гильзами, более подходит, чем блок
с мокрыми гильзами.
Три основных посадочных места, используемых с сухими вкладышами: (i) посадка залитой, (ii) принудительная (прессовая) посадка и (Hi) посадка с проскальзыванием
.

(i) Литой вкладыш.

Для использования сухих гильз цилиндров в блоках цилиндров из алюминиевого сплава внешняя цилиндрическая поверхность гильзы
обрабатывается с образованием винтовой канавки, проходящей сверху вниз
. Гильзы обычно предварительно нагревают до 473 К и затем правильно помещают в литейные формы блока цилиндров
перед началом литья.Это создает прочную металлическую связь между блоком из алюминиевого сплава
и чугунной гильзой после затвердевания.

(ii) Подкладка с принудительной посадкой (пресс-посадка).

Этот вкладыш (рис. 3.12А) представляет собой гладкую цилиндрическую втулку. Гильза
устанавливается путем втягивания или проталкивания гильзы в блок цилиндров с силой. Для этой операции
требуются подходящие концевые пластины и направляющие, а также крепление на тягово-сцепном устройстве с резьбой и гайкой
или установка гидравлического пресса. Типичные посадки с натягом между гильзой и чугунным блоком цилиндров
равны 0.050 мм и 0,075 мм для отверстий диаметром от 75 до 100 мм и от 100 до 150
мм соответственно.

(илл) Подкладка скольжения.

Этот вкладыш (рис. 3.12B) представляет собой цилиндрическую втулку с фланцем на одном конце для установки и фиксации
на своем месте. Контакт между облицовкой и стенками блока
практически отсутствует. Вкладыш вставляется вручную. Фланец выступает над поверхностью блока на
0,05–0,125 мм для предотвращения вертикального перемещения относительно блока во время использования.

A. Простая принудительная посадка — B. Фланцевая скользящая посадка.

Установка сухой футеровки.

Сначала стенки цилиндров и их цековки очищаются от
ржавчины, нагара и любых заусенцев. Затем диаметральное искажение проверяется микрометром или другим аналогичным прибором
. Для установки вкладыша с скользящей посадкой соответствие между фланцем и отверстием углубления
проверяется путем покраски верхней поверхности втулки, поворота втулки и протирания ею
поверхности расточки.Отверстие втулки проверяется на овальность с помощью микрометра в двух точках
под прямым углом друг к другу в верхней, средней и нижней частях втулки. Если разница в любом из проверенных положений
превышает 0,05 мм, втулка поворачивается на 90 градусов в блоке цилиндра
и проверяется повторно, пока не будет получено наилучшее положение.
Во время расточки блока цилиндров для установки втулки или повторного расточки блока цилиндров,
необходимо точно так же позаботиться о центровке, округлости, прямолинейности, диаметре и чистоте поверхности.
Рабочий допуск расточки блоков цилиндров составляет от +0,0000 до 0,0125 мм.
Из-за относительно тонких стенок сухая облицовка повторяет контур готового стенового профиля.
‘воздушные карманы образованы выступами от грубого одноточечного режущего инструмента, локальные горячие точки
образуются повторно, вызывая деформацию, быстрый износ и даже заедание поршня.
Сухие гильзы с принудительной посадкой обычно поставляются с незавершенным внутренним диаметром отверстия
с припуском от 0,35 мм до 0,50 мм.Этот допуск устраняется процессами расточки и хонингования
после установки гильз в соответствующие отверстия в блоках цилиндров. Сухие футеровки с скользящей посадкой
могут поставляться либо в виде полуфабрикатов с припуском на внутреннее отверстие
от 0,025 до 0,10 мм, который удаляется хонингованием после установки, либо в виде предварительно обработанных футеровок без припуска на внутреннее отверстие
. .
Поверхность отверстия гильзы хонингована с точностью от 0,6 до 0,8 мкм по центральной линии (в среднем) с углом штриховки
, равным 120 градусам (Рис.2.12А). Это обеспечивает оптимальную маслоудерживающую поверхность для
при работе в новых поршневых кольцах и отверстиях цилиндров (кольцевая основа). Это требуется как для газового уплотнения
, так и для контроля масла.

Мокрая подкладка.

Мокрые гильзы цилиндров (рис. 3.13) обеспечивают следующие преимущества при использовании в бензиновых двигателях
с блоком цилиндров из алюминиевого сплава, имеющим высокий коэффициент расширения.
(a) Из-за изоляции основной части рукава от блока сложные проблемы с расширением
могут быть решены только в одном или двух местах.
(6) Использование мокрых гильз упрощает отливку блока цилиндров. Кроме того, отливки из подходящего материала
могут использоваться с соответствующей термообработкой в ​​соответствии с требованиями конструкции
, а не с обработкой износостойкости цилиндров.

(A) Рис. 3.13. Мокрые гильзы цилиндров. (B)
A. Опора с одной гильзой и открытой декой. B. Двойная опора рукава с закрытой декой.
(c) Благодаря лучшей отделке внешней поверхности и постоянной толщине стенок гильза
улучшает теплопроводность и равномерность охлаждения цилиндра.
Мокрая гильза более жесткая, чем сухая гильза, поскольку в этом случае
отсутствует нормальная стенка цилиндра. Мокрые гильзы входят в блок цилиндров вверху и внизу, а оставшаяся часть
гильзы не поддерживается. Уплотнительные кольца используются для предотвращения утечки охлаждающей жидкости. Некоторые втулки мокрой футеровки
имеют наверху фланец, который входит в выемку, обработанную в верхней части
блока. Иногда между фланцем
и выемкой блока устанавливается мягкая медно-асбестовая или композитная прокладка.Для удержания в нужном положении фланец втулки выступает над поверхностью верхней перекладины
блока на 0,05 мм для отверстий диаметром до 100 мм и на 0,175 мм для диаметров цилиндров:
в диапазоне от 100 до 150 мм.
Гильза уплотняется внизу одним или несколькими резиновыми уплотнительными кольцами, обычно вставляемыми в канавки
(рис. 3.13 A). Иногда на стороне
блока между уплотнениями предусматривается смотровое сливное отверстие, как показано на рисунке, для проверки утечки через уплотнения. В другом варианте влажной конструкции
гильза-втулка поддерживается только нижний конец гильзы картера, который имеет фланец
для контакта с соответствующей обработанной поверхностью в блоке.Между этими двумя стыковочными поверхностями используется плоская прокладка
(рис. 3.13B). Поскольку верх гильзы гильзы не имеет боковой опоры,
, она полностью зависит от вертикального сжатия гильзы, вызываемого головкой цилиндра и прокладкой
во время затяжки. Для правильной поддержки сжатия верхняя поверхность гильзы выступает над декой блока цилиндров
на 0,03–0,10 мм, в зависимости от диаметра отверстия цилиндра, и момента затяжки
.

Установка мокрой футеровки.

Старая прокладка и / или уплотнительные кольца удаляются, а часть
блока, которая соприкасается с вкладышем, очищается скребком и наждачной бумагой.
Новый вкладыш вставляется в блок без уплотнительных колец и прокладок. Его вручную проворачивают на
, чтобы проверить, нет ли натяжения, которое могло бы вызвать деформацию втулки. Фланец гильзы
должен быть гладким и квадратным в расточенном отверстии, иначе фланец может сломаться при затягивании
головки блока цилиндров.Любые заусенцы или грязь, которые могут поднять фланец, удаляются. Выступ
фланца гильзы над лицевой стороной блока измеряется для обеспечения адекватного зажима на стыке
.
Затем устанавливаются посадочные кольца, не растягивая и не перекручивая их. Может быть нанесено покрытие из герметика
, и гильза вкладыша вставлена ​​на место вручную, после чего
слегка постучал мягким молотком. На этом этапе отверстие цилиндра гильзы проверяется на предмет перекоса или перекоса
.

Вкладыши.

Некоторыми обычно используемыми материалами футеровки являются азотированные стали, азотированный чугун, а также термообработанные чугуны из хрома
и других сплавов. Износостойкость этих металлов как минимум на 50% больше, чем у материала блока цилиндров
. Типичные характеристики материала футеровки:
Железо от 93,92 до 92,22%
Углерод 3 до 3,5%
Кремний от 1,8 до 2,4%
Марганец от 0,5 до 0,8%
Фосфор 0.От 4 до 0,7%
Сера 0,08%)
Хром 0,3%
3.1.6.

Прокладки

Прокладки или статические уплотнения используются между присоединяемыми частями двигателя для герметизации соединений для
, предотвращая внутреннюю или внешнюю утечку. Прокладка должна выдерживать высокое давление и температуру
двигателя. Следовательно, прокладка
(i) должна быть непроницаемой для контактирующих жидкостей,
(ii) должна соответствовать любым существующим поверхностным дефектам,
(Hi) должна быть упругой, чтобы поддерживать уплотняющее давление, даже когда соединения
слегка ослаблены из-за в результате изменений температуры или вибрации,
(iv) должен быть устойчивым ко всем ожидаемым изменениям в окружающей среде из-за температуры, перепадов давления
и старения, а
(v) должен быть устойчивым в условиях сжатия, избегая чрезмерного схватывания.
Существенными факторами прокладки являются
(a) адекватная прочность на сдвиг и растяжение, особенно для использования с узкими секциями,
(b) адекватное обеспечение охлаждения сопрягаемых поверхностей, в частности головки цилиндра
, и для минимизации эффекта дифференциала тепловое расширение,
(c) соблюдение допуска по толщине прокладки и
(d) прокладка простой конструкции, легко монтируемая и нелегко повреждаемая.
Толщина и твердость прокладки должны быть выбраны в соответствии со степенью неровности
любой поверхности соединения из-за больших допусков, деформации, шероховатости поверхности или других факторов, таких как
, недостаточная равномерность нагрузки на болт или шпильку.Следующие прокладки обычно используются в автомобильных двигателях
.
(а) Прокладка медно-асбестовая.
(b) Прокладка стально-асбестовая.
(c) Прокладка сталь-асбест-медь.
(d) Одинарная стальная рифленая или рифленая прокладка.
(e) Прокладка из нержавеющей стали.
(f) Стальной лист с асбестовым покрытием с отдельными стальными бортиками вокруг отверстия.
(g) Лист из многослойной стали и графитированного асбеста с формованным стальным бортом.
(h) Пропитанная асбестом резина со связкой с усиленным буртиком втулки.
(i) Асбест / ткань, армированная стальной проволокой.
Материал, используемый для прокладок, зависит от требований к уплотнению и стоимости. Пробка, один из старейших прокладочных материалов
, имеет ограниченное применение только в слегка нагруженных соединениях с неровными поверхностями
, таких как крышки коромысел и масляные поддоны. Алюминиевые покрытия на пробковых прокладках помогают уменьшить тепловое повреждение
. В некоторых случаях пробковые прокладки имеют резиновое покрытие. Пробковые прокладки часто заменяются прокладками
, изготовленными из таких волокон, как целлюлоза, асбест или их смесь.Волокна прокладки
связаны вместе со связующим, и связующее в некоторых случаях непроницаемо для масла, а в других случаях оно
набухает при контакте с маслом, в зависимости от использования. Волокнистые прокладки требуют большей гладкости поверхности разъема
, чем пробковые прокладки.
Формованный маслостойкий синтетический каучук часто используется там, где требования к уплотнению диктуют особые конструкции уплотнений
, такие как угловые соединения масляного поддона и концы впускного коллектора. Новый подход к прокладкам
— это пластиковый уплотнительный материал в трубке, используемый вместо бумажных и волоконных прокладок.

Рис. 3.14. Прокладка головки с огневым кольцом.
Уплотнение головки блока цилиндров в точке
разъема блока — одна из самых сложных операций уплотнения
. Ранее прокладки головки
были покрыты медью as-
bestos. По мере улучшения конструкции двигателя медь
на прокладках была заменена на сталь
, чтобы выдерживать более высокие давления и температуры
. Кольца из стали
, называемые огневыми кольцами, были приложены
к прокладкам вокруг отверстий цилиндров
для герметизации камер сгорания
(рис.3.14).
В более поздней разработке прокладки головки
используется тонкая стальная сердцевина
с тонким покрытием из асбеста, прокатанного
снаружи. Это обеспечивает газу
ket желаемые упругие свойства
, необходимые для того, чтобы выдерживать изменения температуры напора и блока
, а также изменения давления
в пределах каждого цикла
. Большинство прокладок головки блока цилиндров
необходимо устанавливать в определенном направлении, поскольку прокладка часто используется для управления потоком охлаждающей жидкости двигателя
. Когда это необходимо, прокладка маркируется сверху или спереди.Типы прокладок головки показаны на рис.
, рис. 3.15A, лента C.
Прокладки крышки привода ГРМ обычно изготавливаются из тонкого волокна или бумаги. Пробка, волокно и синтетический каучук
используются в различных частях масляного поддона. Во впускном коллекторе используются прокладки из тисненой стали или армированного волокна
. Секции из пробки или синтетического каучука используются на части крышки подъемника
впускного коллектора. После использования прокладка теряет большую часть своих герметизирующих свойств. Обычной практикой
является использование новой прокладки при каждой сборке детали.Часто прокладки
покрыты специальным лаком, который
расплавляет и герметизирует все более мелкие промежуточные стыки
между соприкасающимися поверхностями
при прогреве двигателя.
3.1.7.

Насадки для блока цилиндров

К двигателю
прикреплен ряд деталей, чтобы заключить его и приспособить
к транспортному средству. Сюда входят крышки, корпуса
и крепления.
Bell Housings.
Колоколообразный кожух, в котором находятся маховик
и муфта сцепления или преобразователь крутящего момента
, прикреплен к задней части блока цилиндров
.Он позиционируется с помощью установочных штифтов
для выравнивания. Смещенные штифты
и прокладки между блоком
и колпаком могут использоваться для выравнивания колпака
в стандартных трансмиссиях
, так что вал муфты совпадает с направляющим подшипником. Центровка автоматической коробки передач
упрощена за счет использования привода трансмиссии с гибкой пластиной. Большинство корпусов АКПП
имеют раструб, в то время как стандартная трансмиссия имеет отдельные раструбные кожухи с рычагами сцепления
.Алюминиевые кожухи колокола обычно используются в легковых автомобилях для минимизации веса
.

Рис. 3.15. Типы прокладок головки блока цилиндров.
A. С металлом снаружи асбеста.
B. Сталь с тиснением.
C. Стальной сердечник с наружным покрытием из асбеста.

Крышки ГРМ.

Простейшие крышки ГРМ изготавливаются из штампованной или литой стали (рис. 3.16A и B) и крепятся винтами
. Его единственная цель — защитить шестерни от попадания посторонних предметов и удерживать моторное масло в масле.Литая крышка также имеет тенденцию заглушать шум привода ГРМ. Некоторые крышки ГРМ
отлиты под давлением. Процесс литья под давлением позволяет получить почти готовую крышку при дополнительных затратах на инструмент
, что уравновешивает экономию затрат на обработку. В некоторых конструкциях крышка привода ГРМ
сделана более сложной (рис. 3.16C) за счет включения масляного насоса и распределительного привода вместе с топливным насосом
и водяным насосом. С такой крышкой блок не содержит дополнительных приводов.

Рис. 3.16.Крышки ГРМ.
A. Штампованная сталь- B. Литая сталь.
C. Литой с насадками для топливного насоса, водяного насоса, масляного насоса и распределителя.

Подвеска двигателя. Двигатели

смонтированы на шасси через резиновые изоляторы. Подвески двигателя
расположены рядом с узлами вибрации, которые являются точками минимальной вибрации. Резина
, используемая в опорах двигателя, специально разработана для поглощения вибраций, характерных для каждой конкретной модели двигателя
.Крепления обычно расположены примерно на полпути назад с каждой стороны блока.
Последние крепления (рис. 3.17B) удерживают двигатель даже в случае разрыва резины демпфера, в отличие от более ранних креплений
(рис. 3.17A).

Рис. 3.17. Подушки двигателя.
А. Старый стиль.
Б. Новый стиль.

Машиностроение: процесс изготовления блока цилиндров

Процесс изготовления блока двигателя

Введение

Блок цилиндров, который также называется блоком цилиндров, является основной структурой двигателя, которая дает пространство для цилиндров, а также дает проходы для охлаждающей жидкости, выхлопных газов и приемных газов, проходящих через двигатель и хост для картера и распредвалы.Блок двигателя является основным корпусом сотен деталей современных двигателей. И это самая большая часть среди деталей двигателя, и она также составляет от 20% до 25% от общей массы двигателя. Первый успешный двигатель внутреннего сгорания, который можно использовать в автомобиле, был построен Зигфридом Маркусом примерно в 1864 году. Это был вертикальный одноцилиндровый двухтактный бензиновый двигатель.

Реклама

Сегодняшние двигатели достигли своего максимального развития и будут дорабатываться и в последующие годы.Эти разработки привели к увеличению мощности, долговечности, износостойкости и эффективности двигателя. Материал, из которого изготовлен блок цилиндров, придает двигателю более высокую прочность при малом весе, что более важно для мощности двигателя. Блок двигателя в течение многих лет изготавливается из чугунных сплавов, что объясняется его прочностью и невысокой стоимостью, а также износостойкостью. Но по мере усложнения двигателя инженеры нашли новые материалы, чтобы уменьшить его вес, а также повысить прочность и износостойкость.Распространенным сплавом, который широко используется, является алюминиевый сплав, он более популярен из-за своего небольшого веса, но в основном в бензиновых двигателях.




Fig01: Готовый блок двигателя





Функциональные требования блока цилиндров

Поскольку блок двигателя является основным корпусом двигателя, он должен отвечать ряду требований. Эти требования включают износостойкость, долговечность, техническое обслуживание и устойчивость к давлению, создаваемому при сгорании.Он также должен выдерживать высокие температуры, вибрацию при работе двигателя. Для многих требований главной особенностью является используемый материал.

Материал, использованный при отливке блока цилиндров

Чтобы соответствовать вышеуказанным функциональным требованиям, материал, из которого изготовлено изделие, должен обладать множеством свойств. Они заключаются в том, что материал должен содержать высокую прочность, модуль упругости, износостойкость, способность выдерживать вибрации и коррозионную стойкость.Высокая прочность особенно важна для дизельных двигателей из-за их более высоких степеней сжатия по сравнению с бензиновыми двигателями. В дизельном двигателе степень сжатия обычно составляет 17: 1 или больше, а в бензиновом двигателе — почти 10: 1. Материал также должен иметь низкую плотность, чтобы уменьшить его вес, но с большей прочностью. Он также должен иметь низкое тепловое расширение при высоких рабочих температурах, а также хорошую теплопроводность, чтобы отдавать тепло за минимальное время. Когда дело доходит до производственного процесса, материал должен обладать хорошей обрабатываемостью и литьем, чтобы сократить затраты времени и средств.Как будто материал слишком твердый, время и затраты на изготовление увеличиваются. Когда двигатель находится в рабочем состоянии, он генерирует более высокую вибрацию из-за движений внутренних частей, таких как коленчатый вал и поршни, поэтому материал должен поглощать энергию вибрации без разрушения.

Исходя из вышеизложенных характеристик, наиболее широко используемыми материалами для изготовления блока цилиндров являются чугун и алюминиевые сплавы. Сплавы чугуна используются потому, что они обладают хорошими механическими свойствами, низкой стоимостью и доступностью по сравнению с другими металлами.Но некоторые алюминиевые сплавы содержат большинство характеристик чугуна, но имеют небольшой вес. Литой блок цилиндров из алюминиевого сплава также обеспечивает хорошее качество поверхности и высокую обрабатываемость по сравнению с чугунными сплавами. По мере развития технологий инженеры нашли новые материалы, такие как графитовый чугун, который легче и прочнее, чем упомянутый выше серый чугун.

Сплавы серого чугуна

Серый чугун — это первый и самый распространенный материал, используемый для изготовления блоков цилиндров.Хотя алюминиевый сплав также имеет много общего при небольшом весе, он все еще используется в производстве блоков дизельных двигателей, поскольку их внутренние напряжения выше. Серый чугун содержит 2,5 — 4% углерода, 1 — 3% кремния, 0,2 — 1% марганца, 0,02 — 0,25% серы и 0,02 — 1% фосфора. Он обладает отличной амортизационной способностью, хорошей износостойкостью и термостойкостью, легко обрабатывается и имеет меньшую стоимость благодаря своей доступности.

Алюминиевые сплавы

Главной особенностью алюминиевых сплавов, которые пользуются популярностью, является их небольшой вес, что снижает вес двигателя и автомобиля.Но главный недостаток — их стоимость по сравнению с серым чугуном. Алюминиевый сплав обладает хорошей обрабатываемостью по сравнению с серым чугуном. Есть два алюминиевых сплава, которые в основном используются при производстве блоков двигателя, это 319 и A356.

319 алюминиевый сплав содержит 85,8 — 91,5% алюминия, 5,5 — 6,5% кремния, 3-4% меди, 0,35% никеля, 0,25% титана, 0,5% марганца, 1% железа, 0,1% магния, и 1% цинка. Этот сплав обладает хорошими литейными характеристиками, устойчивостью к коррозии и хорошей теплопроводностью.При термической обработке в процессе T5 он обеспечивает высокую прочность и жесткость блока цилиндров.

Алюминиевый сплав A356 содержит 91,1 — 93,3% алюминия, 6,5 — 7,5% кремния, 0,25 — 0,45% магния, 0,2% меди, 0,2% титана, 0,2% железа и 0,1% цинка. Хотя механические свойства аналогичны 319, когда он находится в процессе термообработки T6, он приобретает более высокую прочность, чем 319. Но он имеет более низкий модуль упругости (72,4 ГПа), чем 319 с модулем упругости 74 ГПа.

Чугун с компактным графитом

Чугун с компактным графитом имеет более высокий предел прочности и модуль упругости по сравнению с серым чугуном. Это связано с компактным графитом, обнаруженным в микроструктуре CGI. Подобно серому чугуну, он имеет хорошее амортизационное поглощение и теплопроводность, но его низкая обрабатываемость ограничивает его широкое применение.

Инструменты, необходимые для литья блока цилиндров

Основным инструментом, необходимым для литья в песчаные формы, является форма, форма создается из смеси песка, глины и воды.Рисунок — это основной инструмент, необходимый для формирования формы, обычно он обрабатывается из дерева или алюминия, которые легко поддаются механической обработке. Узор держится на деревянном или металлическом каркасе и заливается песчаной смесью, затем производится вибрация, чтобы смесь освободилась от пузырьков воздуха. После того, как форма затвердеет, ее можно использовать в процессе литья.

После завершения процесса литья отлитый блок цилиндров проходит через несколько машин для получения чистоты поверхности и правильных размеров.При этом используются компьютеризированные фрезерные и расточные станки.

Процесс изготовления блока цилиндров

Производство блоков цилиндров в основном осуществляется с использованием литья в песчаные формы, хотя также используется литье под давлением, это более рентабельно, поскольку матрица легко изнашивается из-за высокой температуры расплавленного металла. Затем отлитый блок двигателя подвергается механической обработке для получения чистовой обработки поверхности и прохождения охлаждающей жидкости.

В процессорах литья в песчаные формы широко используется при литье блока цилиндров литье в сырую песчаную форму.Термин «зеленый» обозначает присутствие влаги в песчаной плесени. Комбинация кварцевого песка, глины и воды заливается на половину алюминиевого блока с деревянным или металлическим каркасом. Затем пресс-форма уплотняется путем приложения давления или вибрации к металлическому каркасу. Этот процесс повторяется для другой половины формы. Затем с выкройки снимаются обе половинки формы.
















Fig02: Выкройки

Показанный ниже сердечник обеспечивает пространство для водяных рубашек вокруг цилиндров.Сердечник окрашен для герметизации газа, образующегося в процессе литья внутри сердечника. А концы розового цвета не окрашены, чтобы газ вышел наружу. Для большей прочности сердечника используются алюминиевые арматурные стержни. Эти стержни плавятся из-за разливаемого во время литья расплавленного металла.

Fig03: Показанный выше сердечник обеспечивает пространство для водяных рубашек вокруг цилиндров

Затем водяные рубашки и цилиндрические формы размещаются в основной форме в виде одного куба.Затем форма зажимается с помощью зажимов, чтобы выдержать давление силы тяжести при заливке расплавленного металла.




Fig04: основная форма в виде одного куба





Теперь форма готова к отливке. Расплавленный металл заливается в форму через меньшее переднее центральное отверстие, которое заполняет форму снизу вверх вверх через стояки, которые можно увидеть как 8 больших отверстий.Когда отливка остывает, расплавленный металл из стояка втягивается обратно в отливку. Стояки играют главную роль в процессе литья, подавая необходимый расплавленный металл во время усадки.




Fig05: Отливка только что снята с формы










Выше показана грубая отливка алюминиевого блока после удаления песчаной формы.песок удаляется путем вибрации отливки. Отливку необходимо обработать, чтобы получить правильные размеры и гладкую поверхность блока цилиндров.














Fig 06: Finlay, обработанный для получения правильных размеров и гладких поверхностей

Шероховатый алюминиевый блок цилиндров обработан шлифовкой, чтобы получить гладкие поверхности на поверхности прокладки головки и на поверхностях, на которых установлены другие компоненты.Затем блок готов к растачиванию отверстий коренных подшипников. Крышки подшипников устанавливаются временно для расточки отверстий коренных подшипников. Затем перейдите к расточке кривошипа и корпусов подшипников распредвала. Расточная оправка содержит несколько инструментов, поэтому все расточные операции выполняются за одну операцию. Поэтому расточная оправка аккуратно помещается в форму. После завершения расточки кривошипный и распределительный валы временно устанавливаются для проверки зазоров в подшипниках.Теперь блок цилиндров готов для дальнейшей сборки кривошипа, кулачка, цилиндров, шатунов и клапанов.

Теория литья

Литье — это процесс затвердевания, который означает, что явления затвердевания контролируют большинство свойств отливки. Причем большинство дефектов литья возникает во время затвердевания. Затвердевание происходит в два этапа: зарождение и рост кристаллов. На стадии зародышеобразования внутри жидкости образуются твердые частицы, и эти твердые частицы имеют более низкую внутреннюю энергию, чем окружающая жидкость.Там они опускаются ниже температуры замерзания из-за требуемой дополнительной энергии. Затем он снова нагревается, образуя кристаллические структуры.

Учет качества при производстве

Качество используемого песка во многом влияет на отделку поверхности блока цилиндров. Чтобы добиться необходимой отделки, песок должен содержать эти особенности.

Возможные дефекты при производстве

Любой дефект снизит прочность блока цилиндров, так как блок цилиндров работает при более высоких температурах, небольшой дефект может быть причиной его выхода из строя.

Если зазоры в отверстиях цилиндров, кривошипа и подшипников не соответствуют стандартным размерам, в рабочих условиях это может возникнуть из-за нежелательного трения или ослабления.

Список 16 различных деталей автомобильных двигателей для автомобилей с [PDF]

Детали и функции автомобильного двигателя с изображениями

В этом посте мы обсудим детали двигателя. Как вы знаете, двигатель — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую. Тепловые двигатели сжигают топливо для создания тепла, которое затем используется для работы.Двигатель бывает двух типов: двигатель внутреннего сгорания и двигатель внешнего сгорания.

• Двигатель внутреннего сгорания — это те тепловые двигатели, которые сжигают топливо внутри цилиндра двигателя.
• Двигатели внешнего сгорания — это те тепловые двигатели, которые сжигают топливо вне цилиндрового двигателя.

Двигатель — важнейшая часть автомобильной промышленности. Можно сказать, что двигатель — это сердце автомобиля.Объясняются функции и конструкция каждой части двигателя внутреннего сгорания. Ключ к двигателю в следующем.

Основные детали двигателя автомобиля следующие:

1. Блок цилиндров
2. Головка цилиндра
3. Картер картера
4. Масляный поддон
5. Коллектор
6. Прокладка
7. Гильза цилиндра
8. Поршень
9. A Поршневое кольцо
10. Шатун
11. Поршневой палец
12. Коленчатый вал
13. Распредвал
14. Маховики
15. Клапаны двигателя
    1. Тарельчатый клапан
    2. Рукавный клапан
    3. Поворотный клапан
16. Регуляторы

Читайте также: Список 19 деталей интерьера автомобиля [ Объяснение функций] PDF

1.Блок цилиндров

На рис. Показан простой эскиз блока цилиндров. Это основная структура двигателя. и одна из основных в деталях двигателя. Блок цилиндров, головка цилиндра и картер — эти три части образуют основу и основной неподвижный корпус автомобильного двигателя.

Блок цилиндров состоит из трех частей:

1. Цилиндр, в котором поршень скользил вверх и вниз.
2. Порт или отверстие для клапанов.
3. Проходы для протока охлаждающей воды.

Конструкция и работа:

• Блок цилиндров обычно изготавливается из серого чугуна или алюминия и его сплавов.
• Пока блок-картер закреплен к его днищу. Помимо этих деталей, к нему также прикреплены другие детали, такие как водяной насос распределительного механизма, распределитель зажигания, маховик, топливный насос и т. Д.
• В стенках цилиндров предусмотрены каналы для циркуляции охлаждающей воды.
• Сопрягаемые поверхности блока тщательно обработаны, чтобы обеспечить идеальную поверхность уплотнения.
• Блок цилиндров также подает смазочное масло к различным компонентам через просверленные каналы, называемые масляными галереями.

2. Головка блока цилиндров

Другой тип деталей двигателя — головка блока цилиндров, она представляет собой соединение между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров.

Конструкция

• Обычно он состоит из чугуна и алюминиевого сплава.
• Верхняя часть цилиндра покрыта отдельной литой деталью, известной как головка цилиндра.
• Головка блока цилиндров крепится к блоку цилиндров с помощью шпилек, закрепленных на блоке. Прокладки используются для обеспечения плотного, герметичного соединения между головкой и блоком.
• Головка блока цилиндров содержит камеру сгорания над каждым цилиндром.
• Он также содержит направляющие клапана, седла клапана, порты, рубашки охлаждающей жидкости и резьбовые отверстия для свечей зажигания. Он имеет проходы для потока охлаждающей воды.

Применения

• Отливка головки блока цилиндров как единое целое с блоками цилиндров также выполняется в некоторых случаях, обычно в гоночных автомобилях, для получения газонепроницаемого соединения.
• Съемные головки имеют больше преимуществ, чем цельная конструкция.
• Однако для некоторых двигателей, работающих в тяжелых условиях, требуются высокие скорости охлаждения, например, в гоночных автомобилях могут использоваться медные сплавы.

Типы головок цилиндров

В зависимости от расположения клапанов и портов, головку цилиндров можно разделить на три следующих типа:

• Тип контурного потока
• Тип смещения с поперечным потоком
• Тип с прямым поперечным потоком

Тип контура потока: Тип потока контура: впускной и выпускной коллекторы находятся на одной стороне, что облегчает предварительный нагрев всасываемого воздуха.

Тип смещения с поперечным потоком: Тип с смещением с поперечным потоком Впускной и выпускной коллекторы расположены с разных сторон головки блока цилиндров.

Линейный тип с поперечным потоком: В линии с поперечным потоком клапан расположен поперечно и обычно наклонен друг к другу, в то время как впускной и выпускной коллекторы находятся с разных сторон головки блока цилиндров. Такая компоновка дает лучшую производительность, но стоит дороже.

3. Картер

Масляный поддон и нижняя часть блока цилиндров вместе называются картером.Это нижняя часть блока цилиндров, в которой установлен коленчатый вал.

Конструкция

• Это жесткая конструкция из серого чугуна или алюминия. Либо он может быть отлит как единое целое с блоком, либо может быть отлит отдельно и прикреплен к блоку болтами.
• Картер имеет форму коробки без дна. Масляный поддон или поддон образуют нижнюю половину картера.

Рабочий

• Функция картера заключается в обеспечении опоры для коренных шеек и подшипника коленчатого вала, жестко поддерживая соосность их осей вращения при различных нагрузках двигателя.
• Картер поддерживается в картере через ряд подшипников, называемых коренным подшипником.

4. Масляный поддон

Нижняя половина картера называется масляным поддоном или поддоном. Он прикреплен к картеру через установочные винты и с помощью прокладки, чтобы сделать соединение герметичным. Масляный поддон служит резервуаром для хранения, охлаждения и вентиляции моторного смазочного масла.

В нижней части масляного картера имеется сливная пробка для слива грязного масла во время замены масла.Как правило, поддон изготавливается из штампованного стального листа или используется отливка из алюминиевого сплава.

Различные функции масляного поддона:

• Для хранения масла для системы смазки двигателя .
• Масляный поддон для сбора обратного слива масла
• Служит контейнером для примесей или посторонних предметов
• Масляный поддон предназначен для охлаждения горячего масла в поддоне.

Рабочий

• Масляный насос в системе смазки забирает масло из масляного поддона и направляет его ко всем рабочим частям двигателя.
• Масло стекает и стекает в поддон.
• Таким образом происходит постоянная циркуляция масла между поддоном и рабочими частями двигателя.

5. Коллекторы

К головке блока цилиндров прикреплены отдельные наборы трубок, по которым проходит топливовоздушная смесь и выхлопные газы, они называются коллектором. Обычно он изготавливается из чугуна, чтобы выдерживать высокую температуру выхлопных газов.

Конструкция

• Состоит из воздухозаборника, корпуса дроссельной заслонки, фланца впускного коллектора для выхлопной трубы и фланца для карбюратора.

Рабочий

• Воздух попадает в воздухозаборник, проходит через корпус дроссельной заслонки во впускной коллектор, а оттуда через головку блока цилиндров попадает в двигатель.
• Впускной коллектор переносит топливовоздушную смесь из карбюратора в цилиндры.
• Выпускной коллектор представляет собой набор труб, по которым выхлопные газы проходят от головки блока цилиндров к выхлопной системе.

Читайте также: Как впускной коллектор влияет на ваш двигатель? — Как это работает.com

6. Прокладки

Используются для обеспечения плотного соединения между двумя поверхностями.

Прокладки находятся в

• стыке между головкой цилиндров и блоком цилиндров
• Между картером и масляным поддоном.
• Между блоком цилиндров и коллектором.

Материалы, используемые для прокладок:

Требования / свойства прокладки следующие

• Соответствие: Прокладки должны соответствовать сопрягаемым поверхностям, которые могут иметь шероховатость или коробление.
• Сопротивление: Он должен обладать устойчивостью к высокому давлению, экстремальным температурам и вибрациям.
• Герметичность: Прокладка должна быть непроницаемой для жидкости.
• Устойчивость к химическому воздействию: прокладка должна обладать стойкостью к химическим веществам, таким как топливо, продукты сгорания, охлаждающая жидкость и моторное масло.
• Предоставление отверстий: Прокладка должна иметь отверстия для любых шпилек, болтов, отверстий и т. Д.

Прокладки, произведенные компанией fuel-pro USA, а именно:

• Прокладки головки блока цилиндров.
• Прокладки поддона картера.
• прокладки коллектора.
• Прокладки насосные.

Типы прокладок, используемых в двигателях

• Прокладка медно-асбестовая.
• Прокладка стально-асбестовая.
• Прокладка сталь-асбест-медь.
• Одинарная стальная рифленая или рифленая прокладка.
• Прокладка из нержавеющей стали.

7. Гильзы цилиндров

Это цилиндрические формы, используемые в цилиндрах, чтобы избежать проблемы износа цилиндров.Это одна из самых важных функциональных частей, составляющих внутреннюю часть двигателя.

Их можно заменить после износа. Они сделаны из специального сплава железа, содержащего кремний, марганец, никель и хром.

Обычно они отливаются центробежным способом. Эти вкладыши устойчивы к износу и коррозии. Эти гильзы имеют масляную закалку и обеспечивают значительно более длительный срок службы двигателя.

Гильзы цилиндров бывают двух типов

Сухие и мокрые гильзы.Давайте посмотрим на подробности.

Сухая футеровка:

Конструкция: Конструкция сухой футеровки показана на рисунке. Вкладыш выполнен в форме бочки с фланцем наверху, удерживающим его на месте.

Вся внешняя поверхность упирается в отливку блока цилиндров, поэтому она должна быть точно обработана как на внешней, так и на внутренней стороне.

Гильза не должна быть слишком ослабленной, иначе теплоотвод будет плохим из-за отсутствия хорошего контакта с блоком цилиндров.

Мокрая футеровка:

На рисунке показан простой эскиз мокрой футеровки. Эти вкладыши будут непосредственно контактировать с охлаждающей водой на своей внешней поверхности.

Таким образом, эти футеровки не нужно обрабатывать очень точно на внешней поверхности. Тем не менее, они были обработаны с высокой точностью на внутренней поверхности.

Они устойчивы к коррозии при постоянном контакте с охлаждающей водой. и они покрыты алюминием на своей внешней поверхности.

Конструкция

• Вверху гильза снабжена фланцем, который входит в канавку в блоке цилиндров.
• Внизу гильзы имеется канавка, обычно три.
• Средняя канавка остается пустой для слива воды, которая может вытечь из верхнего кольца.
• А в верхнее и нижнее вставлено уплотнительное кольцо из синтетического каучука.

Сравнение сухой и мокрой футеровки

Сухие футеровки

• Сухие футеровки могут поставляться как в оригинальной конструкции, так и после.
• Конструкция блока цилиндров очень сложная. Эффект охлаждения не очень хороший.
• Точная обработка сухих гильз для идеального контакта с отливкой цилиндра имеет важное значение.
• В этом типе его нельзя закончить перед установкой. Герметичное соединение не требуется.

Мокрые лайнеры

• Мокрые лайнеры должны быть включены в первоначальную конструкцию. Конструкция блока цилиндров проста.
• Эффект охлаждения лучше, потому что лайнер будет иметь прямой контакт с охлаждающей водой.
• Точная обработка не имеет значения. В этом виде они могут быть закончены перед примеркой.
• Между мокрой гильзой и блоком цилиндров необходимо сделать герметичное соединение.

8. Поршни

Питоны являются наиболее важными деталями двигателя по сравнению с другими. Поршень представляет собой цилиндрическую заглушку, которая перемещается в цилиндре вверх и вниз.

Он помогает преобразовывать энергию давления, полученную при сгорании топлива, в полезную механическую энергию и передавать эту мощность на коленчатый вал через шатун.

• Наивысшее положение поршня в цилиндре называется верхней мертвой точкой (ВМТ) и
• Наименьшее положение, которого он достигает, называется нижней мертвой точкой (НМТ) .

Он снабжен поршневыми кольцами от 3 до 5, обеспечивающими хорошее уплотнение между стенкой цилиндра и поршнем. Эффективность и экономичность двигателя в первую очередь зависят от работы поршня.

Материал, используемый в основном для поршня.

• Чугун,
• Алюминиевый сплав.
• В настоящее время широко используются алюминиевые сплавы. Он может быть литым или кованным.

Поршень должен обладать следующими характеристиками.

1. Жесткий, чтобы выдерживать высокое давление.
2. Легкий вес, чтобы уменьшить возвратно-поступательную массу для работы на более высоких оборотах двигателя.
3. Хорошая теплопроводность.
4. Меньше шума при работе.

Зазор поршня

Диаметр поршня обычно меньше диаметра отверстия цилиндра.Пространство между цилиндром и стенкой цилиндра называется зазором поршня. Этот зазор поршня обеспечивает пространство для слоя смазки между поршнем и стенкой цилиндра для уменьшения трения.

Обычно зазор поршня составляет

Должен соблюдаться правильный зазор между поршнем и стенкой цилиндра.

• Если зазор слишком мал, произойдет потеря мощности из-за чрезмерного трения, большего износа, заедания поршня в цилиндре.
• Если зазор слишком большой, поршень будет хлопать.Удар поршня означает внезапный наклон цилиндра, когда поршень движется вниз во время рабочего хода.

Предотвращает заклинивание поршня из-за высокой температуры. Если есть зазор, то поршень не может совершать возвратно-поступательное движение внутри цилиндра.

Функции поршня

некоторые из важных функций поршня следующие

• Для передачи мощности, развиваемой при сгорании топлива, на коленчатый вал через шатун.
• Для образования уплотнения, предотвращающего выход продуктов сгорания под высоким давлением в картер.
• Поршень служит опорой для малого конца шатуна.
• Для всасывания заряда и выталкивания выхлопных газов.

Конструктивные особенности

Поперечное сечение поршня показано на рисунке.

• Верхняя часть поршня называется головкой или головкой.
• В верхней части поршня прорезано несколько канавок для размещения поршневых колец. Полосы, оставленные между бороздками, известны как земли.
• Часть поршня под кольцом называется Юбка, на внутренней стороне имеются выступы для поддержки поршневого пальца (поршневой палец).
• Расстояние между осью поршневого пальца и верхней частью днища поршня называется высотой сжатия.

Тип поршней

Различные типы поршней классифицируются в зависимости от формы, конструкции, работы. Важные типы поршня следующие.

• Поршни из чугуна
• Кованые поршни
• Поршни из литой стали
• Металлический поршень
• Двухкомпонентный поршень
• Поршни с масляным охлаждением
• Анодированный поршень
• Луженые поршни

Материалы поршня: Чугун Железо, алюминий, Lo-Ex сплав, инвар, стальной сплав. Защитное покрытие: Кадмирование, Анодированные поршни, Луженые поршни, Хромирование.

Читайте также: Вся информация о двигателях внутреннего сгорания (двигатели внутреннего сгорания)

9. Поршневые кольца

Поршневые кольца вставляются в канавки поршня для обеспечения хорошего уплотнения между поршнем и стенкой цилиндра.

Количество используемых поршневых колец составляет около 2–4 компрессионных кольца и 1–2 маслосъемных кольца использовалось, но в современной конструкции количество колец обычно три, из которых одно является маслосъемным кольцом.

Назначение поршневых колец

• Для образования уплотнения для газов высокого давления из камеры сгорания, поступающих в картер.
• Поршневое кольцо обеспечивает легкий проход теплового потока от днища поршня к стенкам цилиндра.
• Для поддержания достаточного количества смазочного масла на стенках цилиндра по всей длине хода поршня, что минимизирует износ цилиндра.

Конструкция

На рисунке показана конструкция поршневого кольца:

• Кольцо обычно отливают индивидуально и тщательно обрабатывают, чтобы в заданном положении оно могло оказывать равномерное давление на стенки цилиндра.
• На конце обрезан зазор.
• На практике зазор между торцами поршневого кольца при установке составляет от 0,30 до 0,35 мм.
• Зазор почти закрыт, когда поршень находится внутри цилиндра, так что поршень и цилиндр.

Торцевой зазор поршневого кольца может быть

• Тип стыка
• Тип конуса
• Тип вхлеста

Материал поршневых колец

Материал, обычно используемый для поршневых колец, —

• мелкозернистый легированный чугун, содержащий кремний и марганец.Он хорошо нагревается и обладает устойчивостью к износу.

Хромированные кольца также используются для верхнего кольца, которое подвергается самым высоким рабочим температурам и коррозионному воздействию продуктов сгорания.

Типы поршневых колец

В основном есть два типа поршневых колец, как показано ниже.

• Компрессионные кольца: На рис. Показан простой эскиз компрессионных колец. эти кольца эффективно уплотняют давление сжатия и утечку дымовых газов.они вставляются в верхние канавки. Они также передают тепло от поршня к стенкам цилиндра.
• Маслосъемные кольца: На рисунке показан простой эскиз маслосъемного кольца. Основное назначение масляного кольца — соскребать излишки масла с гильзы и возвращать его обратно в масляный поддон во время движения поршня вниз и вверх. Он предотвращает попадание масла в камеру сгорания. В поршне используется одно из двух маслосъемных колец. Если используются два кольца, одно установлено сверху, а другое — под поршневым пальцем поршня. Эти кольца снабжены сливными отверстиями или пазами.Эти прорези позволяют очищенному маслу попадать в масляный поддон через отверстия поршня.

Читайте также: Обслуживание поршневых колец — marineinsight.com

10. Шатун

На рис. Он устанавливается между поршнем и коленчатым валом.

Основная функция шатуна — преобразовывать возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Он должен быть легким и достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки и скручивающие силы.

Конструкция:

• Шатун обычно имеет двутавровое поперечное сечение и изготовлен из легированной стали или дюралюминия методом ковки методом капельной ковки.
• В настоящее время его также отливают из ковкого или сфероидального графита C.I.
• На малом конце шатуна имеется либо сплошная проушина, используемая для соединения поршня с помощью поршневого пальца.
• Большой конец шатуна всегда разъемный и используется для соединения шатунной шейки коленчатого вала.

11. Поршневой палец

Поршневой палец также называется поршневой палец или поршневой палец . Он используется для соединения малого конца шатуна и поршня.

Конструкция: Для уменьшения веса изготовлена ​​полая из цементированной стали.

В основном есть три типа поршневых пальцев, как показано ниже.

• Установочный винт типа поршневой палец.
• Полуплавающий поршневой палец
• Полностью плавающий поршневой палец

Рис. (A) Показан Поршневой палец с установочным винтом , Этот палец прикреплен к поршню с помощью УСТАНОВОЧНОГО ВИНТА таким образом, что шатун концевой вертлюг требует совмещенного возвратно-поступательного и вращательного движения поршня и коленчатого вала.

На рис. (B) показан поршневой палец полуплавающий , он крепится к шатуну с помощью зажимного винта.

Рис. (C) Показан Полностью плавающий поршневой палец . Штифт плавает как в бобышках поршня, так и в малом конце шатуна. Два стопорных кольца предотвращают его соприкосновение со стенкой цилиндра.

12. Коленчатые валы

Коленчатый вал — это компонент двигателя, от которого берется мощность. Это один из основных источников передачи энергии во всех частях двигателя.

Коленчатый вал — это первая часть системы передачи мощности, в которой возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение с помощью шатуна.

Конструкция

• Коленчатый вал изготовлен литьем или ковкой из термообработанной легированной стали и подвергается механической обработке.
• Коленчатый вал состоит из шатунов, шпонок, балансировочного груза, коренной шейки и масляных отверстий.
• Большой конец шатуна соединен с шатунной шейкой коленчатого вала.
• Расстояние от центра до центра между шатунной шейкой и коленчатым валом составляет половину рабочего хода поршня во время хода.
• Таким образом, за один полный оборот коленчатого вала приходится два хода поршня.

Детали коленчатого вала внутри коренного подшипника называются коренными шейками .

• Балансировочные грузы расположены на противоположной стороне клина для балансировки. В коленчатом валу просверлены масляные каналы, по которым масло поступает от коренного подшипника к шатунным подшипникам.

На переднем конце коленчатого вала установлены три устройства:

• Шестерня , которая приводит в движение распределительный вал,
• Гаситель крутильных колебаний и
• шкив ремня вентилятора . Этот шкив приводит в движение вентилятор двигателя, водяной насос и генератор с помощью клинового ремня.

Задний конец коленчатого вала несет маховик . Маховик поддерживает постоянную работу коленчатого вала.

Далее, в задней части, устанавливается основная шейка и сальник. В некоторых двигателях предусмотрена возвратная резьба для масла, которая возвращает смазочное масло в поддон.

Коленчатые валы обычно бывают двух типов:

• В моноблочном типе все части являются цельными и формируются путем штамповки с последующей обработкой.
• В сборке типа e шатунные шейки и шейки прикреплены к шатунным шайбам.

13. Распределительный вал

Распределительный вал — это вал, на котором установлены кулачки.Кулачок — это устройство, которое преобразует вращательное движение распределительного вала в поступательное движение толкателя. Распределительный вал отвечает за открытие клапанов.

Конструкция

• Распределительный вал имеет несколько кулачков по длине, по два кулачка для каждого цилиндра, один для управления впускным клапаном, а другой — для выпускного клапана.
• Кроме того, распределительный вал имеет эксцентрик для приведения в действие топливного насоса и шестерню для привода распределителя зажигания и масляного насоса.
• Распредвал приводится в движение коленчатым валом . Шестерня распределительного вала имеет вдвое больше зубцов, чем шестерня коленчатого вала.
• Распределительный вал из кованой легированной стали .

Это дает передаточное число 1: 2, распределительный вал вращается на половину скорости коленчатого вала.

Рабочий

• Таким образом, каждые два оборота коленчатого вала производят один оборот распределительного вала и одно открытие и закрытие каждого клапана в четырехцилиндровом двигателе.
• Таким образом, происходит правильное открытие и закрытие клапанов в зависимости от положения поршня в цилиндре.

Существует три типа приводного механизма распределительного вала: ,

• Зубчатый привод.
• Цепной привод.
• Ременная передача.

14. Маховик

Маховик, используемый в системе трансмиссии транспортного средства .

Конструкция

• Маховик — это тяжелое стальное колесо, прикрепленное к заднему концу коленчатого вала.
• Размер маховика зависит от количества цилиндров и конструкции двигателя.

Рабочий

• Во время рабочего такта двигатель имеет тенденцию ускоряться, а во время других тактов он имеет тенденцию замедляться.
• Инерция маховика способствует поддержанию постоянной скорости вращения коленчатого вала. Следовательно, частота вращения двигателя поддерживается постоянной.

15. Клапаны двигателя

Клапаны двигателя необходимы для контроля времени поступления топливовоздушной смеси в цилиндр и выхода продуктов сгорания из цилиндров.

Конструкция

• Они расположены на впускном и выпускном отверстиях цилиндра двигателя.
• Клапаны подходят к седлам клапана в закрытом положении.

Существует три типа клапанов двигателя, а именно:

1. Тарельчатый клапан
2. Рукавный клапан
3. Поворотный клапан

15.1 Тарельчатый клапан

Это наиболее широко используемый клапан в автомобильных двигателях. Тарельчатый клапан получил свое название из-за его движения вверх и вниз.

Его конструкция очень проста. Его также называют грибовидным клапаном из-за его формы.

Конструкция

• Состоит из головки и стержня . Поверхность клапана обычно под углом от 30 ° до 45 ° идеально отшлифована, так как она должна совпадать с седлом клапана для идеального уплотнения.
• Шток имеет канавку для фиксации пружинного фиксатора, а конец штока находится в контакте с кулачком для движений клапана вверх и вниз.

15.2 Рукавный клапан

Рукавный клапан, как следует из названия, представляет собой трубку или втулку, удерживаемую между стенкой цилиндра и поршнем.

Конструкция

• Внутренняя поверхность гильзы фактически образует внутренний цилиндр цилиндра, в котором скользит поршень.

Гильза находится в непрерывном движении и впускает и выводит газы за счет периодического совпадения прорези канала в гильзе с портами, образованными в отливке главного цилиндра.

Преимущества:

1. Простота конструкции.
2. Рукавные клапаны работают бесшумно.
3. Шум возникает из-за отсутствия деталей, создающих шум, таких как кулачки клапана, рычаг подъемника, толкатели, клапаны и т. Д.
4. Тенденция к детонации меньше.
5. Охлаждение очень эффективно, так как клапан соприкасается с водяными рубашками.

Недостатки:

1. Высокий расход масла на смазку из-за большей площади смазываемой поверхности втулки.
2. Очистка портов и клапана затруднена.

15.3 Поворотный клапан

На рис. Показан простой эскиз поворотного клапана .Есть много типов поворотных клапанов. На рисунке показан поворотный клапан дискового типа. Он состоит из вращающегося диска с отверстием. Во время вращения он поочередно сообщается с впускным и выпускным коллекторами.

Преимущества:

1. Поворотные клапаны просты по конструкции.
2. Эти клапаны производятся по более низким ценам.
3. Подходит для быстроходных двигателей.
4. Напряжения и вибрации меньше по сравнению с тарельчатыми и золотниковыми клапанами.
5. Они работают плавно, равномерно и бесшумно.

Недостатки:

1. Это трудности с герметизацией под давлением между вращающимся диском и цилиндром.
2. Эффективная смазка клапана затруднена.

Материалы для клапанов

Материалы, используемые для впускного и выпускного клапана, как правило, различаются из-за различных условий эксплуатации, которым подвергаются клапаны.

Силикохромированная сталь — это материал, обычно используемый для впускных клапанов. Для выпускных клапанов молибден с добавлением силикохрома.

Последние материалы для выпускных клапанов — это аустенитная сталь и, как правило, сталь с дисперсионным упрочнением.

16. Регулятор

В бензиновых двигателях карбюратор управляет подачей воздуха и топлива в цилиндр двигателя в условиях частоты вращения и нагрузки.

Они изменяют подачу топливовоздушной смеси для выполнения заданного условия.Но в дизельном двигателе регулятор используется для удержания оборотов двигателя в определенных пределах.

• Основные функции регулятора — регулировать подачу топлива через какой-либо механизм, чтобы частота вращения двигателя оставалась в пределах допустимого диапазона.

Рабочий:

• При повышенной нагрузке обороты двигателя падают.
• При уменьшении нагрузки частота вращения двигателя увеличивается.

Без регулятора обороты двигателя увеличиваются при меньших нагрузках, а динамические напряжения повреждают детали двигателя.

Регулятор, который настроен на определенную частоту вращения двигателя, приводит в действие механизм, при котором впрыскивается больше топлива для увеличения мощности двигателя.

Регулятор в данном случае управляет механизмом уменьшения подачи топлива в двигатель. Очень важно поддерживать обороты двигателя в определенных пределах.

Типы регуляторов:

1. Механический регулятор или регулятор крутящего момента Регулятор или центробежный регулятор.
2. Пневматический регулятор.
3. Гидравлический регулятор.

Загрузить эту статью в формате PDF

Загрузить PDF

---

Спасибо, что прочитали, если вы нашли эту статью полезной, поделитесь ею с друзьями.

Подпишитесь на информационный бюллетень, чтобы получать уведомления о наших новых сообщениях:

Какие основные части двигателя автомобиля?

Детали автомобильного двигателя
Блок цилиндров, головка цилиндра, картер, масляный поддон, коллекторы, прокладка, гильза цилиндра, поршень, поршневое кольцо, шатун, поршневой палец, коленчатый вал, распределительный вал, маховики и клапаны двигателя .

Какое применение головки блока цилиндров в двигателе автомобиля?

Отливка головки блока цилиндров как единое целое с блоками цилиндров также выполняется в некоторых случаях, обычно в гоночных автомобилях, для получения газонепроницаемого соединения. Типы цельных головок имеют преимущества перед цельной конструкцией. Однако некоторые двигатели для тяжелых условий эксплуатации требуют более высокой скорости охлаждения, например медные сплавы, которые можно использовать в гоночных автомобилях.

Какова функция шатуна?

Основная функция шатуна — преобразовывать возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Какова функция поршневых колец в двигателе автомобиля?

1. Для образования уплотнения для газов высокого давления из камеры сгорания, поступающих в картер.
2. Поршневое кольцо обеспечивает легкий проход теплового потока от днища поршня к стенкам цилиндра.

Блок цилиндров | Tractor & Construction Plant Wiki

Современный блок двигателя легкового автомобиля, объединяющий картер и все цилиндры. Головка блока цилиндров прикручивается болтами к поверхности деки вверху.Сбоку от отливки можно увидеть множество ребер и выступов. Этот блок предназначен для рядного шестицилиндрового двигателя.

Блок дизельного двигателя V6 с обоими рядами цилиндров и картером, образованными en bloc . Большие отверстия — это цилиндры, а маленькие — отверстия для крепления (круглые) и каналы охлаждающей жидкости или масла (овальные).

Двигатель De Dion-Bouton с отдельным картером, но с моноблочной интеграцией цилиндров и головок, около 1905 года. Четко виден дискретный картер с верхней и нижней половинами (каждая из которых имеет свое собственное литье), причем нижняя половина составляет обе части коренная опора подшипника, а также масляный поддон. ^[1]

Блок цилиндров представляет собой интегрированную конструкцию, включающую цилиндр (ы) поршневого двигателя и часто некоторые или все связанные с ними окружающие конструкции (каналы для охлаждающей жидкости, впускные и выпускные каналы и отверстия, а также картер) . Термин блок цилиндров часто используется как синоним «блок цилиндров» (хотя технически могут быть сделаны различия между блоком цилиндров как дискретным блоком и конструкциями блока цилиндров с еще большей степенью интеграции, которые также включают в себя картер).

С точки зрения основных элементов машины, различные основные части двигателя (такие как цилиндр (и), головка (и) цилиндров, каналы охлаждающей жидкости, впускные и выпускные каналы и картер) концептуально различны, и эти концепции могут все они могут быть созданы как отдельные части, скрепленные вместе. Такая конструкция была очень широко распространена в первые десятилетия коммерциализации двигателей внутреннего сгорания (с 1880-х до 1920-х годов), и она до сих пор иногда используется в определенных приложениях, где она остается выгодной (особенно очень большие двигатели, но также и некоторые небольшие двигатели).Однако это больше не является нормальным способом создания большинства бензиновых и дизельных двигателей, потому что для любой данной конфигурации двигателя существуют более эффективные способы проектирования для производства (а также для обслуживания и ремонта). Обычно они включают объединение нескольких элементов станка в одну отдельную деталь и выполнение (например, литье, штампование и механическая обработка) нескольких элементов в одной установке с одной системой координат станка (станка или другого производственного оборудования).Это приводит к снижению удельных затрат на производство (и / или техническое обслуживание и ремонт).

Сегодня большинство двигателей для легковых, грузовых автомобилей, автобусов, тракторов и т. Д. Построены с достаточно высокой степенью интеграции конструкции, поэтому слова «моноблок» и «единый блок» редко используются для их описания; такое построение часто подразумевается. Таким образом, термины «блок двигателя», «блок цилиндров» или просто «блок» можно услышать в гараже или на улице.

Контекст разработки

Переход от широкого использования дискретных элементов (через отдельные отливки) к обширной интеграции элементов (например, в большинстве современных блоков двигателя) был постепенным прогрессом, который проходил через различные фазы разработки моноблочного двигателя, когда одни элементы были интегрированы, а другие остались. дискретный.Эта эволюция происходила на протяжении всей истории поршневых двигателей, причем здесь и там сосуществовали различные примеры каждой концептуальной вариации. (Это пример того, как история технологий представляет собой изобилие разрозненных точек данных с растущими и убывающими темами и тенденциями, в отличие от любого упрощенного линейного перехода от «плохого» к «хорошему».) Увеличение распространенности все более интегрированные конструкции основывались на постепенном развитии литейного производства и механической обработки для массового производства.Например, практический недорогой двигатель V8 был невозможен до тех пор, пока Форд не разработал методы, используемые для создания двигателя V8 с плоской головкой, который вскоре также распространился среди широких слоев общества. (Такое технологическое распространение, как правило, происходит благодаря духу независимого, конкурентного развития, равно как и через передачу технологий или обратный инжиниринг). Сегодня процессы литья и механической обработки двигателей обычно в высокой степени автоматизированы, и несколько квалифицированных рабочих управляют производством тысяч деталей.

Цилиндры встроены в один или несколько блоков цилиндров

Цилиндры отлиты тремя парами

Цилиндры отлиты двумя блоками по три

Перевёрнутый авиадвигатель DB 605 времен Второй мировой войны, с моноблочными блоками цилиндров и головками

Блок цилиндров представляет собой блок, состоящий из нескольких цилиндров (включая их цилиндр). стенки, каналы для охлаждающей жидкости, гильзы цилиндров, если таковые имеются, и т. д.). В первые десятилетия развития двигателей внутреннего сгорания конструкция с моноблочными цилиндрами была редкостью; цилиндры обычно отливались индивидуально.Объединение их отливок в пары или тройки было ранней победой моноблочной конструкции.

Каждый ряд цилиндров V-образного двигателя (то есть каждая сторона V) обычно состоял из одного или нескольких блоков цилиндров до 1930-х годов, когда были разработаны методы массового производства, которые позволили современный форм-фактор иметь оба ряда плюс картер полностью интегрирован.

A с мокрой гильзой Блок цилиндров имеет полностью съемные стенки цилиндров, которые вставляются в блок с помощью специальных прокладок.Их называют «мокрыми гильзами», потому что их внешние стороны непосредственно контактируют с охлаждающей жидкостью двигателя. Другими словами, вкладыш — это вся стена, а не просто рукав. Конструкции мокрых лайнеров популярны у европейских производителей, в первую очередь Renault и Peugeot, которые продолжают использовать их до сих пор. Сухая гильза В конструкции используется либо материал блока, либо дискретная гильза, вставленная в блок, чтобы сформировать основу стенки цилиндра. Внутри вставляются дополнительные втулки, которые снаружи остаются «сухими», окруженные материалом блока.В случае мокрой или сухой конструкции футеровки футеровки (или гильзы) могут быть заменены, что потенциально позволяет проводить капитальный ремонт или восстановление без замены самого блока; но на самом деле их сложно снять и установить, и для многих приложений (например, для большинства легковых и грузовых автомобилей последних моделей) двигатель никогда не подвергнется такой процедуре в течение всего срока службы. Скорее всего, он будет списан с заменой нового оборудования — двигателя или всего транспортного средства. Иногда это справедливо называют признаком одноразового общества, но, с другой стороны, на самом деле иногда более рентабельно и даже экологически безопасно утилизировать оборудование и создавать новые экземпляры с эффективными производственными процессами (и с превосходными характеристиками машин и контроль выбросов), чем переоценка старого оборудования и ремесленного производства.

Блоки цилиндров и блок-картер интегрированы

Двигатель с плоской головкой со встроенным рядом цилиндров и картером. Голова наклонена вверх, открывая колоду. Этот пример типичен для двигателей 1930-1950-х годов.

Технология литья на заре двигателей внутреннего сгорания могла надежно отливать большие отливки или отливки со сложными внутренними сердечниками, позволяющими создавать водяные рубашки, но не то и другое одновременно. В большинстве ранних двигателей, особенно с более чем четырьмя цилиндрами, цилиндры были отлиты как пары или тройки цилиндров, а затем прикреплены болтами к одному картеру.

По мере совершенствования технологии литья весь блок цилиндров из 4, 6 или 8 цилиндров можно было отливать как один. Это была более простая конструкция и, следовательно, менее затратная (в единицах измерения) в изготовлении. Для прямых двигателей это означало, что один блок цилиндров теперь мог включать , все цилиндров и картер. Моноблочные прямые четверки, что было необычно, когда Ford Model T была представлена ​​с одной в 1908 году, стали обычным явлением в течение следующего десятилетия, а вскоре после этого последовали моноблочные прямые шестерки. К середине 1920-х годов оба были обычным явлением, и рядные шестерки General Motors (наряду с другими особенностями, которые отличали различные марки и модели GM от Model T) отвлекали долю рынка от Ford.(Все это были конструкции с плоской головкой.) В течение этого десятилетия V-образные двигатели сохраняли отдельную отливку блока для каждого ряда цилиндров, причем оба они были прикреплены болтами к общему картеру (что само по себе представляет собой отдельную отливку). Для экономии некоторые двигатели были спроектированы так, чтобы использовать одинаковые литые детали для каждого берега, левого и правого. ^[2] Сложные воздуховоды, необходимые для впуска и выпуска, были слишком сложными, чтобы позволить объединить ряды, за исключением нескольких редких двигателей, таких как Lancia 22½ ° V12 с узким углом поворота 1919 года, в котором действительно удалось использовать моноблочное литье для обоих берегов. ^[3] Препятствия интеграции рядов V для обычных доступных автомобилей были впервые преодолены Ford Motor Company с ее Ford Flathead V-8, представленной в 1932 году, который был первым V-8 с одним двигателем. блочное литье, впервые превратив доступный V-8 в доступный автомобиль. ^[4]

Общая водяная рубашка моноблочной конструкции допускала более близкое расстояние между цилиндрами. Моноблочная конструкция также улучшила механическую жесткость двигателя на изгиб и все более важное значение крутильного скручивания по мере увеличения количества цилиндров, длины двигателя и номинальной мощности.

Большинство двигателей, производимых сегодня, за исключением некоторых необычных V-образных или радиальных двигателей, представляют собой моноблок, состоящий из картера и всех цилиндров. В таких случаях юбки рядов цилиндров образуют своего рода область картера, которую до сих пор часто называют картером, несмотря на то, что она больше не является отдельной частью.

Комбинированный блок, головка и картер

Легкие потребительские малые двигатели семейства Honda GC используют моноблочную конструкцию, в которой головка блока цилиндров, блок и половина картера имеют одинаковую отливку, которую Honda называет «разблокировкой». ^[5] Одной из причин этого, помимо стоимости, является уменьшение общей высоты двигателя. Поскольку конструкция OHC имеет воздушное охлаждение, это возможно благодаря современным технологиям литья алюминия и отсутствию сложных полых пространств для жидкостного охлаждения. Клапаны расположены вертикально, что позволяет производить сборку в этом ограниченном пространстве. С другой стороны, выполнение основного ремонта становится настолько трудоемким, что двигатель можно считать одноразовым. Двигатели семейства Honda GX для коммерческого использования (и их многие популярные подделки) имеют более традиционную конструкцию, состоящую из одного картера и отлитого цилиндра с отдельной головкой блока цилиндров.

Honda производит множество других моноблоков блок-картер под различными названиями, например, серия GXV. Все они могут быть идентифицированы снаружи по прокладке, которая разделяет коленчатый вал пополам примерно под углом 45 °.

Отказ выпускного клапана является обычным явлением, и из-за моноблочной конструкции ремонт настолько трудоемок, что двигатель обычно выбрасывают (списывают).

Блок двигателя, картер трансмиссии и картер заднего моста как элементы рамы

Многие конструкции сельскохозяйственных тракторов включают блок двигателя, картер трансмиссии и картер заднего моста в качестве (структурных) элементов рамы.Вероятно, первой серийной моделью был трактор Fordson, но за ним последовали многие другие. Как и во многих других случаях интеграции компонентов в меньшее количество отливок, движущей силой была более низкая стоимость единицы продукции.

См. Также

Список литературы

Библиография

Внешние ссылки

.