Това са най-големите и тежки части на двигателя, произведени чрез леене и последваща механична обработка. В двигател с течно охлаждане каналите за охлаждащата течност са разположени около цилиндрите, за да образуват водна риза.
Ориз. Алуминиев цилиндров блок на V8 двигател с пресовани сухи втулки.
Цилиндрите на двигателя с въздушно охлаждане обикновено се произвеждат отделно и имат ребра за увеличаване на охлаждащата повърхност.
Дъното на цилиндровия блок обикновено се обработва, за да пасне на основните лагери на коляновия вал в блока и да закрепи масления картер. Разстоянието между съседните цилиндри е от голямо значение. Увеличаването на разстоянието позволява да се увеличи твърдостта на блока и да се осигури възможност за допълнително увеличаване [[Обем на двигателя |обем на двигателя]] чрез увеличаване на диаметъра на цилиндрите (най-лесният начин за получаване на модификации на двигатели с различна мощност). От друга страна, това води до увеличаване на габаритните размери на двигателя и неговото тегло. Напоследък някои производители на автомобилни двигатели произвеждат цилиндрови блокове, в които съседните цилиндри докосват стените (така наречените сиамски блокове). Този метод дава възможност да се получи доста твърда конструкция със сравнително малък размер. Твърдостта на цилиндровия блок до голяма степен определя шумовите характеристики на двигателя.
Ориз. Цилиндър и бутало на двутактов двигател с въздушно охлаждане
Дълго време единственият материал за производство на цилиндрови блокове беше чугунът. Този материал е евтин, има висока якост и твърдост с добри свойства на леене. В допълнение, шлифованите вътрешни повърхности на чугунените цилиндри имат отлични антифрикционни свойства и висока устойчивост на износване. Съществени недостатъци на чугуна са неговата голяма маса и ниска топлопроводимост. Желанието на дизайнерите да създават по-леки двигатели доведе до разработването на дизайни на цилиндрови блокове, изработени от алуминиеви сплави. Алуминият е значително по-нисък от чугуна по твърдост и устойчивост на износване, така че алуминиевият блок трябва да има голям брой усилващи елементи, а цилиндрите обикновено са същите чугунени втулки, които се вкарват в алуминиевия блок по време на процеса на сглобяване, изсипват се или притиснат в него по време на производството. Ако втулката на цилиндъра е директно промита с охлаждаща течност, тя се нарича "мокър", И ако не - "сух". Мокрите втулки трябва да имат надеждно уплътнение с охладителната кухина на цилиндровия блок.
Ориз. Цилиндров блок със "суха" обшивка. Разделът ясно показва как „сухите“ втулки се вкарват в цилиндровия блок и жлебовете, направени в дъната на буталата, които предпазват клапаните от докосване на буталото
Използването на голям брой усилващи елементи и чугунени втулки до голяма степен отрича предимствата на използването на цилиндрови блокове, изработени от алуминиеви сплави. Използването на съвременни технологии в производството дава възможност да се произвеждат леки „алуминиеви“ двигатели, в които цилиндровият блок няма чугунени втулки. В работните повърхности на цилиндрите в алуминиевите блокове се създава електролитно повишено съдържание на силиций и след това цилиндрите се ецват химически, за да се създаде устойчив на износване порест филм от чист силиций върху работната повърхност на цилиндрите, който задържа добре смазката. Освен това, особено често при двутактови двигатели, върху алуминиевия цилиндър се нанася слой от хром или силициево-никелова сплав ( Никасил).
Ориз. Двигател с алуминиев блок. Цилиндровият блок на този компактен шестцилиндров V-twin 24-клапанов двигател, предназначен за напречен монтаж в превозно средство, е изработен изцяло от алуминиева сплав
Твърдостта на алуминиевия цилиндров блок може да се увеличи не само чрез използване на голям брой усилващи елементи, но и чрез използване на специални дистанционери тип стълбав блока. Такива дистанционни елементи, свързани с блока, освен че значително увеличават твърдостта на самия блок, служат като солидна основа за монтиране на основните лагери на коляновия вал, което увеличава неговата издръжливост. Този дизайн на цилиндровия блок се превръща в норма при производството на бензинови двигатели в съвременните леки автомобили. При производството на дизелови двигатели, които изискват висока твърдост на блока поради големи натоварвания и шум, често се използват чугунени цилиндрови блокове.
Ориз. Рамка тип стълба в блок. Стълбовидните рамки заменят обичайните капачки на основните лагери на коляновия вал в дизайна на съвременните двигатели с вътрешно горене, придават висока твърдост на цилиндровия блок и удължават живота на коляновия вал
Всеки двигател има сложна структура, всеки елемент от който е необходим за изпълнение на определена задача. Един от тези елементи е главата на цилиндъра.
Цилиндровата глава е основният компонент във всяка кола или мотоциклет. Устройството е необходимо за контрол на изпускането на газове в двигател с вътрешно горене. По своята същност главата на цилиндъра е капак, който покрива самия блок. Капакът на цилиндровата глава е изработен от алуминиеви сплави, може да бъде и от чугун. При производството цилиндровата глава се подлага на процес на изкуствено стареене. Броят на цилиндровите глави директно зависи от вида на двигателя с вътрешно горене, ако е V-образен, за всеки ред се използва отделна глава.
Работата на главата на цилиндъра зависи много от степента на уплътнение на главата с цилиндровия блок. Това обяснява факта, че горната част на тази част е малко по-тясна в сравнение с долната. Уплътнението се намира между главата и самия цилиндров блок.
Монтирането и фиксирането на главата на цилиндъра се извършва с помощта на щифтове, които са предназначени да закрепят частта. Правилната инсталация значително влияе върху по-нататъшната работа на главата на цилиндъра. За всяко превозно средство инструкциите показват свои собствени разпоредби. Поради тази причина не трябва да заемате диаграма за монтаж на главата от чужда кола за местна кола. Не забравяйте, че щифтовете имат определен ред на затягане и е посочен необходимият момент на затягане. За правилното монтиране на главата на цилиндъра се използва специален инструмент - динамометричен ключ.
Когато монтирате и затягате главата на цилиндъра, трябва да разчитате преди всичко на инструкциите за монтаж, а не на груба физическа сила. Ако пренатегнете главата на цилиндъра, можете да повредите уплътнението, масления канал на главата на цилиндъра и други също толкова важни компоненти на тази система. Например главата на цилиндъра може да се спука или да промени размера си; цялата работа на двигателя и в резултат на това превозното средство като цяло зависи от работата на този елемент.
Характеристики на дизайна
Дизайнът на главата на цилиндъра не е толкова прост, колкото изглежда на пръв поглед. Всички компоненти на тази част ще бъдат описани по-долу.
Понастоящем всички елементи на главата на цилиндъра са изработени от алуминиеви сплави, преди това за същата цел се използва легиран чугун. Някои превозни средства все още са оборудвани с чугунена цилиндрова глава. Това се обяснява с факта, че чугунът е най-подходящ за много високи или много ниски температури. Алуминиевите сплави са най-податливи на деформация поради температурни промени. Размерите на главата на цилиндъра се променят по време на работа на двигателя поради повишена температура.
Цилиндровата глава се състои от следните елементи.
- Уплътнение.
- Газоразпределителен механизъм.
- Корпусът на главата на цилиндъра е мястото, където са разположени всички механизми и тръби на охладителната система, маслените проводници и горивната камера.
- Отделения, в които впоследствие се монтират запалителни свещи.
- Задвижване на газоразпределителния механизъм.
- Горивната камера, в която протича процесът на изгаряне на горивото.
- Има и самолети за кацане, които позволяват изпускането на преработени газове.
Всеки от тези елементи трябва да бъде описан по-подробно. Клапаните на главата на цилиндъра са разположени в ред 1, всеки от които е наклонен към цилиндрите с двадесет градуса. Автомобилите от последно поколение може да използват малко по-различен принцип на проектиране на цилиндровата глава, но като цяло всичко е приблизително същото.
Струва си да се говори по-подробно за уплътняващото уплътнение, чиято основа е подсилен азбест. Производството на този елемент от точно този материал се обяснява с високите температури по време на работа на двигателя с вътрешно горене, а също така върху уплътнението се оказва голям натиск. Подсиленото азбестово уплътнение е в състояние да осигури херметичността на всички канали и системи на двигателя.
Ако разглобите предната част на това устройство, можете да видите, че задвижването на газоразпределителния механизъм е разположено тук заедно с обтегача на веригата. Горивните камери имат плътен контакт с блока, поради което се обработват механично. Обемите на компресионните камери са малко по-малки от размерите на буталата. Това се обяснява с факта, че по време на работа на двигателя с вътрешно горене, в момента на повдигане на буталата, тази конструкция позволява на въздушните смеси да се въртят. В резултат на това се подобрява самият процес на горене.
От лявата страна на главата на цилиндъра има отвори за запалителните свещи, тук също са монтирани системи за поддържане на лоста и опорни шайби. В горната част на главата на цилиндъра има капак, който е прикрепен към останалата част на тялото с болтове.
Цилиндровата глава съдържа несменяеми елементи. Седлата на клапаните, които са необходими за херметичността на газоразпределителния механизъм, също съдържат направляващи втулки. Моля, имайте предвид, че тези елементи са монтирани чрез пресоване. Това означава, че е невъзможно да ги замените у дома, ще трябва да се свържете със сервизен център или да използвате специално оборудване.
Някои собственици на автомобили се опитват сами да извършват ремонт на главата на цилиндъра, но това не се препоръчва, в противен случай може да има негативни последици.
- Цилиндровата глава може да промени формата си, което да доведе до нарушаване на уплътнението на клапаните и горивната камера.
- Поради неправилно нагряване главата на цилиндъра ще стане неизползваема.
- Възможно е образуването на пукнатини и микропукнатини, при които правилната работа на двигателя ще стане невъзможна.
Ремонтът на несменяеми елементи у дома може да доведе до необходимостта от закупуване на нова глава на цилиндъра. Никой не казва, че компетентен специалист не може да ремонтира една от тези части, но това не винаги е възможно.
Диагностика и поддръжка
Рано или късно всеки механизъм в автомобила ще изисква диагностика и поддръжка; главата на цилиндъра не е изключение от правилото. В този случай основната задача на собственика на превозното средство е периодично да диагностицира тези елементи, които най-често се провалят.
- Клапани и техните уплътнения.
- Уплътнение.
Особено внимание трябва да се обърне на уплътнението, ако е износено, работните течности могат да се смесят, което ще доведе до повреда на двигателя. Ако охлаждащата течност попадне в работното масло, тя ще образува мехурчета. С течение на времето това ще направи невъзможно стартирането на двигателя. В този случай основният сигнал ще бъде температурният сензор, който ще покаже кипенето на двигателя с вътрешно горене. Можете също така да оцените ситуацията, като премахнете запалителните свещи. Защо са необходими ремонти? Най-често демонтирането на главата на цилиндъра не може да бъде избегнато в следните случаи.
- Височината на главата на цилиндъра е променена.
- Имаше нужда от натискане на клапаните и седалките.
- Един или повече клапани са спрели да функционират и трябва да бъдат сменени.
- Покритието се нуждае от шлайфане.
- Уплътнителната гарнитура трябва да се смени.
- Необходимо е да се отървете от микропукнатини.
Ако разбирате до какво ще доведе всяка стъпка и разполагате с необходимите инструменти, можете да извършите ремонт на главата на цилиндъра у дома, но дори и най-високотехнологичното оборудване в ръцете на неопитен собственик няма да помогне за отстраняването на проблема.
Ако имате въпроси, оставете ги в коментарите под статията. Ние или нашите посетители ще се радваме да им отговорим
Терминът "short block" двигател се използва най-често, когато нещата са наистина зле, и по-рядко, когато искате нещо ново. Нека обясним: късият блок на двигателя е комплект от цилиндров блок на двигателя и редица компоненти на двигателя, което най-често се изисква при износване на буталото като причина за скъпи ремонти. Именно късият блок е отлична алтернатива на закупуването на цял двигател, тъй като когато буталната група се износи, много части на двигателя всъщност не се износват и не изискват подмяна, така че за много няма смисъл да купуват цялостно сглобяване на двигателя, а късият блок е специално проектиран така, че да включва само основните резервни компоненти. Вторият случай (когато искате нещо ново) е, когато къс блок не е просто алтернатива на монтажа на двигателя, а средство за подобряване на динамиката на автомобила - такъв къс блок може да има цилиндри с бутала с по-голям диаметър.
Двигателят с къс блок обикновено включва бутала с пръстени (вече пресовани в цилиндровия блок), свързващи пръти и колянов вал. Късите блокове винаги изискват инсталирането на допълнителни вътрешни части, които включват (но не се ограничават до):
- маслена помпа,
- маслен съд,
- изпускателен колектор,
- цилиндрова глава (цилиндрова глава),
- уплътнения
Късият блок обаче е различен от късия блок и наборът от определени компоненти зависи от модела на двигателя и автомобила. Много къси блокове се предлагат с разпределителни валове и много допълнителни части (включително уплътнения, малък брой сензори).
Къс блок на 4-цилиндров двигател с комплект бутала, биели и колянов вал
Но има и така наречения дълъг блок - това е подобрен и по-пълен къс блок, който включва, в допълнение към това, с което е оборудван късият блок, цилиндрова глава, маслен съд, изпускателен колектор, капак на клапана и редица други части. Всъщност дългият блок е почти пълен двигател.
Гражданското двигателостроене е много консервативна индустрия. Същите колянов вал, бутала, цилиндри, клапани както преди 100 години. Удивителните схеми без манивела, аксиални и други схеми не искат да бъдат внедрени, доказвайки тяхната непрактичност. Дори двигателят Wankel, големият пробив на шейсетте години, е по същество нещо от миналото.
Всички съвременни „иновации“, ако се вгледате внимателно, са просто въвеждане на състезателни технологии отпреди петдесет години, подправени с евтина за производство електроника за по-прецизен контрол на хардуера. Напредъкът в конструирането на двигатели с вътрешно горене е по-вероятно в синергията на малки промени, отколкото в глобални пробиви.
И изглежда като грях да се оплакваш. Този път няма да говорим за надеждност и поддръжка, но мощността, чистотата и ефективността на съвременните двигатели биха изглеждали като истинско чудо за човек от седемдесетте години. Ами ако се върнем още няколко десетилетия назад?
Преди сто години двигателите все още бяха карбураторни, с магнитно запалване, обикновено нискоклапанни или дори с „автоматичен“ всмукателен клапан... И дори не се замисляха за компресор. И старите, стари двигатели нямаха част, която сега е основният му компонент - цилиндровия блок.
Преди прилагането на блока
Първите двигатели са имали картер и цилиндър (или няколко цилиндъра), но не са имали блок. Ще се изненадате, но основата на конструкцията - картера - често е пропускала, буталата и свързващите пръти са били отворени за всички ветрове и са били смазвани от маслена кутия по капков метод. А самата дума „картер“ е трудно да се приложи към дизайн, който запазва относителното положение на коляновия вал и цилиндъра под формата на ажурни скоби.
За стационарни и морски двигатели подобна схема остава и до днес, но автомобилните двигатели с вътрешно горене все още се нуждаят от по-голяма плътност. Пътищата винаги са били източник на прах, който значително вреди на машините.
За пионер в областта на "уплътнението" се счита компанията De Dion-Bouton, която през 1896 г. пуска двигател с цилиндричен затворен картер, вътре в който е разположен колянов механизъм.
Вярно е, че газоразпределителният механизъм с неговите гърбици и тласкачи все още беше разположен открито - това беше направено с цел по-добро охлаждане и ремонт. Между другото, до 1900 г. тази френска компания се оказа най-големият производител на автомобили и двигатели с вътрешно горене в света, произвеждайки 3200 двигателя и 400 автомобила, така че дизайнът оказа силно влияние върху развитието на двигателя.
...и тогава се появява Хенри Форд
Първият масово произвеждан дизайн със солиден цилиндров блок все още остава един от най-масово произвежданите автомобили в историята. Моделът T Ford, представен през 1908 г., има четирицилиндров двигател, с чугунена цилиндрова глава, крачни клапани, чугунени бутала и цилиндров блок - отново изработен от чугун. Обемът на двигателя беше доста „възрастен“ за онези времена, 2,9 литра, а мощността беше 20 к.с. с. Дълго време се смяташе за доста достоен индикатор.
По-скъпите и сложни конструкции през онези години са имали отделни цилиндри и картер, към който са били прикрепени. Цилиндровите глави често са индивидуални и цялата структура на цилиндровата глава и самият цилиндър са прикрепени към картера с шпилки. След появата на тенденция към по-големи компоненти, картера често оставаше отделна част, но блоковете от два или три цилиндъра все още бяха подвижни.
Какъв е смисълът от разделянето на цилиндрите?
Дизайнът с отделни подвижни цилиндри сега изглежда малко необичаен, но преди Втората световна война, въпреки иновациите на Хенри Форд, това беше една от най-често срещаните схеми. В самолетните двигатели и двигателите с въздушно охлаждане се е запазила и до днес. А "boxer air" Porsche 911 серия 993 нямаше цилиндров блок до 1998 г. Така че защо да отделяте цилиндрите?
Цилиндър под формата на отделна част всъщност е доста удобен. Може да бъде направен от стомана или друг подходящ материал, като бронз или чугун. Вътрешната повърхност може да бъде покрита със слой от хром или никел-съдържащи сплави, което го прави много твърд, ако е необходимо. И отвън изградете развита риза за въздушно охлаждане. Механичната обработка на сравнително компактен възел ще бъде точна дори на сравнително прости машини и при добри изчисления на закрепването топлинните деформации ще бъдат минимални. Можете да направите галванична повърхностна обработка, тъй като частта е малка. Ако такъв цилиндър има износване или друга повреда, той може да бъде изваден от картера на двигателя и да се монтира нов.
Има и много недостатъци. В допълнение към по-високата цена и високите изисквания към качеството на конструкцията на двигателите с отделни цилиндри, сериозен недостатък е ниската твърдост на такава конструкция. Това означава повишени натоварвания и износване на буталната група. И комбинирането на „принципа на разделяне“ с водно охлаждане не е много удобно.
Двигателите с отделни цилиндри напуснаха мейнстрийма отдавна - недостатъците ги надделяха. До средата на тридесетте години подобни дизайни почти никога не се виждат в автомобилната индустрия. Разнообразие от комбинирани дизайни - например с блокове от няколко цилиндъра, общ картер и цилиндрова глава - се срещат в малки луксозни автомобили с обемни двигатели (можете да си спомните полузабравената марка Delage), но до края от 30-те години всичко измря.
Победа на изцяло желязната конструкция
Дизайнът, който познаваме днес, спечели благодарение на своята простота и ниска производствена цена. Голяма отливка от евтин и издръжлив материал след прецизна обработка все още е по-евтина и по-надеждна от отделните цилиндри и внимателното сглобяване на цялата конструкция. А при двигателите с по-ниски клапани, клапаните и разпределителният вал са разположени точно там в блока, което допълнително опростява дизайна.
Кожухът на охладителната система е отлят под формата на кухини в блока. За специални случаи беше възможно да се използват отделни цилиндрови втулки, но двигателят на Ford T нямаше такива изкушения. Чугунените бутала със стоманени компресионни пръстени работят директно срещу чугунения цилиндър. И между другото, пръстенът за скрепер на маслото в нашата обичайна форма не беше там, неговата роля играеше долният трети компресионен пръстен, разположен под буталния щифт.
Този "изцяло чугунен" дизайн е доказал своята надеждност и технологичност в продължение на много години на производство. И беше възприет от Ford от такива масови производители като GM за много години напред.
Вярно е, че леенето на блокове с голям брой цилиндри се оказа технологично трудна задача и много двигатели имаха два или три полублока с няколко цилиндъра във всеки. По този начин редовите „шестици“ от тридесетте години понякога имаха два трицилиндрови полублока, а редовите „осмици“ бяха още повече произведени според този дизайн. Например, най-мощният двигател Duesenberg Model J е направен точно по този начин: два полублока са покрити с една глава.
Въпреки това, до началото на четиридесетте години напредъкът направи възможно създаването на твърди блокове с тази дължина. Например блокът Chevrolet Straight-8 „Flathead“ вече беше солиден, което намали натоварването на коляновия вал.
Чугунените втулки в чугунен блок също бяха доста добро решение. Устойчивият на химикали легиран чугун с висока якост беше по-скъп от обикновено и нямаше смисъл да се отлива цял голям блок от него. Но сравнително малък „мокър“ или „сух“ ръкав се оказа добър вариант.
Основният дизайн на двигателите, усвоен в предвоенните години, не се е променил в продължение на много десетилетия подред. Цилиндровите блокове на много съвременни двигатели са отлети от сив чугун, понякога с вложки с висока якост в зоната на горната мъртва точка. Например, чугуненият блок е с напълно модерно Renault Kaptur с двигател F4R, за чиято поддръжка говорим. Чугунът е добър по-специално, защото блокът, направен от него, може лесно да бъде ремонтиран чрез пробиване на цилиндри с по-голям диаметър. Освен ако, разбира се, производителят не произвежда бутала с размер „ремонт“.
Вярно е, че с годините блоковете стават все по-ажурни и по-малко масивни. Трудно е да се намерят числа за ранните блокове, но нека вземем две семейства двигатели с разлика от малко над 10 години. За блока от серията GM Gen II от средата на 90-те години дебелината на стената на двигателите варира от 5 до 9 mm. Модерният VW EA888 от края на 2000-те вече има от 3 до 5. Но ние явно изпреварваме...
Олекотяване на блока
Изтъняването на стените, което дизайнерите правят с всички сили през последните години, както разбирате, не е единственият начин да се намали теглото на блока. През 20-30-те години те мислеха много по-малко за спестяване на тегло и гориво, отколкото сега, но бяха направени първите опити за облекчаване. И дори тогава се сетиха да използват алуминий.
При състезателни и спортни автомобили от онази епоха може да се намери симбиоза на алуминиев картер и цилиндрова глава с чугунени цилиндрови блокове. Тогава напредъкът в металообработката направи възможно създаването на по-удобна версия на такава симбиоза. Цилиндровият блок остава твърд, но е излят от алуминий, което намалява теглото му три до четири пъти, включително поради по-добрите леярски качества на метала. Самите цилиндри бяха направени под формата на чугунени втулки, които бяха притиснати в блока.
Касетите бяха разделени на „сухи“ и „мокри“, разликата като цяло е ясна от името. В блокове със суха обвивка тя беше вкарана в алуминиев цилиндър (или около него беше излят блок) с намеса, а „мократа“ обвивка беше просто фиксирана в блока с долния му край и при монтиране на цилиндъра главата, кухината около нея се превърна в охлаждаща риза. Вторият вариант се оказа по-обещаващ по това време, тъй като опрости леенето и намали масата на частите. Но по-късно нарастващите изисквания за структурна твърдост, както и сложността на сглобяването на такива двигатели, оставиха тази технология „зад борда“ от напредъка.
Сухите ръкави в алуминиев блок все още са най-често срещаният вариант за производство на части. И един от най-успешните, защото чугунената втулка е изработена от висококачествен легиран чугун, алуминиевият блок е твърд и лек. В допълнение, теоретично, този дизайн също е ремонтируем, като чугунени блокове. В края на краищата, износен ръкав може да бъде „изваден“ и да се натисне нов.
Какво следва?
Единствената фундаментално нова технология през последните години са още по-леки блокове с пръскане на ултра-силен и ултра-тънък слой върху вътрешната повърхност на цилиндрите. Вече писах подробно за и дори за подобни структури - няма смисъл да се повтарям. Концептуално имаме същия двигател с вътрешно горене от 30-те години на миналия век. И има всички основания да се смята, че до края на „ерата на вътрешното горене“, когато електрическите превозни средства бъдат реализирани, двигателите, работещи с течни въглеводороди, ще останат приблизително същите.
Цилиндров блок
Цилиндровият блок или картера е сърцевината на двигателя. На него и вътре в него са разположени основните механизми и части от двигателните системи. Цилиндровият блок може да бъде излят от сив чугун (двигатели на автомобили ZIL-130, MA3-5335, KamAE-5320) или от алуминиева сплав (двигатели на GAZ-24 Volga, GAE-53A и др.). Хоризонтална преграда разделя цилиндровия блок на горна и долна част. В горната равнина на блока и в хоризонталната преграда се пробиват отвори за монтиране на цилиндрови втулки. В цилиндъра, който направлява движението на буталото, протича работният цикъл на двигателя. Ръкавите могат да бъдат мокри или сухи. Цилиндровата обвивка се нарича мокра, ако се измива от охлаждащата течност, и суха, ако не е в пряк контакт с охлаждащата течност.
Ориз. 1. Цилиндров блок и блокова глава на V-образен двигател: 1 - цилиндров блок; 2 - уплътнение на главата; 3 - горивна камера; 4 - блокова глава; 5 - цилиндрова втулка; 6 - уплътнителен пръстен; 7 - шпилки
Цилиндрите могат да бъдат отлети от сив чугун заедно със стените на водната риза под формата на един блок или под формата на отделни втулки, монтирани в блока. Двигателите с цилиндри, направени под формата на сменяеми мокри втулки, са по-лесни за ремонт и експлоатация (двигатели на GAZ-24 Volga, GAE-53A, ZIL-130, MA3-5335, KamAZ-5320 и др.).
Вътрешната повърхност на цилиндъра, в която се движи буталото, се нарича огледало на цилиндъра. Той е внимателно обработен, за да се намали триенето, докато се движи в буталния цилиндър и пръстените, и често е закален, за да се подобри устойчивостта на износване и издръжливостта. Цилиндровите втулки са монтирани така, че охлаждащата течност да не прониква в тях или в картера и газовете да не излизат от цилиндъра. Необходимо е също така да се предвиди възможност за промяна на дължината на облицовките в зависимост от температурата на двигателя. За да се фиксира вертикалното положение на втулките, те имат специална яка за опиране на цилиндровия блок и монтажните ремъци. Мокрите втулки в долната част са уплътнени с гумени пръстени, поставени в жлебовете на цилиндровия блок (двигатели на автомобил KamaE-5320), в жлебовете на втулките (двигатели на автомобили MA3-5335, ZIL-130 и др. ), или медни пръстеновидни уплътнения, монтирани между блока и опорната повърхност на долния колан на обшивката (двигатели на GAZ -24 Volga, GAE -53A и др.). Горният край на втулката стърчи над равнината на цилиндровия блок с 0,02-0,16 mm, което допринася за по-добро компресиране на уплътнението на главата и надеждно уплътняване на втулката, блока и главата на цилиндъра.
Ориз. 2. Схеми на цилиндрите на двигателя: а - без втулки, но с къса вложка (автомобили ZIL -157 K, GAZ -52-04); b и c - с "мокър" ръкав (дизели ЯМЗ-2Е6 и КамАЗ-5320); d - с „мокър“ ръкав, в който е натисната къса вложка (на GAZ -24 Volga, GAZ -5EA, ZIL -130 и др.); 1 - цилиндров блок 2 g - водна риза; 3 - вложка; 4, 5 до 6 - цилиндрови втулки; 7 - уплътнителни пръстени (гумени или медни, монтирани под яката)
По време на работа на двигателя работната смес гори в горната част на цилиндрите. Изгарянето е придружено от отделяне на продукти от окисляването, които причиняват корозия на цилиндрите. За да се увеличи устойчивостта на износване на цилиндрите, някои двигатели използват вложки от антикорозионен чугун. Те се пресоват в цилиндровия блок (двигатели на автомобили ЗИЛ-130К, ГАЗ-52-04) или в цилиндрови втулки (двигатели на ГАЗ-24 Волга, ГАЗ-бЗА, ЗИЛ-130 и др.). Това усложнява технологията за производство на двигатели. В бъдеще дизайнерите планират да използват специални метали, което ще премахне използването на вложки в цилиндрите.
Напречните вертикални прегради вътре в цилиндровия блок, заедно с предната и задната стена, осигуряват необходимата здравина и твърдост. В тези прегради, както и в предната и задната стена на блока, са пробити гнезда за горните половини на основните лагери на коляновия вал. Долните половини на основните лагери са поставени в капачки, прикрепени към блока с шпилки или болтове.
При V-образни двигатели един от редовете на цилиндровия блок е леко изместен спрямо другия, което се дължи на разположението на два биели на коляновия вал на коляновия вал: един за десния, а другият за левия блок . Така при V-образните двигатели на автомобили ГАЗ-53А левият цилиндров блок е изместен напред (по хода на автомобила) с 24 мм, а при автомобилите ЗИЛ-130 - с 29 мм спрямо десния блок. Номерацията на цилиндрите е посочена първо за десния цилиндров блок (по посока на автомобила), а след това за левия: цилиндърът, който е най-близо до вентилатора, е номер едно и т.н.
Цилиндърът с главата служи като пространство, където протича работният процес на двигателя; Стените на цилиндъра насочват движението на буталото.
Цилиндровият блок е цялостната отливка, в която са разположени цилиндрите. Редовите двигатели имат една секция на цилиндровия блок, докато V-образните двигатели имат две секции (дясна и лява), обединени от общ картер. Цилиндровият блок се произвежда заедно с картера. Тази отливка, наречена картер, служи за закрепване и сглобяване на всички механизми и устройства на двигателя.
Картерът е излят от чугун или алуминиева сплав.
При редови двигатели, когато се прави чугунен блок, цилиндрите се отливат заедно с блока. Вътрешната работна повърхност на цилиндрите 6, внимателно обработена и полирана, се нарича огледало на цилиндъра. Между стените на цилиндъра и външните стени на блока има кухина 8, която е пълна с вода, която охлажда двигателя, и се нарича водна риза.
В случай на отливане на картера от алуминиева сплав, както и с чугунен блок за V-образни двигатели, цилиндрите са направени под формата на отделни чугунени втулки, монтирани в отворите на горната и долната преграда на блок. В блока ръкавът е закрепен с горна или долна яка, която се вписва във вдлъбнатините на блоковите прегради и е захваната от глава, монтирана отгоре на блока върху уплътнение.
Ръкавът е в пряк контакт с водата, циркулираща във водната риза и се нарича "мокър". В този случай втулката е надеждно запечатана в долната преграда на блока с помощта на меден или гумен пръстен или няколко гумени пръстена, монтирани отдолу в жлебовете на втулката.
Късите втулки, изработени от специален устойчив на износване антикорозионен чугун, обикновено се пресоват в горната част на блоковите цилиндри или втулки, които са най-изложени на високи температури и корозивното въздействие на отработените газове, за да се увеличи експлоатационният живот на двигателя. цилиндри.
При долно разположение на клапаните едната страна на редовия двигателен блок има входни и изходни отвори и гнезда, в които са монтирани клапаните. От същата страна на блока има камера - клапанна кутия, в която са разположени частите на газоразпределителния механизъм. Вентилната кутия се затваря с един или два капака.
В случай на разположение на горния клапан, тласкачите и прътите на газоразпределителния механизъм са разположени в страничната камера на блока или в двете му секции във V-образна конструкция.
Към предната част на картера е прикрепен капак на зъбно колело, излят от чугун или алуминиева сплав. Към задната част на картера е прикрепен чугунен корпус на маховика. Опорите на коляновия и разпределителния вал са разположени в предната и задната стена на картера и неговите вътрешни прегради.
Горната равнина на цилиндровия блок или всяка от неговите секции във V-образен дизайн е внимателно обработена и върху нея е монтирана обща глава, покриваща цилиндрите отгоре. В главата над цилиндрите има вдлъбнатини, които образуват горивните камери, а също така има водна риза, която комуникира с водната риза на блока. С подреждане на клапаните отгоре, главата на цилиндъра също така съдържа легла на клапани и отлети всмукателни и изпускателни отвори. Главата има отвори с резба за завинтване на запалителни свещи.
Цилиндровата глава на карбураторните двигатели е отлята от алуминиева сплав. Такава глава има висока топлопроводимост, в резултат на което температурата на работната смес в цилиндрите на двигателя в края на хода на компресия намалява. Това дава възможност да се увеличи степента на сгъстяване на двигателя без възникване на детонационно изгаряне на гориво по време на работа на двигателя.
Ориз. 3. Форми на горивните камери на двигателя
Главата на цилиндъра е прикрепена към блока с гайки на шпилки или болтове. Между блока и главата е монтирано уплътнително уплътнение, което елиминира преминаването на газове от цилиндрите и изтичането на вода от водната риза на кръстовището на главата и блока. Уплътнението е изработено от азбестов картон, облицован с тънка стоманена ламарина, или от азбестов картон, импрегниран с графит, с метални кантове около ръбовете и отворите. Отдолу щампован стоманен съд е завинтен към фланеца на картера на двигателя върху уплътнително уплътнение. Равнината на съединителя на картера съвпада с оста на коляновия вал или е разположена под него.
При по-ниско еднопосочно вертикално разположение на клапаните, горивната камера на карбураторния двигател се измества настрани
клапани Тази офсетна горивна камера осигурява добро завихряне на сместа по време на компресия и най-добрите условия за нейното изгаряне. За да се намали дължината I на горивната камера и да се подобрят условията на горене на работната смес, както и да се намали съпротивлението на потока на сместа на входа в цилиндъра с такава камера, разположението на долните клапани е обикновено се използва, наклонен спрямо оста на цилиндъра.
При горно едноредово разположение на клапаните, горивната камера в карбураторните двигатели обикновено има полуклинова форма, която осигурява най-добри условия за изгаряне на работната смес. Полуклиновата горивна камера, поради опростената си форма, може да бъде изцяло обработена. Това позволява да се осигури точно съответствие с обема на горивните камери във всички цилиндри и да се повиши равномерността на работа на двигателя.
И при двете форми на горивната камера част от нейната повърхност (изместител) е разположена близо до дъното на буталото, когато е позиционирано в c. м. т. Такива изместители допринасят за по-доброто разпределение на обема на компресираната работна смес и намаляват възможността за детонация по време на изгаряне на сместа.
При изработката на картера, главата и други части (капаци на зъбни колела на разпределителни валове и др.) от алуминиеви сплави общото тегло на двигателя значително се намалява. Ако се използват подвижни втулки, е по-лесно да се произвеждат картери и по-удобно да се ремонтират цилиндри, когато са износени.
При дизеловите двигатели налягането на газа по време на горенето е много по-високо, отколкото при карбураторните двигатели, т.е. дизеловите части изпитват по-големи натоварвания, така че са направени по-издръжливи и твърди.
Цилиндровият блок е изработен от чугун, който е особено здрав и твърд. Това се постига чрез значителната дебелина на стените на цилиндъра и картера, наличието на по-голям брой ребра вътре в картера и изместването на равнината на разделяне на картера значително под оста на коляновия вал. Цилиндрите на двигателя са оборудвани със сухи (т.е. без пряк контакт с вода) обшивки, които се вкарват в пробитите цилиндри на блока, или се използват мокри вложки, изработени от специален чугун. Дизеловите цилиндрови глави са изработени от чугун, което също ги прави по-здрави и по-твърди от тези на карбураторните двигатели.
При висока степен на компресия, за да се получи възможно най-малък обем на горивната камера в дизеловите двигатели, се използва само горното разположение на клапаните. При двигатели с директно впръскване на гориво (дизелови двигатели YaMZ) главата няма вдлъбнатини над цилиндрите, а горивната камера е оформена от съответна вдлъбнатина в дъното на буталото.
ДА СЕкатегория: - Устройство и работа на двигателя
