Jedná se o největší a nejtěžší části motoru, vyrobené pomocí odlévání a následného obrábění. U kapalinou chlazeného motoru jsou chladicí kanály umístěny kolem válců, aby vytvořily vodní plášť.
Rýže. Hliníkový blok válců motoru V8 s lisovanými suchými vložkami.
Vzduchem chlazené válce motoru jsou obvykle vyráběny samostatně a mají žebra pro zvětšení chladicí plochy.
Spodní část bloku válců je obvykle opracována tak, aby se do bloku vešla hlavní ložiska klikového hřídele a aby se připevnila olejová vana. Vzdálenost mezi sousedními válci je velmi důležitá. Zvětšení vzdálenosti umožňuje zvýšit tuhost bloku a poskytuje možnost dalšího zvýšení [[Zdvihový objem motoru |Zdvihový objem motoru]] zvětšením průměru válců (nejjednodušší způsob, jak získat úpravy motorů různých výkonů). Na druhou stranu to vede ke zvětšení celkových rozměrů motoru a jeho hmotnosti. V poslední době někteří výrobci automobilových motorů vyrábějí bloky válců, ve kterých se sousední válce dotýkají stěn (tzv. siamské bloky). Tato metoda umožňuje získat poměrně tuhou strukturu s relativně malými rozměry. Tuhost bloku válců do značné míry určuje hlučnost motoru.
Rýže. Válec a píst dvoudobého vzduchem chlazeného motoru
Po dlouhou dobu byla jediným materiálem pro výrobu bloků válců litina. Tento materiál je levný, má vysokou pevnost a tuhost s dobrými odlévacími vlastnostmi. Kromě toho mají honované vnitřní povrchy litinových válců vynikající vlastnosti proti tření a vysokou odolnost proti opotřebení. Významnou nevýhodou litiny je její velká hmotnost a nízká tepelná vodivost. Touha konstruktérů vytvářet lehčí motory vedla k vývoji konstrukcí bloků válců vyrobených z hliníkových slitin. Hliník je výrazně horší než litina v tuhosti a odolnosti proti opotřebení, takže hliníkový blok musí mít velké množství výztuh a válce jsou obvykle stejné litinové vložky, které se vkládají do hliníkového bloku během procesu montáže, nalévají nebo do něj zalisované při výrobě. Pokud je vložka válce přímo propláchnuta chladicí kapalinou, je to tzv "mokrý", A když ne- "schnout". Mokré vložky musí mít spolehlivé těsnění s chladicí dutinou bloku válců.
Rýže. Blok válců se „suchou“ vložkou. Část jasně ukazuje, jak jsou „suché“ vložky vloženy do bloku válců a drážky vytvořené ve dně pístu, které chrání ventily před dotykem pístu
Použití velkého množství výztuh a litinových vložek do značné míry neguje výhody použití bloků válců vyrobených z hliníkových slitin. Využití moderních technologií ve výrobě umožňuje vyrábět lehké „hliníkové“ motory, ve kterých blok válců nemá litinové vložky. V pracovních plochách válců v hliníkových blocích se elektrolyticky vytváří zvýšený obsah křemíku a následně jsou válce chemicky leptány, aby se na pracovní ploše válců vytvořil otěruvzdorný porézní film z čistého křemíku, který dobře zadržuje mazivo. Navíc, zvláště často u dvoudobých motorů, je na hliníkový válec nanesena vrstva chrómu nebo slitiny křemíku a niklu ( Nikasil).
Rýže. Motor s hliníkovým blokem. Blok válců tohoto kompaktního šestiválcového V-twin 24ventilového motoru, určeného pro příčnou montáž do vozidla, je vyroben výhradně z hliníkové slitiny
Tuhost hliníkového bloku válců lze zvýšit nejen použitím velkého množství výztuh, ale také použitím speciálních rozpěrky typu žebřík v bloku. Takové distanční podložky spojené s blokem, kromě výrazného zvýšení tuhosti samotného bloku, slouží jako pevný základ pro instalaci hlavních ložisek klikového hřídele, což zvyšuje jeho životnost. Tato konstrukce bloku válců se stává normou při výrobě benzínových motorů v moderních osobních automobilech. Při výrobě dieselových motorů, které vyžadují vysokou tuhost bloku z důvodu velkého zatížení a hluku, se často používají litinové bloky válců.
Rýže. Rám žebříkového typu v bloku. Žebřinové rámy nahrazují v konstrukci moderních spalovacích motorů obvyklé víka hlavního ložiska klikového hřídele, propůjčují bloku válců vysokou tuhost a prodlužují životnost klikového hřídele
Každý motor má složitou strukturu, jejíž každý prvek je nezbytný k provedení konkrétního úkolu. Jedním z těchto prvků je hlava válců.
Hlava válců je hlavní součástí každého automobilu nebo motocyklu. Zařízení je nezbytné pro řízení výfukových plynů ve spalovacím motoru. Hlava válců je ze své podstaty kryt, který zakrývá samotný blok. Víko hlavy válců je vyrobeno z hliníkových slitin, může být i litinové. Při výrobě je hlava válců podrobena procesu umělého stárnutí. Počet hlav válců přímo závisí na typu spalovacího motoru, pokud je ve tvaru V, je pro každou řadu použita samostatná hlava.
Činnost hlavy válců velmi závisí na stupni utěsnění hlavy s blokem válců. To vysvětluje skutečnost, že horní část této části je o něco užší ve srovnání se spodní. Těsnění je umístěno mezi hlavou a samotným blokem válců.
Montáž a upevnění hlavy válců se provádí pomocí čepů, které jsou určeny k zajištění dílu. Správná montáž výrazně ovlivňuje další činnost hlavy válců. Pro každé vozidlo jsou v pokynech uvedeny jeho vlastní předpisy. Z tohoto důvodu byste si neměli půjčovat schéma instalace hlavy ze zahraničního automobilu pro domácí automobil. Nezapomeňte, že čepy mají určité pořadí utahování a je uveden požadovaný utahovací moment. Pro správnou instalaci hlavy válců se používá speciální nástroj - momentový klíč.
Při montáži a utahování hlavy válců byste se měli primárně spoléhat spíše na montážní návod než na hrubou fyzickou sílu. Pokud hlavu válců příliš utáhnete, můžete poškodit těsnění, olejový kanál hlavy válců a další stejně důležité součásti tohoto systému. Například hlava válců může prasknout nebo změnit velikost; na činnosti tohoto prvku závisí celý provoz motoru a v důsledku toho i vozidlo jako celek.
Designové vlastnosti
Konstrukce hlavy válců není tak jednoduchá, jak se na první pohled zdá. Všechny součásti této části budou popsány níže.
V současnosti jsou všechny prvky hlavy válců vyrobeny z hliníkových slitin, dříve se ke stejnému účelu používala legovaná litina. Některá vozidla jsou stále vybavena litinovou hlavou válců. To se vysvětluje tím, že litina je nejvhodnější pro velmi vysoké nebo velmi nízké teploty. Slitiny hliníku jsou nejvíce náchylné k deformaci v důsledku teplotních změn. Rozměry hlavy válců se při provozu motoru vlivem zvýšené teploty mění.
Hlava válců se skládá z následujících prvků.
- Těsnící těsnění.
- Mechanismus distribuce plynu.
- Skříň hlavy válců je místem, kde jsou umístěny všechny mechanismy a potrubí chladicího systému, olejové dráty a spalovací komora.
- Přihrádky, do kterých se následně montují zapalovací svíčky.
- Pohon mechanismu rozvodu plynu.
- Spalovací komora, kde probíhá proces spalování paliva.
- Existují také přistávací letadla, která umožňují vypouštět zpracované plyny.
Každý z těchto prvků by měl být popsán podrobněji. Ventily hlav válců jsou umístěny v řadě 1, z nichž každý je skloněn k válcům o dvacet stupňů. Auta poslední generace mohou používat trochu jiný princip konstrukce hlavy válců, ale obecně je vše přibližně stejné.
Stojí za to mluvit podrobněji o těsnicím těsnění, jehož základem je zesílený azbest. Výroba tohoto prvku právě z tohoto materiálu se vysvětluje vysokými teplotami během provozu spalovacího motoru a na těsnění je také vyvíjen velký tlak. Zesílené azbestové těsnění je schopno zajistit těsnost všech kanálů a systémů motoru.
Pokud demontujete přední část tohoto zařízení, uvidíte, že je zde umístěn pohon mechanismu rozvodu plynu spolu s napínákem řetězu. Spalovací komory mají těsný kontakt s blokem, z tohoto důvodu jsou zpracovávány mechanicky. Objemy kompresních komor jsou poněkud menší než velikosti pístů. To je vysvětleno skutečností, že během provozu spalovacího motoru, v okamžiku, kdy jsou písty zvednuty, tato konstrukce umožňuje víření vzduchových směsí. V důsledku toho se zlepšuje samotný proces spalování.
Na levé straně hlavy válců jsou otvory pro zapalovací svíčky, jsou zde namontovány i systémy pro podepření páky a opěrné podložky. V horní části hlavy válců je kryt, který je ke zbytku těla připevněn šrouby.
Hlava válců obsahuje neodnímatelné prvky. Ventilová sedla, která jsou nezbytná pro těsnost mechanismu rozvodu plynu, obsahují také vodicí pouzdra. Vezměte prosím na vědomí, že tyto prvky byly instalovány pomocí lisování. To znamená, že je není možné vyměnit doma, budete muset kontaktovat servisní středisko nebo použít speciální zařízení.
Někteří majitelé automobilů se pokoušejí provádět opravy hlavy válců sami, ale to se nedoporučuje, jinak to může mít negativní důsledky.
- Hlava válců může změnit tvar, což má za následek narušení těsnění ventilů a spalovací komory.
- Kvůli nesprávnému zahřívání se hlava válců stane nepoužitelnou.
- Je možný vznik trhlin a mikrotrhlin, se kterými nebude možné správné fungování motoru.
Opravy na neodnímatelných prvcích doma mohou vést k nutnosti zakoupit novou hlavu válců. Nikdo neříká, že kompetentní specialista nemůže opravit jednu z těchto částí, ale to není vždy možné.
Diagnostika a údržba
Dříve nebo později bude jakýkoli mechanismus ve vozidle vyžadovat diagnostiku a údržbu, hlava válců není výjimkou z pravidla. V této věci je hlavním úkolem majitele vozidla pravidelně diagnostikovat ty prvky, které nejčastěji selhávají.
- Ventily a jejich těsnění.
- Těsnící těsnění.
Zvláštní pozornost je třeba věnovat těsnění, pokud je opotřebované, mohou se pracovní kapaliny smíchat, což povede k poruše motoru. Pokud se chladicí kapalina dostane do pracovního oleje, bude bublat. Postupem času to znemožní nastartování motoru. V tomto případě bude hlavním signálem teplotní senzor, který bude indikovat var spalovacího motoru. Situaci můžete také posoudit vyjmutím zapalovacích svíček. Proč jsou nutné opravy? Nejčastěji se demontáži hlavy válců nevyhnete v následujících případech.
- Výška hlavy válců se změnila.
- Bylo potřeba vytlačit ventily a sedla.
- Jeden nebo více ventilů přestalo fungovat a je třeba je vyměnit.
- Kryt potřebuje broušení.
- Je třeba vyměnit těsnění.
- Je potřeba se zbavit mikrotrhlin.
Pokud pochopíte, k čemu každý krok povede, a budete mít potřebné nástroje, můžete opravy hlavy válců provádět doma, ale ani to nejmodernější vybavení v rukou nezkušeného majitele nepomůže problém vyřešit.
Pokud máte nějaké dotazy, zanechte je v komentářích pod článkem. My nebo naši návštěvníci je rádi zodpovíme
Termín „short block“ engine se používá nejčastěji, když jsou věci opravdu špatné, méně často, když chcete něco nového. Vysvětlíme: krátký blok motoru je soubor bloku válců motoru a řady součástí motoru, který je nejčastěji vyžadován při opotřebení pístu jako důvod drahých oprav. Právě krátký blok je vynikající alternativou ke koupi celého motoru, protože když se opotřebuje skupina pístů, mnoho dílů motoru se ve skutečnosti neopotřebuje a nevyžadují výměnu, takže pro mnohé nemá smysl kupovat motor. kompletní sestava motoru a krátký blok je speciálně navržen tak, aby obsahoval pouze základní náhradní součásti. Druhý případ (když chcete něco nového) je ten, kdy krátký blok není jen alternativou k sestavě motoru, ale prostředkem ke zlepšení dynamiky vozu – takový krátký blok může mít válce s písty o větším průměru.
Motor s krátkým blokem obvykle obsahuje písty s kroužky (již zalisované do bloku válců), ojnice a klikový hřídel. Krátké bloky vždy vyžadují instalaci dalších vnitřních částí, které zahrnují (ale nejsou omezeny na):
- olejové čerpadlo,
- olejová vana,
- výfukové potrubí,
- hlava válce (hlava válce),
- těsnění
Krátký blok se však liší od krátkého bloku a sada určitých součástí závisí na modelu motoru a automobilu. Mnoho krátkých bloků je k dispozici s vačkovými hřídeli a mnoha dalšími díly (včetně těsnění, malého počtu snímačů).
Krátký blok 4válcového motoru se sadou pístů, ojnic a klikového hřídele
Existuje ale i tzv. dlouhý blok - jedná se o vylepšený a ucelenější krátký blok, který obsahuje kromě toho, čím je krátký blok vybaven, hlavu válců, olejovou vanu, výfukové potrubí, kryt ventilu a řada dalších dílů. Ve skutečnosti je dlouhý blok téměř kompletní motor.
Stavba civilních motorů je velmi konzervativní odvětví. Vše stejné klikové hřídele, písty, válce, ventily jako před 100 lety. Úžasná bezkliková, axiální a další schémata se nechtějí implementovat, což dokazuje jejich nepraktičnost. I Wankelův motor, velký průlom šedesátých let, je v podstatě minulostí.
Všechny moderní „inovace“, když se podíváte pozorně, jsou jen představení závodních technologií před padesáti lety, okořeněné levně vyrobitelnou elektronikou pro přesnější ovládání hardwaru. Pokrok v konstrukci spalovacích motorů je pravděpodobnější v synergii malých změn než v globálních průlomech.
A stěžovat si vypadá jako hřích. Tentokrát nebudeme mluvit o spolehlivosti a udržovatelnosti, ale výkon, čistota a účinnost moderních motorů by člověku ze sedmdesátých let připadala jako opravdový zázrak. Co když se vrátíme o několik desetiletí zpět?
Ještě před sto lety byly motory karburátorové, s magnetovým zapalováním, obvykle nízkoventilové nebo dokonce s „automatickým“ sacím ventilem... A o nějakém přeplňování se ani neuvažovalo. A staré, staré motory neměly součást, která je nyní jeho hlavní součástí – blok válců.
Před implementací bloku
První motory měly klikovou skříň a válec (nebo několik válců), ale neměly blok. Budete se divit, ale základ konstrukce - kliková skříň - byla často děravá, písty a ojnice byly otevřené všem větrům a byly mazány z olejničky kapací metodou. A samotné slovo „kliková skříň“ je obtížné použít na konstrukci, která zachovává relativní polohu klikového hřídele a válce ve formě prolamovaných konzol.
U stacionárních a lodních motorů zůstává podobné schéma dodnes, ale automobilové spalovací motory stále potřebovaly větší těsnost. Silnice byly vždy zdrojem prachu, který značně poškozuje strojní zařízení.
Za průkopníka v oblasti „těsnění“ je považována společnost De Dion-Bouton, která v roce 1896 uvedla na trh motor s válcovou uzavřenou klikovou skříní, uvnitř které byl umístěn klikový mechanismus.
Je pravda, že mechanismus distribuce plynu s vačkami a tlačnými prvky byl stále umístěn otevřeně - to bylo provedeno z důvodu lepšího chlazení a opravy. Mimochodem, v roce 1900 se tato francouzská společnost stala největším výrobcem automobilů a spalovacích motorů na světě s výrobou 3200 motorů a 400 automobilů, takže design měl silný vliv na vývoj konstrukce motorů.
...a pak se objeví Henry Ford
První sériově vyráběné provedení s pevným blokem válců stále zůstává jedním z nejsériověji vyráběných vozů v historii. Ford Model T, představený v roce 1908, měl čtyřválcový motor, s litinovou hlavou válců, nožními ventily, litinovými písty a blokem válců – opět z litiny. Objem motoru byl na tehdejší dobu docela „dospělý“, 2,9 litru a výkon byl 20 koní. S. Po dlouhou dobu to bylo považováno za docela hodný ukazatel.
Dražší a složitější konstrukce v těch letech měly samostatné válce a klikovou skříň, ke které byly připojeny. Hlavy válců byly často jednotlivé a celá konstrukce hlavy válců i samotného válce byla připevněna ke klikové skříni pomocí svorníků. Po nástupu trendu k větším komponentům zůstávala kliková skříň často samostatnou částí, ale bloky dvou nebo tří válců byly stále vyjímatelné.
Jaký má smysl oddělování válců?
Design s jednotlivými vyjímatelnými válci teď vypadá trochu nezvykle, ale před druhou světovou válkou to bylo i přes inovace Henryho Forda jedno z nejrozšířenějších schémat. V leteckých motorech a vzduchem chlazených motorech se zachovala dodnes. A „boxer air“ Porsche 911 série 993 nemělo žádný blok válců až do roku 1998. Proč tedy oddělovat válce?
Válec ve formě samostatné části je vlastně docela pohodlný. Může být vyroben z oceli nebo jiného vhodného materiálu, jako je bronz nebo litina. Vnitřní povrch může být potažen vrstvou chromu nebo slitin obsahujících nikl, čímž je v případě potřeby velmi tvrdý. A na vnější straně vybudovat vyvinutý plášť pro chlazení vzduchem. Mechanické zpracování relativně kompaktní sestavy bude přesné i na docela jednoduchých strojích a při dobrých výpočtech upevnění budou tepelné deformace minimální. Můžete provést galvanickou povrchovou úpravu, protože díl je malý. Pokud má takový válec opotřebení nebo jiné poškození, lze jej vyjmout z klikové skříně motoru a nainstalovat nový.
Existuje také spousta nevýhod. Kromě vyšší ceny a vysokých požadavků na kvalitu konstrukce motorů se samostatnými válci je vážnou nevýhodou nízká tuhost takové konstrukce. To znamená zvýšené zatížení a opotřebení skupiny pístů. A kombinovat „princip separace“ s vodním chlazením není příliš pohodlné.
Motory s oddělenými válci opustily mainstream už dávno - převážily je nevýhody. V polovině třicátých let se takové návrhy v automobilovém průmyslu téměř nikdy nevyskytovaly. Různé kombinované konstrukce - například s bloky několika válců, společnou klikovou skříní a hlavou válců - se objevily v malých luxusních vozech s objemovými motory (můžete si vzpomenout na polozapomenutou značku Delage), ale nakonec 30. let to všechno vyhaslo.
Vítězství celoželezné konstrukce
Design, který známe dnes, zvítězil díky své jednoduchosti a nízkým výrobním nákladům. Velký odlitek z levného a odolného materiálu po přesném opracování je stále levnější a spolehlivější než jednotlivé válce a pečlivá montáž celé konstrukce. A u motorů s nižšími ventily jsou ventily a vačkový hřídel umístěny přímo v bloku, což dále zjednodušuje konstrukci.
Plášť chladicího systému byl odlit ve formě dutin v bloku. Pro speciální případy bylo možné použít samostatné vložky válců, ale motor u Fordu T takové libůstky neměl. Litinové písty s ocelovými kompresními kroužky pracovaly přímo proti litinovému válci. A mimochodem, stírací kroužek oleje v naší obvyklé podobě tam nebyl, jeho roli hrál spodní třetí kompresní kroužek umístěný pod pístním čepem.
Toto „celolitinové“ provedení prokázalo svou spolehlivost a vyrobitelnost během mnoha let výroby. A od Fordu jej přejali takoví masoví výrobci jako GM na mnoho let dopředu.
Pravda, odlévání bloků s velkým počtem válců se ukázalo být technologicky obtížným úkolem a mnoho motorů mělo dva nebo tři půlbloky s několika válci v každém. Řadové „šestky“ třicátých let tak měly někdy dva tříválcové polobloky a řadové „osmičky“ se ještě více vyráběly podle této konstrukce. Například nejvýkonnější motor Duesenberg Model J byl vyroben přesně tímto způsobem: dva polobloky byly pokryty jedinou hlavou.
Počátkem čtyřicátých let však pokrok umožnil vytvořit pevné bloky této délky. Například blok Chevrolet Straight-8 „Flathead“ byl již pevný, což snížilo zatížení klikového hřídele.
Docela dobrým řešením byly i litinové objímky v litinovém bloku. Vysokopevnostní legovaná chemicky odolná litina byla dražší než obvykle a nemělo smysl z ní odlévat celý velký blok. Ale relativně malý „mokrý“ nebo „suchý“ rukáv se ukázal být dobrou volbou.
Základní konstrukce motorů, zvládnutá v předválečných letech, se po mnoho desetiletí v řadě nezměnila. Bloky válců mnoha moderních motorů jsou odlévány ze šedé litiny, někdy s vysokopevnostními vložkami v oblasti horní úvrati. Například litinový blok má zcela moderní Renault Kaptur s motorem F4R, o jehož údržbě je řeč. Litina je dobrá zejména proto, že blok z ní lze snadno repasovat vrtacími válci většího průměru. Pokud samozřejmě výrobce nevyrábí písty „opravné“ velikosti.
Pravda, v průběhu let se bloky stávají více a více „prolamovanými“ a méně masivními. Je těžké najít čísla pro rané bloky, ale vezměme si dvě rodiny motorů s rozdílem něco málo přes 10 let. U bloku řady GM Gen II z poloviny 90. let se tloušťka stěny motorů pohybovala od 5 do 9 mm. Moderní VW EA888 z konce roku 2000 už má od 3 do 5. To ale jasně předbíháme...
Odlehčení bloku
Ztenčení stěn, které designéři v posledních letech dělají ze všech sil, není, jak jste pochopili, jediný způsob, jak snížit hmotnost bloku. Ve 20-30 letech se na úsporu hmotnosti a paliva myslelo mnohem méně než nyní, ale první pokusy o odlehčení proběhly. A už tehdy je napadlo použít hliník.
Na závodních a sportovních autech té doby bylo možné najít symbiózu hliníkové klikové skříně a hlavy válců s litinovými bloky válců. Pokrok v kovoobrábění pak umožnil vytvořit pohodlnější verzi takové symbiózy. Blok válců zůstal pevný, ale byl odlit z hliníku, což snížilo jeho hmotnost třikrát až čtyřikrát, a to i díky lepším odlévacím vlastnostem kovu. Samotné válce byly vyrobeny ve formě litinových objímek, které byly zalisovány do bloku.
Náboje byly rozděleny na „suché“ a „mokré“, rozdíl je obecně zřejmý z názvu. V blocích se suchou vložkou byla vložena do hliníkového válce (nebo byl kolem něj odlit blok) s přesahem a „mokrá“ vložka byla jednoduše upevněna v bloku svým spodním koncem a při instalaci válce hlavu, dutina kolem ní se proměnila v chladicí plášť. Druhá možnost se v té době ukázala jako slibnější, protože zjednodušila lití a snížila hmotnost dílů. Později však rostoucí požadavky na tuhost konstrukce a také složitost montáže takových motorů opustily tuto technologii „přes palubu“ pokroku.
Suchá pouzdra v hliníkovém bloku jsou stále nejběžnější možností výroby dílů. A jeden z nejúspěšnějších, protože litinové pouzdro je vyrobeno z vysoce kvalitní legované litiny, hliníkový blok je tuhý a lehký. Navíc je teoreticky toto provedení také opravitelné, jako litinové bloky. Opotřebovaný rukáv se totiž dá „vyndat“ a nasadit nový.
Co bude dál?
Jedinou zásadně novou technologií posledních let jsou ještě lehčí bloky s nástřikem ultra silné a ultra tenké vrstvy na vnitřní povrch válců. O podobných strukturách a dokonce i o nich jsem již podrobně psal - nemá smysl se opakovat. Koncepčně máme stejný spalovací motor z 30. let. A existují všechny důvody se domnívat, že až do konce „éry vnitřního spalování“, kdy budou realizována elektrická vozidla, zůstanou motory na kapalné uhlovodíky přibližně stejné.
Blok válců
Blok válců neboli kliková skříň je jádrem motoru. Na něm i uvnitř jsou umístěny hlavní mechanismy a části motorových systémů. Blok válců může být odlit z šedé litiny (motory vozů ZIL-130, MA3-5335, KamAE-5320) nebo z hliníkové slitiny (motory GAZ-24 Volga, GAE-53A atd.). Horizontální přepážka rozděluje blok válců na horní a spodní část. V horní rovině bloku a v horizontální přepážce jsou vyvrtány otvory pro instalaci vložek válců. Ve válci, který řídí pohyb pístu, probíhá pracovní cyklus motoru. Rukávy mohou být mokré nebo suché. Vložka válce se nazývá mokrá, pokud je omývána chladicí kapalinou, a suchá, pokud není v přímém kontaktu s chladicí kapalinou.
Rýže. 1. Blok válců a hlava bloku motoru ve tvaru V: 1 - blok válců; 2 - těsnění hlavy; 3 - spalovací komora; 4 - hlava bloku; 5 - vložka válce; 6 - těsnící kroužek; 7 - cvočky
Válce mohou být odlity ze šedé litiny spolu se stěnami vodního pláště ve formě jednoho bloku nebo ve formě samostatných objímek instalovaných v bloku. Motory s válci vyrobenými ve formě vyměnitelných mokrých vložek se snadněji opravují a provozují (motory GAZ-24 Volga, GAE-53A, ZIL-130, MA3-5335, KamAZ-5320 atd.).
Vnitřní povrch válce, uvnitř kterého se pohybuje píst, se nazývá zrcadlo válce. Je pečlivě ošetřeno, aby se snížilo tření, když se pohybuje v pístním válci a kroužcích, a je často kalený, aby se zlepšila odolnost proti opotřebení a životnost. Vložky válců jsou instalovány tak, aby do nich ani do jímky nepronikala chladicí kapalina a z válce neunikaly plyny. Je také nutné zajistit možnost změny délky vložek v závislosti na teplotě motoru. Pro upevnění vertikální polohy vložek mají speciální límec, který se opírá o blok válců a instalační pásy. Mokré vložky ve spodní části jsou utěsněny pryžovými kroužky umístěnými v drážkách bloku válců (motory vozu KamaE-5320), v drážkách vložek (motory vozů MA3-5335, ZIL-130 atd. ), nebo měděná kroužková těsnění instalovaná mezi blok a nosný povrch spodního pásu vložky (motory GAZ -24 Volga, GAE -53A atd.). Horní konec vložky vyčnívá nad rovinu bloku válců o 0,02-0,16 mm, což přispívá k lepší kompresi těsnění hlavy a spolehlivému utěsnění vložky, bloku a hlavy válců.
Rýže. 2. Schémata válců motoru: a - bez vložek, ale s krátkou vložkou (vozy ZIL -157 K, GAZ -52-04); b a c - s „mokrým“ rukávem (diesely YAMZ-2E6 a KamAZ-5320); g - s „mokrým“ pouzdrem, do kterého je zalisována krátká vložka (na GAZ -24 Volga, GAZ -5EA, ZIL -130 atd.); 1 - blok válců 2 g - vodní plášť; 3 - vložka; 4, 5 až 6 - vložky válců; 7 - těsnicí kroužky (guma nebo měď, instalované pod límcem)
Při chodu motoru hoří pracovní směs v horní části válců. Spalování je doprovázeno uvolňováním oxidačních produktů, které způsobují korozi válců. Pro zvýšení odolnosti válců proti opotřebení používají některé motory vložky z antikorozní litiny. Jsou zalisovány do bloku válců (motory vozů ZIL-130K, GAZ-52-04) nebo do vložek válců (motory GAZ-24 Volga, GAZ-bZA, ZIL-130 atd.). To komplikuje technologii výroby motoru. Do budoucna plánují konstruktéři používat speciální kovy, díky kterým odpadne použití vložek ve válcích.
Příčné svislé přepážky uvnitř bloku válců spolu s přední a zadní stěnou zajišťují jeho potřebnou pevnost a tuhost. V těchto přepážkách, stejně jako v přední a zadní stěně bloku, jsou vyvrtány objímky pro horní poloviny hlavních ložisek klikového hřídele. Spodní poloviny hlavních ložisek jsou uloženy v krytech připevněných k bloku svorníky nebo šrouby.
U motorů ve tvaru V je jedna z řad bloku válců mírně posunuta vůči druhé, což je způsobeno umístěním dvou ojnic na klikovém čepu klikového hřídele: jedna pro pravý a druhá pro levý blok . U motorů ve tvaru V vozů GAZ -53A je tedy levý blok válců posunut dopředu (podél dráhy vozidla) o 24 mm a u vozů ZIL -130 - o 29 mm vzhledem k pravému bloku. Číslování válců je uvedeno nejprve pro pravý blok válců (ve směru vozu) a poté pro levý: válec nejblíže ventilátoru je číslo jedna atd.
Válec s hlavou slouží jako prostor, kde probíhá pracovní proces motoru; Stěny válce usměrňují pohyb pístu.
Blok válců je celkový odlitek, ve kterém jsou umístěny válce. Řadové motory mají jednu část bloku válců, zatímco motory ve tvaru V mají dvě části (pravou a levou), spojené společnou klikovou skříní. Blok válců se vyrábí společně s klikovou skříní. Tento odlitek, nazývaný kliková skříň, slouží k zajištění a montáži všech motorových mechanismů a zařízení.
Kliková skříň je odlita z litiny nebo slitiny hliníku.
U řadových motorů se při výrobě litinového bloku válce odlévají spolu s blokem. Vnitřní pracovní plocha válců 6, pečlivě zpracovaná a vyleštěná, se nazývá zrcadlo válce. Mezi stěnami válců a vnějšími stěnami bloku je dutina 8, která je naplněna vodou, která ochlazuje motor, a nazývá se vodní plášť.
V případě odlévání klikové skříně z hliníkové slitiny, stejně jako s litinovým blokem pro motory ve tvaru V, jsou válce vyrobeny ve formě samostatných litinových vložek instalovaných v otvorech horní a spodní přepážky blok. V bloku je pouzdro zajištěno horním nebo spodním límcem, který zapadá do vybrání v přepážkách bloku, a je sevřeno hlavou namontovanou na vrcholu bloku na těsnění.
Rukáv je v přímém kontaktu s vodou cirkulující ve vodním plášti a nazývá se „mokrý“. V tomto případě je manžeta spolehlivě utěsněna ve spodní přepážce bloku pomocí měděného nebo pryžového kroužku nebo několika pryžových kroužků nainstalovaných níže v drážkách na manžetě.
Do horní části blokových válců nebo vložek, které jsou nejvíce vystaveny vysokým teplotám a korozivním účinkům výfukových plynů, se pro zvýšení životnosti motoru obvykle zalisují krátké vložky ze speciální antikorozní litiny odolné proti opotřebení. válce.
U uspořádání spodních ventilů má jedna strana bloku řadového motoru vstupní a výstupní otvory a sedla, ve kterých jsou ventily instalovány. Na stejné straně bloku je komora - ventilová skříň, ve které jsou umístěny části mechanismu rozvodu plynu. Ventilová skříň je uzavřena jedním nebo dvěma kryty.
V případě uspořádání horního ventilu jsou tlačné prvky a tyče mechanismu pro distribuci plynu umístěny v boční komoře bloku nebo obou jeho sekcích ve tvaru písmene V.
Na přední straně klikové skříně je připevněn kryt rozvodového kola odlitý z litiny nebo hliníkové slitiny. Na zadní straně klikové skříně je připevněna litinová skříň setrvačníku. Podpěry klikového hřídele a vačkového hřídele jsou umístěny v přední a zadní stěně klikové skříně a jejích vnitřních přepážkách.
Horní rovina bloku válců nebo každá z jeho částí ve tvaru písmene V je pečlivě zpracována a je na ni instalována společná hlava, která kryje válce shora. V hlavě nad válci jsou vybrání, která tvoří spalovací komory, a také vodní plášť, který komunikuje s vodním pláštěm bloku. S uspořádáním ventilů v horní části obsahuje hlava válců také sedla ventilů a lité sací a výfukové kanály. Hlava má závitové otvory pro našroubování zapalovacích svíček.
Hlava válců karburátorových motorů je odlita z hliníkové slitiny. Taková hlava má vysokou tepelnou vodivost, v důsledku čehož teplota pracovní směsi ve válcích motoru na konci kompresních zdvihů klesá. To umožňuje zvýšit kompresní poměr motoru bez výskytu detonačního spalování paliva během provozu motoru.
Rýže. 3. Tvary spalovacích komor motoru
Hlava válců je připevněna k bloku maticemi na čepech nebo šroubech. Mezi blok a hlavu je instalováno těsnicí těsnění, které eliminuje průchod plynů z válců a únik vody z vodního pláště v místě spojení hlavy a bloku. Těsnění je vyrobeno z azbestové lepenky lemované tenkým ocelovým plechem nebo azbestové lepenky impregnované grafitem s kovovým lemováním po okrajích a otvorech. Zespodu je lisovaná ocelová pánev přišroubována k přírubě klikové skříně motoru na těsnícím těsnění. Rovina konektoru klikové skříně se shoduje s osou klikového hřídele nebo se nachází pod ní.
Při nižším jednosměrném vertikálním uspořádání ventilů je spalovací prostor karburátorového motoru posunut do strany
ventily Tato přesazená spalovací komora zajišťuje dobré víření směsi při kompresi a nejlepší podmínky pro její spalování. Pro zmenšení délky I spalovací komory a zlepšení podmínek spalování pracovní směsi, jakož i pro snížení odporu proti proudění směsi na vstupu do válce s takovou komorou je uspořádání spodních ventilů obvykle používané, skloněné k ose válce.
Při horním jednořadém uspořádání ventilů má spalovací prostor u karburátorových motorů obvykle poloklínový tvar, který poskytuje nejlepší podmínky pro spalování pracovní směsi. Poloklínová spalovací komora může být díky jednoduchosti svého tvaru celá obrobena. To umožňuje zajistit přesné dodržení objemu spalovacích prostorů ve všech válcích a zvýšit rovnoměrnost chodu motoru.
U obou forem spalovací komory je část jejího povrchu (vytlačovač) umístěna blízko dna pístu, když je umístěn v c. Takové vytlačovače přispívají k lepšímu rozložení objemu stlačené pracovní směsi a snižují možnost detonace při spalování směsi.
Při výrobě klikové skříně, hlavy a dalších dílů (kryty ozubených kol vačkového hřídele atd.) z hliníkových slitin je výrazně snížena celková hmotnost motoru. Pokud se použijí vyjímatelné vložky, je snazší vyrobit klikové skříně a pohodlnější opravit válce, když jsou opotřebované.
U vznětových motorů je tlak plynu během spalování mnohem vyšší než u karburátorových motorů, to znamená, že dieselové díly podléhají většímu zatížení, takže jsou odolnější a tužší.
Blok válců je vyroben z litiny, která je obzvláště pevná a tuhá. Toho je dosaženo výraznou tloušťkou stěn válců a klikové skříně, přítomností většího počtu žeber uvnitř klikové skříně a posunutím dělicí roviny klikové skříně výrazně pod osu klikové hřídele. Válce motoru jsou opatřeny suchými (tedy nepřímo v kontaktu s vodou) vložkami, které se vkládají do vyvrtaných válců bloku, nebo se používají mokré vložky vložek ze speciální litiny. Hlavy dieselových válců jsou vyrobeny z litiny, díky čemuž jsou také pevnější a tužší než hlavy karburátorových motorů.
Při vysokém stupni komprese se pro získání co nejmenšího objemu spalovacího prostoru u vznětových motorů používá pouze horní uspořádání ventilů. U motorů s přímým vstřikováním paliva (dieselové motory YaMZ) nemá hlava vybrání nad válci a spalovací prostor je tvořen odpovídajícím vybráním ve dně pístu.
NA kategorie: - Konstrukce a provoz motoru
