Αυτά είναι τα μεγαλύτερα και βαρύτερα μέρη του κινητήρα, που κατασκευάζονται με χύτευση και επακόλουθη μηχανική κατεργασία. Σε έναν υγρόψυκτο κινητήρα, οι δίοδοι ψυκτικού υγρού βρίσκονται γύρω από τους κυλίνδρους για να σχηματίσουν ένα χιτώνιο νερού.
Ρύζι. Αλουμινένιο μπλοκ κυλίνδρων κινητήρα V8 με πεπιεσμένο ξηρό χιτώνιο.
Οι αερόψυκτοι κύλινδροι κινητήρα συνήθως κατασκευάζονται χωριστά και διαθέτουν πτερύγια για να αυξάνουν την επιφάνεια ψύξης.
Ο πυθμένας του μπλοκ κυλίνδρων συνήθως κατασκευάζεται για να προσαρμόσει τα κύρια έδρανα του στροφαλοφόρου άξονα στο μπλοκ και να στερεώσει τη λεκάνη λαδιού. Η απόσταση μεταξύ των παρακείμενων κυλίνδρων έχει μεγάλη σημασία. Η αύξηση της απόστασης καθιστά δυνατή την αύξηση της ακαμψίας του μπλοκ και παρέχει τη δυνατότητα περαιτέρω αύξησης [[Μετατόπιση κινητήρα |μετατόπιση κινητήρα]] αυξάνοντας τη διάμετρο των κυλίνδρων (ο ευκολότερος τρόπος για να επιτύχετε τροποποιήσεις σε κινητήρες διαφόρων δυνάμεων). Από την άλλη, αυτό οδηγεί σε αύξηση των συνολικών διαστάσεων του κινητήρα και του βάρους του. Πρόσφατα, ορισμένοι κατασκευαστές κινητήρων αυτοκινήτων παράγουν μπλοκ κυλίνδρων στα οποία οι παρακείμενοι κύλινδροι αγγίζουν τους τοίχους (τα λεγόμενα σιαμαία μπλοκ). Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή την απόκτηση μιας αρκετά άκαμπτης δομής με σχετικά μικρό μέγεθος. Η ακαμψία του μπλοκ κυλίνδρων καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τα χαρακτηριστικά θορύβου του κινητήρα.
Ρύζι. Κύλινδρος και έμβολο δίχρονου αερόψυκτου κινητήρα
Για πολύ καιρό, το μόνο υλικό για την κατασκευή κυλίνδρων ήταν ο χυτοσίδηρος. Αυτό το υλικό είναι φθηνό, έχει υψηλή αντοχή και ακαμψία με καλές ιδιότητες χύτευσης. Επιπλέον, οι ακονισμένες εσωτερικές επιφάνειες των κυλίνδρων από χυτοσίδηρο έχουν εξαιρετικές ιδιότητες κατά της τριβής και υψηλή αντοχή στη φθορά. Σημαντικά μειονεκτήματα του χυτοσιδήρου είναι η μεγάλη του μάζα και η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Η επιθυμία των σχεδιαστών να δημιουργήσουν ελαφρύτερους κινητήρες οδήγησε στην ανάπτυξη σχεδίων κυλίνδρων από κράματα αλουμινίου. Το αλουμίνιο είναι σημαντικά κατώτερο από το χυτοσίδηρο σε ακαμψία και αντοχή στη φθορά, επομένως ένα μπλοκ αλουμινίου πρέπει να έχει μεγάλο αριθμό ενισχυτικών και οι κύλινδροι είναι συνήθως οι ίδιες επενδύσεις από χυτοσίδηρο, οι οποίοι εισάγονται στο μπλοκ αλουμινίου κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης, χύνονται ή πιέζεται σε αυτό κατά την κατασκευή. Εάν η επένδυση του κυλίνδρου ξεπλυθεί απευθείας με ψυκτικό, καλείται "βρεγμένος"Και αν όχι - "ξηρός". Οι υγρές επενδύσεις πρέπει να έχουν αξιόπιστη στεγανοποίηση με την κοιλότητα ψύξης του μπλοκ κυλίνδρων.
Ρύζι. Μπλοκ κυλίνδρων με «στεγνή» επένδυση. Η ενότητα δείχνει ξεκάθαρα πώς εισάγονται «στεγνές» επενδύσεις στο μπλοκ κυλίνδρων και οι αυλακώσεις που δημιουργούνται στο κάτω μέρος του εμβόλου που προστατεύουν τις βαλβίδες από το να αγγίξουν το έμβολο
Η χρήση μεγάλου αριθμού ενισχυτικών και επενδύσεων από χυτοσίδηρο αναιρεί σε μεγάλο βαθμό τα πλεονεκτήματα της χρήσης μπλοκ κυλίνδρων από κράματα αλουμινίου. Η χρήση σύγχρονων τεχνολογιών στην παραγωγή καθιστά δυνατή την κατασκευή ελαφρών κινητήρων "αλουμινίου" στους οποίους το μπλοκ κυλίνδρων δεν έχει επενδύσεις από χυτοσίδηρο. Στις επιφάνειες εργασίας των κυλίνδρων σε μπλοκ αλουμινίου, δημιουργείται ηλεκτρολυτικά αυξημένη περιεκτικότητα σε πυρίτιο και στη συνέχεια οι κύλινδροι χαράσσονται χημικά για να δημιουργηθεί ένα ανθεκτικό στη φθορά πορώδες φιλμ καθαρού πυριτίου στην επιφάνεια εργασίας των κυλίνδρων, το οποίο συγκρατεί καλά το λιπαντικό. Επιπλέον, ιδιαίτερα συχνά στους δίχρονους κινητήρες, ένα στρώμα χρωμίου ή ένα κράμα πυριτίου-νικελίου εφαρμόζεται στον κύλινδρο αλουμινίου ( Νικασίλ).
Ρύζι. Κινητήρας με μπλοκ αλουμινίου. Το μπλοκ κυλίνδρων αυτού του συμπαγούς εξακύλινδρου V-twin κινητήρα 24 βαλβίδων, σχεδιασμένο για εγκάρσια εγκατάσταση σε όχημα, είναι κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από κράμα αλουμινίου
Η ακαμψία ενός μπλοκ κυλίνδρων αλουμινίου μπορεί να αυξηθεί όχι μόνο με τη χρήση μεγάλου αριθμού ενισχυτικών, αλλά και με τη χρήση ειδικών αποστάτες τύπου σκάλαςστο μπλοκ. Τέτοιοι αποστάτες που συνδέονται με το μπλοκ, εκτός από τη σημαντική αύξηση της ακαμψίας του ίδιου του μπλοκ, χρησιμεύουν ως σταθερή βάση για την εγκατάσταση των κύριων ρουλεμάν στροφαλοφόρου άξονα, γεγονός που αυξάνει την αντοχή του. Αυτός ο σχεδιασμός κυλίνδρων κυλίνδρων γίνεται ο κανόνας στην παραγωγή βενζινοκινητήρων σε σύγχρονα επιβατικά αυτοκίνητα. Στην παραγωγή κινητήρων ντίζελ, οι οποίοι απαιτούν υψηλή ακαμψία μπλοκ λόγω υψηλών φορτίων και θορύβου, χρησιμοποιούνται συχνά μπλοκ κυλίνδρων από χυτοσίδηρο.
Ρύζι. Πλαίσιο τύπου σκάλας σε μπλοκ. Τα πλαίσια τύπου σκάλας αντικαθιστούν τα συνηθισμένα καλύμματα κύριας έδρασης στροφαλοφόρου στη σχεδίαση σύγχρονων κινητήρων εσωτερικής καύσης, προσδίδουν υψηλή ακαμψία στο μπλοκ κυλίνδρων και παρατείνουν τη διάρκεια ζωής του στροφαλοφόρου
Οποιοσδήποτε κινητήρας έχει μια πολύπλοκη δομή, κάθε στοιχείο της οποίας είναι απαραίτητο για την εκτέλεση μιας συγκεκριμένης εργασίας. Ένα από αυτά τα στοιχεία είναι η κυλινδροκεφαλή.
Η κυλινδροκεφαλή είναι το κύριο εξάρτημα σε κάθε αυτοκίνητο ή μοτοσικλέτα. Η συσκευή είναι απαραίτητη για τον έλεγχο της εξάτμισης των αερίων σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης. Από τη φύση της, η κυλινδροκεφαλή είναι ένα κάλυμμα που καλύπτει το ίδιο το μπλοκ. Το κάλυμμα της κυλινδροκεφαλής είναι κατασκευασμένο από κράματα αλουμινίου, μπορεί επίσης να κατασκευαστεί από χυτοσίδηρο. Κατά την παραγωγή, η κυλινδροκεφαλή υποβάλλεται σε διαδικασία τεχνητής γήρανσης. Ο αριθμός των κυλινδροκεφαλών εξαρτάται άμεσα από τον τύπο του κινητήρα εσωτερικής καύσης· εάν έχει σχήμα V, χρησιμοποιείται ξεχωριστή κεφαλή για κάθε σειρά.
Η λειτουργία της κυλινδροκεφαλής εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον βαθμό στεγανοποίησης της κεφαλής με το μπλοκ κυλίνδρων. Αυτό εξηγεί το γεγονός ότι το πάνω μέρος αυτού του τμήματος είναι ελαφρώς στενότερο σε σύγκριση με το κάτω. Το παρέμβυσμα βρίσκεται μεταξύ της κεφαλής και του ίδιου του μπλοκ κυλίνδρων.
Η εγκατάσταση και η στερέωση της κυλινδροκεφαλής πραγματοποιείται με χρήση πείρους, οι οποίοι έχουν σχεδιαστεί για να ασφαλίζουν το εξάρτημα. Η σωστή τοποθέτηση επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την περαιτέρω λειτουργία της κυλινδροκεφαλής. Για κάθε όχημα, οι οδηγίες υποδεικνύουν τους δικούς του κανονισμούς. Για το λόγο αυτό, δεν πρέπει να δανειστείτε διάγραμμα εγκατάστασης κεφαλής από ξένο αυτοκίνητο για αυτοκίνητο εσωτερικού. Μην ξεχνάτε ότι οι πείροι έχουν μια συγκεκριμένη σειρά σύσφιξης και υποδεικνύεται η απαιτούμενη ροπή σύσφιξης. Για τη σωστή εγκατάσταση της κυλινδροκεφαλής, χρησιμοποιείται ένα ειδικό εργαλείο - ένα δυναμόκλειδο.
Κατά την εγκατάσταση και το σφίξιμο της κυλινδροκεφαλής, θα πρέπει να βασίζεστε κυρίως στις οδηγίες εγκατάστασης και όχι στην ωμή φυσική δύναμη. Εάν σφίξετε υπερβολικά την κυλινδροκεφαλή, μπορεί να προκληθεί ζημιά στη φλάντζα στεγανοποίησης, στο κανάλι λαδιού της κυλινδροκεφαλής και σε άλλα εξίσου σημαντικά εξαρτήματα αυτού του συστήματος. Για παράδειγμα, μια κυλινδροκεφαλή μπορεί να ραγίσει ή να αλλάξει σε μέγεθος· ολόκληρη η λειτουργία του κινητήρα, και ως εκ τούτου, του οχήματος στο σύνολό του, εξαρτάται από τη λειτουργία αυτού του στοιχείου.
Χαρακτηριστικά σχεδίου
Ο σχεδιασμός της κυλινδροκεφαλής δεν είναι τόσο απλός όσο φαίνεται με την πρώτη ματιά. Όλα τα εξαρτήματα αυτού του τμήματος θα περιγραφούν παρακάτω.
Επί του παρόντος, όλα τα στοιχεία της κυλινδροκεφαλής είναι κατασκευασμένα από κράματα αλουμινίου· προηγουμένως, χρησιμοποιήθηκε κράμα χυτοσιδήρου για τον ίδιο σκοπό. Ορισμένα οχήματα εξακολουθούν να είναι εξοπλισμένα με κυλινδροκεφαλή από χυτοσίδηρο. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ο χυτοσίδηρος είναι ο πλέον κατάλληλος για πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Τα κράματα αλουμινίου είναι πιο ευαίσθητα στην παραμόρφωση λόγω μεταβολών της θερμοκρασίας. Οι διαστάσεις της κυλινδροκεφαλής αλλάζουν κατά τη λειτουργία του κινητήρα λόγω της αυξημένης θερμοκρασίας.
Η κυλινδροκεφαλή αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία.
- Στεγανοποιητικό παρέμβυσμα.
- Μηχανισμός διανομής αερίου.
- Το περίβλημα της κυλινδροκεφαλής είναι όπου βρίσκονται όλοι οι μηχανισμοί και οι σωλήνες του συστήματος ψύξης, τα καλώδια λαδιού και ο θάλαμος καύσης.
- Διαμερίσματα στα οποία τοποθετούνται στη συνέχεια μπουζί.
- Κίνηση μηχανισμού διανομής αερίου.
- Ο θάλαμος καύσης όπου λαμβάνει χώρα η διαδικασία καύσης του καυσίμου.
- Υπάρχουν επίσης αεροπλάνα προσγείωσης που καθιστούν δυνατή την απελευθέρωση επεξεργασμένων αερίων.
Κάθε ένα από αυτά τα στοιχεία πρέπει να περιγραφεί με περισσότερες λεπτομέρειες. Οι βαλβίδες κυλινδροκεφαλής βρίσκονται στη σειρά 1, καθεμία από τις οποίες έχει κλίση στους κυλίνδρους κατά είκοσι μοίρες. Τα αυτοκίνητα τελευταίας γενιάς μπορεί να χρησιμοποιούν μια ελαφρώς διαφορετική αρχή σχεδίασης κυλινδροκεφαλής, αλλά γενικά, όλα είναι περίπου τα ίδια.
Αξίζει να μιλήσουμε λεπτομερέστερα για το παρέμβυσμα στεγανοποίησης, η βάση του οποίου είναι ο ενισχυμένος αμίαντος. Η κατασκευή αυτού του στοιχείου από αυτό ακριβώς το υλικό εξηγείται από τις υψηλές θερμοκρασίες κατά τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης και επίσης ασκείται μεγάλη πίεση στη φλάντζα. Μια ενισχυμένη φλάντζα αμιάντου είναι σε θέση να εξασφαλίσει τη στεγανότητα όλων των καναλιών και των συστημάτων κινητήρα.
Εάν αποσυναρμολογήσετε το μπροστινό μέρος αυτής της συσκευής, μπορείτε να δείτε ότι ο μηχανισμός διανομής αερίου βρίσκεται εδώ μαζί με τον εντατήρα της αλυσίδας. Οι θάλαμοι καύσης έχουν στενή επαφή με το μπλοκ, για το λόγο αυτό επεξεργάζονται μηχανικά. Οι όγκοι των θαλάμων συμπίεσης είναι κάπως μικρότεροι από τα μεγέθη των εμβόλων. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι κατά τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης, τη στιγμή που ανυψώνονται τα έμβολα, αυτός ο σχεδιασμός επιτρέπει στα μείγματα αέρα να στροβιλίζονται. Ως αποτέλεσμα, η ίδια η διαδικασία καύσης βελτιώνεται.
Στην αριστερή πλευρά της κυλινδροκεφαλής υπάρχουν οπές για τα μπουζί· εδώ τοποθετούνται επίσης συστήματα στήριξης του μοχλού και ροδέλες στήριξης. Στο πάνω μέρος της κυλινδροκεφαλής υπάρχει ένα κάλυμμα που στερεώνεται στο υπόλοιπο σώμα με μπουλόνια.
Η κυλινδροκεφαλή περιέχει μη αφαιρούμενα στοιχεία. Οι έδρες βαλβίδων, οι οποίες είναι απαραίτητες για τη στεγανότητα του μηχανισμού διανομής αερίου, περιέχουν επίσης δακτυλίους οδήγησης. Λάβετε υπόψη ότι αυτά τα στοιχεία εγκαταστάθηκαν χρησιμοποιώντας το πάτημα. Δηλαδή, είναι αδύνατο να τα αντικαταστήσετε στο σπίτι, θα χρειαστεί να επικοινωνήσετε με ένα κέντρο σέρβις ή να χρησιμοποιήσετε ειδικό εξοπλισμό.
Μερικοί ιδιοκτήτες αυτοκινήτων προσπαθούν να κάνουν μόνοι τους εργασίες επισκευής κυλινδροκεφαλής, αλλά αυτό δεν συνιστάται, διαφορετικά μπορεί να υπάρξουν αρνητικές συνέπειες.
- Η κυλινδροκεφαλή μπορεί να αλλάξει σχήμα, με αποτέλεσμα να διακυβεύεται η στεγανοποίηση των βαλβίδων και του θαλάμου καύσης.
- Λόγω ακατάλληλης θέρμανσης, η κυλινδροκεφαλή θα καταστεί άχρηστη.
- Είναι δυνατός ο σχηματισμός ρωγμών και μικρορωγμών, με τις οποίες η σωστή λειτουργία του κινητήρα θα καταστεί αδύνατη.
Οι εργασίες επισκευής σε μη αφαιρούμενα στοιχεία στο σπίτι μπορεί να οδηγήσουν στην ανάγκη αγοράς νέας κυλινδροκεφαλής. Κανείς δεν λέει ότι ένας ικανός ειδικός δεν μπορεί να επισκευάσει ένα από αυτά τα εξαρτήματα, αλλά αυτό δεν είναι πάντα δυνατό.
Διαγνωστικά και συντήρηση
Αργά ή γρήγορα, οποιοσδήποτε μηχανισμός σε ένα όχημα θα απαιτήσει διάγνωση και συντήρηση· η κυλινδροκεφαλή δεν αποτελεί εξαίρεση στον κανόνα. Σε αυτό το θέμα, το κύριο καθήκον του ιδιοκτήτη του οχήματος είναι να διαγνώσει περιοδικά εκείνα τα στοιχεία που συνήθως αποτυγχάνουν.
- Βαλβίδες και στεγανοποιήσεις τους.
- Στεγανοποιητικό παρέμβυσμα.
Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στη φλάντζα· εάν είναι φθαρμένη, τα υγρά εργασίας μπορεί να αναμειχθούν, γεγονός που θα οδηγήσει σε βλάβη του κινητήρα. Εάν εισέλθει ψυκτικό στο λάδι εργασίας, θα σχηματίσει φυσαλίδες. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό θα καταστήσει αδύνατη την εκκίνηση του κινητήρα. Σε αυτή την περίπτωση, το κύριο σήμα θα είναι ο αισθητήρας θερμοκρασίας, ο οποίος θα υποδεικνύει το βρασμό του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Μπορείτε επίσης να αξιολογήσετε την κατάσταση αφαιρώντας τα μπουζί. Γιατί είναι απαραίτητες οι επισκευές; Τις περισσότερες φορές, η αποσυναρμολόγηση της κυλινδροκεφαλής δεν μπορεί να αποφευχθεί στις ακόλουθες περιπτώσεις.
- Το ύψος της κυλινδροκεφαλής έχει αλλάξει.
- Υπήρχε ανάγκη να πιέσουν προς τα έξω τις βαλβίδες και τα καθίσματα.
- Μία ή περισσότερες βαλβίδες έχουν σταματήσει να λειτουργούν και πρέπει να αντικατασταθούν.
- Το κάλυμμα χρειάζεται τρίψιμο.
- Η φλάντζα στεγανοποίησης πρέπει να αντικατασταθεί.
- Είναι απαραίτητο να απαλλαγούμε από μικρορωγμές.
Εάν καταλαβαίνετε σε τι θα οδηγήσει κάθε βήμα και έχετε τα απαραίτητα εργαλεία, μπορείτε να κάνετε εργασίες επισκευής κυλινδροκεφαλής στο σπίτι, αλλά ακόμη και ο εξοπλισμός πιο υψηλής τεχνολογίας στα χέρια ενός άπειρου ιδιοκτήτη δεν θα βοηθήσει στην επίλυση του προβλήματος.
Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, αφήστε τις στα σχόλια κάτω από το άρθρο. Εμείς ή οι επισκέπτες μας θα χαρούμε να τους απαντήσουμε
Ο όρος κινητήρας "short block" χρησιμοποιείται συχνότερα όταν τα πράγματα είναι πολύ άσχημα και λιγότερο συχνά όταν θέλετε κάτι καινούργιο. Ας εξηγήσουμε: ένα κοντό μπλοκ κινητήρα είναι ένα σύνολο από ένα μπλοκ κυλίνδρων κινητήρα και έναν αριθμό εξαρτημάτων κινητήρα, το οποίο απαιτείται συχνότερα όταν το έμβολο είναι φθαρμένο ως αιτία δαπανηρών επισκευών. Είναι το κοντό μπλοκ που είναι μια εξαιρετική εναλλακτική για την αγορά ενός ολόκληρου κινητήρα, καθώς όταν φθείρεται η ομάδα εμβόλων, πολλά εξαρτήματα του κινητήρα στην πραγματικότητα δεν φθείρονται και δεν χρειάζονται αντικατάσταση, επομένως για πολλούς δεν έχει νόημα να αγοράσουν ένα πλήρες συγκρότημα κινητήρα και το κοντό μπλοκ είναι ειδικά σχεδιασμένο έτσι ώστε να περιλαμβάνει μόνο τα βασικά ανταλλακτικά. Η δεύτερη περίπτωση (όταν θέλετε κάτι νέο) είναι όταν ένα κοντό μπλοκ δεν είναι απλώς μια εναλλακτική λύση στο συγκρότημα του κινητήρα, αλλά ένα μέσο βελτίωσης της δυναμικής του αυτοκινήτου - ένα τέτοιο κοντό μπλοκ μπορεί να έχει κυλίνδρους με έμβολα μεγαλύτερης διαμέτρου.
Ένας κινητήρας κοντού μπλοκ περιλαμβάνει συνήθως έμβολα με δακτυλίους (που έχουν ήδη πιεστεί στο μπλοκ κυλίνδρων), μπιέλες και στροφαλοφόρο άξονα. Τα κοντά μπλοκ απαιτούν πάντα την εγκατάσταση πρόσθετων εσωτερικών εξαρτημάτων, τα οποία περιλαμβάνουν (αλλά δεν περιορίζονται σε):
- ΑΝΤΛΙΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ,
- λαδόκολα,
- μια πολλαπλή εξαγωγής,
- κυλινδροκεφαλή (κυλινδροκεφαλή),
- παρεμβύσματα
Ωστόσο, το κοντό μπλοκ διαφέρει από το κοντό μπλοκ και το σύνολο ορισμένων εξαρτημάτων εξαρτάται από το μοντέλο του κινητήρα και το αυτοκίνητο. Πολλά κοντά μπλοκ είναι διαθέσιμα με εκκεντροφόρους άξονες και πολλά πρόσθετα εξαρτήματα (συμπεριλαμβανομένων παρεμβυσμάτων, μικρού αριθμού αισθητήρων).
Κοντό μπλοκ κινητήρα 4 κυλίνδρων με σετ εμβόλων, μπιέλες και στροφαλοφόρου άξονα
Αλλά υπάρχει επίσης ένα λεγόμενο μακρύ μπλοκ - αυτό είναι ένα βελτιωμένο και πιο πλήρες κοντό μπλοκ, το οποίο περιλαμβάνει, εκτός από αυτό με το οποίο είναι εξοπλισμένο το κοντό μπλοκ, μια κυλινδροκεφαλή, μια λεκάνη λαδιού, μια πολλαπλή εξαγωγής, ένα κάλυμμα βαλβίδας και μια σειρά από άλλα μέρη. Στην πραγματικότητα, το μακρύ μπλοκ είναι σχεδόν ένας πλήρης κινητήρας.
Η κατασκευή πολιτικών μηχανών είναι μια πολύ συντηρητική βιομηχανία. Όλοι οι ίδιοι στρόφαλος, έμβολα, κύλινδροι, βαλβίδες όπως πριν από 100 χρόνια. Καταπληκτικά σχέδια χωρίς στροφάλου, αξονικά και άλλα δεν θέλουν να εφαρμοστούν, αποδεικνύοντας την μη πρακτικότητά τους. Ακόμη και ο κινητήρας Wankel, η μεγάλη ανακάλυψη της δεκαετίας του εξήντα, ανήκει ουσιαστικά στο παρελθόν.
Όλες οι σύγχρονες «καινοτομίες», αν κοιτάξετε προσεκτικά, είναι απλώς η εισαγωγή τεχνολογιών αγώνων πριν από πενήντα χρόνια, καρυκευμένες με ηλεκτρονικά φθηνά στην παραγωγή για πιο ακριβή έλεγχο του υλικού. Η πρόοδος στην κατασκευή κινητήρων εσωτερικής καύσης είναι πιο πιθανή στη συνέργεια μικρών αλλαγών παρά σε παγκόσμιες ανακαλύψεις.
Και φαίνεται αμαρτία να παραπονιόμαστε. Αυτή τη φορά δεν θα μιλήσουμε για αξιοπιστία και δυνατότητα συντήρησης, αλλά η ισχύς, η καθαριότητα και η απόδοση των σύγχρονων κινητήρων θα φαινόταν αληθινό θαύμα για ένα άτομο από τη δεκαετία του εβδομήντα. Τι κι αν κάνουμε πίσω μερικές δεκαετίες ακόμα;
Πριν από εκατό χρόνια, οι κινητήρες εξακολουθούσαν να είναι καρμπυρατέρ, με μαγνητοανάφλεξη, συνήθως χαμηλής βαλβίδας ή ακόμα και με «αυτόματη» βαλβίδα εισαγωγής... Και δεν σκέφτονταν καν την υπερτροφοδότηση. Και οι παλιοί, παλιοί κινητήρες δεν είχαν ένα εξάρτημα που είναι πλέον το κύριο συστατικό τους - το μπλοκ κυλίνδρων.
Πριν την εφαρμογή του μπλοκ
Οι πρώτες μηχανές είχαν στροφαλοθάλαμο και κύλινδρο (ή πολλούς κυλίνδρους), αλλά δεν είχαν μπλοκ. Θα εκπλαγείτε, αλλά η βάση της κατασκευής - ο στροφαλοθάλαμος - ήταν συχνά διαρροή, τα έμβολα και οι μπιέλες ήταν ανοιχτά σε όλους τους ανέμους και λιπάνονταν από ένα δοχείο λαδιού χρησιμοποιώντας τη μέθοδο σταγόνας. Και η ίδια η λέξη "στροφαλοθάλαμος" είναι δύσκολο να εφαρμοστεί σε ένα σχέδιο που διατηρεί τη σχετική θέση του στροφαλοφόρου άξονα και του κυλίνδρου με τη μορφή ανοιγόμενων βραχιόνων.
Για σταθερούς και θαλάσσιους κινητήρες, ένα παρόμοιο σχέδιο παραμένει μέχρι σήμερα, αλλά οι κινητήρες εσωτερικής καύσης των αυτοκινήτων εξακολουθούσαν να χρειάζονται μεγαλύτερη στεγανότητα. Οι δρόμοι ήταν πάντα πηγή σκόνης, η οποία βλάπτει πολύ τα μηχανήματα.
Πρωτοπόρος στον τομέα της «στεγανοποίησης» θεωρείται η εταιρεία De Dion-Bouton, η οποία το 1896 λάνσαρε έναν κινητήρα με κυλινδρικό κλειστό στροφαλοθάλαμο, στο εσωτερικό του οποίου βρισκόταν μηχανισμός στροφάλου.
Είναι αλήθεια ότι ο μηχανισμός διανομής αερίου με τους έκκεντρους και τους ωθητές του εξακολουθούσε να βρίσκεται ανοιχτά - αυτό έγινε για λόγους καλύτερης ψύξης και επισκευής. Παρεμπιπτόντως, μέχρι το 1900, αυτή η γαλλική εταιρεία αποδείχθηκε ότι ήταν ο μεγαλύτερος κατασκευαστής αυτοκινήτων και κινητήρων εσωτερικής καύσης στον κόσμο, παράγοντας 3.200 κινητήρες και 400 αυτοκίνητα, επομένως ο σχεδιασμός είχε ισχυρή επιρροή στην ανάπτυξη της κατασκευής κινητήρων.
...και μετά εμφανίζεται ο Χένρι Φορντ
Το πρώτο σχέδιο μαζικής παραγωγής με συμπαγές μπλοκ κυλίνδρων εξακολουθεί να παραμένει ένα από τα πιο μαζικής παραγωγής αυτοκίνητα στην ιστορία. Το Model T Ford, που κυκλοφόρησε το 1908, είχε τετρακύλινδρο κινητήρα, με κυλινδροκεφαλή από χυτοσίδηρο, ποδοβαλβίδες, χυτοσίδηρο έμβολα και μπλοκ κυλίνδρων - πάλι από χυτοσίδηρο. Ο όγκος του κινητήρα ήταν αρκετά "ενήλικος" για εκείνη την εποχή, 2,9 λίτρα και η ισχύς ήταν 20 ίπποι. Με. Για πολύ καιρό θεωρήθηκε αρκετά αξιόλογος δείκτης.
Πιο ακριβά και πολύπλοκα σχέδια εκείνα τα χρόνια έφεραν ξεχωριστούς κυλίνδρους και έναν στροφαλοθάλαμο στον οποίο ήταν στερεωμένοι. Οι κεφαλές των κυλίνδρων ήταν συχνά μεμονωμένες και ολόκληρη η δομή της κυλινδροκεφαλής και του ίδιου του κυλίνδρου ήταν στερεωμένα στον στροφαλοθάλαμο με καρφιά. Μετά την εμφάνιση μιας τάσης προς μεγαλύτερα εξαρτήματα, ο στροφαλοθάλαμος παρέμενε συχνά ξεχωριστό μέρος, αλλά τα μπλοκ δύο ή τριών κυλίνδρων εξακολουθούσαν να αφαιρούνται.
Τι νόημα έχει ο διαχωρισμός των κυλίνδρων;
Ο σχεδιασμός με μεμονωμένους αφαιρούμενους κυλίνδρους φαίνεται λίγο ασυνήθιστος τώρα, αλλά πριν από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, παρά τις καινοτομίες του Henry Ford, ήταν ένα από τα πιο κοινά σχήματα. Σε κινητήρες αεροσκαφών και αερόψυκτες μηχανές διατηρήθηκε μέχρι σήμερα. Και η Porsche 911 series 993 "boxer air" δεν είχε κανένα μπλοκ κυλίνδρων μέχρι το 1998. Γιατί λοιπόν να χωρίσετε τους κυλίνδρους;
Ένας κύλινδρος με τη μορφή ξεχωριστού τμήματος είναι πραγματικά πολύ βολικός. Μπορεί να κατασκευαστεί από χάλυβα ή οποιοδήποτε άλλο κατάλληλο υλικό, όπως μπρούτζο ή χυτοσίδηρο. Η εσωτερική επιφάνεια μπορεί να επικαλυφθεί με ένα στρώμα χρωμίου ή κραμάτων που περιέχουν νικέλιο, καθιστώντας την πολύ σκληρή εάν είναι απαραίτητο. Και στο εξωτερικό, δημιουργήστε ένα ανεπτυγμένο τζάκετ για ψύξη αέρα. Η μηχανική επεξεργασία ενός σχετικά συμπαγούς συγκροτήματος θα είναι ακριβής ακόμη και σε αρκετά απλά μηχανήματα και με καλούς υπολογισμούς στερέωσης, οι θερμικές παραμορφώσεις θα είναι ελάχιστες. Μπορείτε να κάνετε γαλβανική επιφανειακή επεξεργασία, αφού το τμήμα είναι μικρό. Εάν ένας τέτοιος κύλινδρος έχει φθορά ή άλλη ζημιά, μπορεί να αφαιρεθεί από το στροφαλοθάλαμο του κινητήρα και να τοποθετηθεί ένας νέος.
Υπάρχουν επίσης πολλά μειονεκτήματα. Εκτός από την υψηλότερη τιμή και τις υψηλές απαιτήσεις για την ποιότητα κατασκευής κινητήρων με χωριστούς κυλίνδρους, ένα σοβαρό μειονέκτημα είναι η χαμηλή ακαμψία ενός τέτοιου σχεδιασμού. Αυτό σημαίνει αυξημένα φορτία και φθορά της ομάδας εμβόλων. Και ο συνδυασμός της "αρχής διαχωρισμού" με την υδρόψυξη δεν είναι πολύ βολικός.
Οι κινητήρες με χωριστούς κυλίνδρους έφυγαν από το mainstream εδώ και πολύ καιρό - τα μειονεκτήματα τα ξεπέρασαν. Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του '30, τέτοια σχέδια δεν υπήρχαν σχεδόν ποτέ στην αυτοκινητοβιομηχανία. Μια ποικιλία συνδυασμένων σχεδίων - για παράδειγμα, με μπλοκ αρκετών κυλίνδρων, κοινό στροφαλοθάλαμο και κυλινδροκεφαλή - συναντήθηκαν σε πολυτελή αυτοκίνητα μικρής κλίμακας με κινητήρες κυβισμού (μπορείτε να θυμηθείτε τη μισοξεχασμένη μάρκα Delage), αλλά μέχρι το τέλος της δεκαετίας του '30 όλα έσβησαν.
Νίκη της ολοσίδερου κατασκευής
Ο σχεδιασμός που γνωρίζουμε σήμερα έχει κερδίσει χάρη στην απλότητα και το χαμηλό κόστος κατασκευής του. Μια μεγάλη χύτευση από φθηνό και ανθεκτικό υλικό μετά από ακριβή κατεργασία εξακολουθεί να είναι φθηνότερη και πιο αξιόπιστη από τους μεμονωμένους κυλίνδρους και την προσεκτική συναρμολόγηση ολόκληρης της δομής. Και στους κινητήρες με χαμηλότερη βαλβίδα, οι βαλβίδες και ο εκκεντροφόρος βρίσκονται ακριβώς εκεί στο μπλοκ, γεγονός που απλοποιεί περαιτέρω τη σχεδίαση.
Το χιτώνιο του συστήματος ψύξης χυτεύτηκε με τη μορφή κοιλοτήτων στο μπλοκ. Για ειδικές περιπτώσεις, ήταν δυνατή η χρήση χωριστών επενδύσεων κυλίνδρων, αλλά ο κινητήρας στο Ford T δεν είχε τέτοιες απολαύσεις. Τα έμβολα από χυτοσίδηρο με χαλύβδινους δακτυλίους συμπίεσης δούλευαν απευθείας πάνω στον κύλινδρο από χυτοσίδηρο. Και παρεμπιπτόντως, ο δακτύλιος ξύστρας λαδιού στη συνηθισμένη μας μορφή δεν ήταν εκεί· ο ρόλος του έπαιζε ο κάτω τρίτος δακτύλιος συμπίεσης, που βρίσκεται κάτω από τον πείρο του εμβόλου.
Αυτός ο σχεδιασμός "από χυτοσίδηρο" έχει αποδείξει την αξιοπιστία και την κατασκευαστική του ικανότητα για πολλά χρόνια παραγωγής. Και υιοθετήθηκε από τη Ford από τέτοιους μαζικούς παραγωγούς όπως η GM για πολλά χρόνια ακόμα.
Είναι αλήθεια ότι η χύτευση μπλοκ με μεγάλο αριθμό κυλίνδρων αποδείχθηκε μια τεχνολογικά δύσκολη εργασία και πολλοί κινητήρες είχαν δύο ή τρία μισά μπλοκ με πολλούς κυλίνδρους σε καθένα. Έτσι, τα εν σειρά "εξάρια" της δεκαετίας του '30 είχαν μερικές φορές δύο τρικύλινδρα ημι-μπλοκ, και τα "οκτώ" σε σειρά κατασκευάζονταν ακόμη περισσότερο σύμφωνα με αυτό το σχέδιο. Για παράδειγμα, ο πιο ισχυρός κινητήρας Duesenberg Model J κατασκευάστηκε ακριβώς με αυτόν τον τρόπο: δύο μισά τετράγωνα καλύφθηκαν με μία μόνο κεφαλή.
Ωστόσο, στις αρχές της δεκαετίας του σαράντα, η πρόοδος κατέστησε δυνατή τη δημιουργία συμπαγών μπλοκ αυτού του μήκους. Για παράδειγμα, το μπλοκ "Flathead" της Chevrolet Straight-8 ήταν ήδη συμπαγές, γεγονός που μείωσε το φορτίο στον στροφαλοφόρο άξονα.
Αρκετά καλή λύση ήταν και τα μαντεμένια μανίκια σε μαντέμι. Ο υψηλής αντοχής κράμα ανθεκτικός στα χημικά χυτοσίδηρος ήταν πιο ακριβός από το συνηθισμένο και δεν είχε νόημα να χυθεί ένα ολόκληρο μεγάλο μπλοκ από αυτό. Αλλά ένα σχετικά μικρό "υγρό" ή "στεγνό" μανίκι αποδείχθηκε μια καλή επιλογή.
Ο θεμελιώδης σχεδιασμός των κινητήρων, που κατακτήθηκε στα προπολεμικά χρόνια, δεν έχει αλλάξει για πολλές δεκαετίες στη σειρά. Τα μπλοκ κυλίνδρων πολλών σύγχρονων κινητήρων είναι χυτευμένα από γκρι χυτοσίδηρο, μερικές φορές με ένθετα υψηλής αντοχής στην περιοχή του πάνω νεκρού κέντρου. Για παράδειγμα, το μπλοκ από χυτοσίδηρο έχει ένα εντελώς σύγχρονο Renault Kaptur με κινητήρα F4R, για τη συντήρηση του οποίου μιλάμε. Ο χυτοσίδηρος είναι καλός, ειδικότερα, επειδή ένα μπλοκ κατασκευασμένο από αυτό μπορεί εύκολα να επισκευαστεί με τρυπητές κυλίνδρους μεγαλύτερης διαμέτρου. Εκτός, φυσικά, εάν ο κατασκευαστής παράγει έμβολα μεγέθους "επισκευής".
Είναι αλήθεια ότι με τα χρόνια τα μπλοκ γίνονται όλο και πιο «ανοιχτά» και λιγότερο μαζικά. Είναι δύσκολο να βρούμε αριθμούς για πρώιμα μπλοκ, αλλά ας πάρουμε δύο οικογένειες κινητήρων με διαφορά λίγο πάνω από 10 χρόνια. Για το μπλοκ της σειράς GM Gen II στα μέσα της δεκαετίας του '90, το πάχος τοιχώματος των κινητήρων κυμαινόταν από 5 έως 9 mm. Το σύγχρονο VW EA888 του τέλους της δεκαετίας του 2000 έχει ήδη από 3 έως 5. Αλλά ξεκάθαρα προλαβαίνουμε...
Κάνοντας το μπλοκ ελαφρύτερο
Η αραίωση των τοίχων, κάτι που κάνουν με όλες τους τις δυνάμεις οι σχεδιαστές τα τελευταία χρόνια, δεν είναι, όπως καταλαβαίνετε, ο μόνος τρόπος για να μειώσετε το βάρος του μπλοκ. Στη δεκαετία του 20-30, σκέφτονταν πολύ λιγότερο την εξοικονόμηση βάρους και καυσίμου από ό,τι τώρα, αλλά έγιναν οι πρώτες απόπειρες ελάφρυνσης. Και ακόμη και τότε σκέφτηκαν να χρησιμοποιήσουν αλουμίνιο.
Στα αγωνιστικά και σπορ αυτοκίνητα εκείνης της εποχής, θα μπορούσε κανείς να βρει μια συμβίωση αλουμινένιου στροφαλοθαλάμου και κυλινδροκεφαλής με μπλοκ κυλίνδρων από χυτοσίδηρο. Στη συνέχεια, η πρόοδος στη μεταλλουργία κατέστησε δυνατή τη δημιουργία μιας πιο βολικής εκδοχής μιας τέτοιας συμβίωσης. Το μπλοκ κυλίνδρων παρέμεινε συμπαγές, αλλά χυτεύτηκε από αλουμίνιο, το οποίο μείωσε το βάρος του κατά τρεις έως τέσσερις φορές, μεταξύ άλλων λόγω των καλύτερων ιδιοτήτων χύτευσης του μετάλλου. Οι ίδιοι οι κύλινδροι κατασκευάστηκαν με τη μορφή μανικιών από χυτοσίδηρο, τα οποία πιέζονταν στο μπλοκ.
Τα φυσίγγια χωρίστηκαν σε "ξηρά" και "υγρή"· η διαφορά είναι γενικά σαφής από το όνομα. Σε μπλοκ με στεγνή επένδυση, εισήχθη σε έναν κύλινδρο αλουμινίου (ή χυτεύτηκε ένα μπλοκ γύρω του) με προσαρμογή παρεμβολής και μια "υγρή" επένδυση απλά στερεώθηκε στο μπλοκ με το κάτω άκρο του και κατά την εγκατάσταση του κυλίνδρου κεφάλι, η κοιλότητα γύρω του μετατράπηκε σε ένα τζάκετ ψύξης. Η δεύτερη επιλογή αποδείχθηκε πιο ελπιδοφόρα εκείνη την εποχή, καθώς απλοποίησε τη χύτευση και μείωσε τη μάζα των εξαρτημάτων. Αλλά αργότερα, οι αυξανόμενες απαιτήσεις για δομική ακαμψία, καθώς και η πολυπλοκότητα της συναρμολόγησης τέτοιων κινητήρων, άφησαν αυτή την τεχνολογία «στη θάλασσα» από την πρόοδο.
Τα στεγνά μανίκια σε μπλοκ αλουμινίου εξακολουθούν να είναι η πιο κοινή επιλογή για την κατασκευή εξαρτημάτων. Και ένα από τα πιο επιτυχημένα, επειδή το χιτώνιο από χυτοσίδηρο είναι κατασκευασμένο από υψηλής ποιότητας κράμα χυτοσίδηρου, το μπλοκ αλουμινίου είναι άκαμπτο και ελαφρύ. Επιπλέον, θεωρητικά, αυτό το σχέδιο είναι επίσης επισκευάσιμο, όπως τα μπλοκ από χυτοσίδηρο. Άλλωστε, ένα φθαρμένο μανίκι μπορεί να «βγάλει» και να πατήσει ένα καινούργιο.
Τι έπεται?
Η μόνη θεμελιωδώς νέα τεχνολογία τα τελευταία χρόνια είναι ακόμη πιο ελαφριά μπλοκ με τον ψεκασμό ενός εξαιρετικά ισχυρού και εξαιρετικά λεπτού στρώματος στην εσωτερική επιφάνεια των κυλίνδρων. Έχω ήδη γράψει λεπτομερώς για, και ακόμη και για παρόμοιες δομές - δεν έχει νόημα να επαναλάβω τον εαυτό μου. Εννοιολογικά, έχουμε τον ίδιο κινητήρα εσωτερικής καύσης της δεκαετίας του 1930. Και υπάρχει κάθε λόγος να πιστεύουμε ότι μέχρι το τέλος της «εποχής της εσωτερικής καύσης», όταν τα ηλεκτρικά οχήματα θα καρποφορήσουν, οι κινητήρες που λειτουργούν με υγρούς υδρογονάνθρακες θα παραμείνουν περίπου οι ίδιοι.
Μπλοκ κυλίνδρων
Το μπλοκ κυλίνδρων ή ο στροφαλοθάλαμος είναι ο πυρήνας του κινητήρα. Οι κύριοι μηχανισμοί και τα μέρη των συστημάτων κινητήρα βρίσκονται σε αυτό και μέσα σε αυτό. Το μπλοκ κυλίνδρων μπορεί να χυτευθεί από γκρι χυτοσίδηρο (κινητήρες αυτοκινήτων ZIL-130, MA3-5335, KamAE-5320) ή από κράμα αλουμινίου (κινητήρες GAZ-24 Volga, GAE-53A, κ.λπ.). Ένα οριζόντιο χώρισμα χωρίζει το μπλοκ κυλίνδρων σε πάνω και κάτω μέρη. Στο επάνω επίπεδο του μπλοκ και στο οριζόντιο χώρισμα, ανοίγονται τρύπες για την τοποθέτηση κυλινδρικών επενδύσεων. Στον κύλινδρο, που καθοδηγεί την κίνηση του εμβόλου, εμφανίζεται ο κύκλος λειτουργίας του κινητήρα. Τα μανίκια μπορεί να είναι βρεγμένα ή στεγνά. Μια επένδυση κυλίνδρου ονομάζεται υγρή εάν πλένεται από το ψυκτικό υγρό και στεγνή εάν δεν έρχεται σε άμεση επαφή με το ψυκτικό.
Ρύζι. 1. Μπλοκ κυλίνδρων και κεφαλή μπλοκ κινητήρα σχήματος V: 1 - μπλοκ κυλίνδρων. 2 - φλάντζα κεφαλής. 3 - θάλαμος καύσης. 4 - κεφαλή μπλοκ. 5 - επένδυση κυλίνδρου. 6 - δακτύλιος στεγανοποίησης. 7 - καρφιά
Οι κύλινδροι μπορούν να χυτευθούν από γκρι χυτοσίδηρο μαζί με τα τοιχώματα του χιτωνίου νερού με τη μορφή ενός μπλοκ ή με τη μορφή χωριστών μανικιών εγκατεστημένων στο μπλοκ. Οι κινητήρες με κυλίνδρους κατασκευασμένους με τη μορφή αντικαταστάσιμων υγρών επενδύσεων επισκευάζονται και λειτουργούν ευκολότερα (κινητήρες GAZ-24 Volga, GAE-53A, ZIL-130, MA3-5335, KamAZ-5320, κ.λπ.).
Η εσωτερική επιφάνεια του κυλίνδρου, μέσα στην οποία κινείται το έμβολο, ονομάζεται κάτοπτρο του κυλίνδρου. Υποβάλλεται σε προσεκτική επεξεργασία για τη μείωση της τριβής καθώς κινείται στον κύλινδρο και τους δακτυλίους του εμβόλου και συχνά σκληραίνει για να βελτιωθεί η αντοχή στη φθορά και η ανθεκτικότητα. Οι επενδύσεις των κυλίνδρων τοποθετούνται έτσι ώστε το ψυκτικό υγρό να μην διεισδύει σε αυτές ή στο κάρτερ και τα αέρια να μην διαφεύγουν από τον κύλινδρο. Είναι επίσης απαραίτητο να προβλεφθεί η δυνατότητα αλλαγής του μήκους των επενδύσεων ανάλογα με τη θερμοκρασία του κινητήρα. Για να σταθεροποιηθεί η κατακόρυφη θέση των επενδύσεων, διαθέτουν ειδικό κολάρο για να στηρίζεται στο μπλοκ κυλίνδρων και τους ιμάντες τοποθέτησης. Οι υγρές επενδύσεις στο κάτω μέρος σφραγίζονται με ελαστικούς δακτυλίους που τοποθετούνται στις αυλακώσεις του μπλοκ κυλίνδρων (κινητήρες του αυτοκινήτου KamaE-5320), στις αυλακώσεις των επενδύσεων (κινητήρες των αυτοκινήτων MA3-5335, ZIL-130 κ.λπ. ), ή χάλκινες φλάντζες δακτυλίου τοποθετημένες μεταξύ του μπλοκ και της επιφάνειας στήριξης του κάτω ιμάντα της επένδυσης (κινητήρες GAZ -24 Volga, GAE -53A, κ.λπ.). Το άνω άκρο της επένδυσης προεξέχει πάνω από το επίπεδο του μπλοκ κυλίνδρων κατά 0,02-0,16 mm, γεγονός που συμβάλλει στην καλύτερη συμπίεση της φλάντζας κεφαλής και στην αξιόπιστη σφράγιση της επένδυσης, του μπλοκ και της κυλινδροκεφαλής.
Ρύζι. 2. Διαγράμματα κυλίνδρων κινητήρα: α - χωρίς επενδύσεις, αλλά με κοντό ένθετο (αυτοκίνητα ZIL -157 K, GAZ -52-04). b και c - με "υγρό" μανίκι (ντίζελ YAMZ-2E6 και KamAZ-5320). d - με ένα "υγρό" μανίκι στο οποίο πιέζεται ένα κοντό ένθετο (στο GAZ -24 Volga, GAZ -5EA, ZIL -130, κ.λπ.). 1 - μπλοκ κυλίνδρων 2 g - μπουφάν νερού. 3 - ένθετο? 4, 5 έως 6 - επενδύσεις κυλίνδρων. 7 - δακτύλιοι στεγανοποίησης (καουτσούκ ή χαλκός, τοποθετημένοι κάτω από το γιακά)
Κατά τη λειτουργία του κινητήρα, το μείγμα εργασίας καίγεται στο πάνω μέρος των κυλίνδρων. Η καύση συνοδεύεται από την απελευθέρωση προϊόντων οξείδωσης, τα οποία προκαλούν διάβρωση των κυλίνδρων. Για να αυξηθεί η αντοχή στη φθορά των κυλίνδρων, ορισμένοι κινητήρες χρησιμοποιούν ένθετα από αντιδιαβρωτικό χυτοσίδηρο. Πιέζονται στο μπλοκ κυλίνδρων (κινητήρες αυτοκινήτων ZIL-130K, GAZ-52-04) ή σε χιτώνια κυλίνδρων (κινητήρες GAZ-24 Volga, GAZ-bZA, ZIL-130, κ.λπ.). Αυτό περιπλέκει την τεχνολογία κατασκευής κινητήρα. Στο μέλλον, οι σχεδιαστές σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν ειδικά μέταλλα, τα οποία θα εξαλείψουν τη χρήση ενθέτων σε κυλίνδρους.
Τα εγκάρσια κατακόρυφα χωρίσματα μέσα στο μπλοκ κυλίνδρων, μαζί με το μπροστινό και το πίσω τοίχωμα, παρέχουν την απαραίτητη αντοχή και ακαμψία. Σε αυτά τα χωρίσματα, καθώς και στα μπροστινά και πίσω τοιχώματα του μπλοκ, οι υποδοχές έχουν τρυπηθεί για τα πάνω μισά των κύριων ρουλεμάν στροφαλοφόρου άξονα. Τα κάτω μισά των κύριων ρουλεμάν στεγάζονται σε καπάκια στερεωμένα στο μπλοκ με καρφιά ή μπουλόνια.
Σε κινητήρες σχήματος V, μία από τις σειρές του μπλοκ κυλίνδρων είναι ελαφρώς μετατοπισμένη σε σχέση με την άλλη, γεγονός που προκαλείται από τη θέση δύο ράβδων σύνδεσης στον στροφαλοφόρο άξονα του στροφαλοφόρου άξονα: μία για το δεξί και η άλλη για τα αριστερά μπλοκ . Έτσι, στους κινητήρες σχήματος V των αυτοκινήτων GAZ -53A, το αριστερό μπλοκ κυλίνδρων μετατοπίζεται προς τα εμπρός (κατά μήκος της διαδρομής του οχήματος) κατά 24 mm και στα αυτοκίνητα ZIL -130 - κατά 29 mm σε σχέση με το δεξί μπλοκ. Η αρίθμηση των κυλίνδρων υποδεικνύεται πρώτα για το δεξί μπλοκ κυλίνδρων (κατά την κατεύθυνση του αυτοκινήτου) και μετά για το αριστερό: ο κύλινδρος που βρίσκεται πιο κοντά στον ανεμιστήρα είναι ο αριθμός ένα κ.λπ.
Ο κύλινδρος με την κεφαλή χρησιμεύει ως χώρος όπου λαμβάνει χώρα η διαδικασία εργασίας του κινητήρα. Τα τοιχώματα του κυλίνδρου κατευθύνουν την κίνηση του εμβόλου.
Το μπλοκ κυλίνδρων είναι η συνολική χύτευση στην οποία βρίσκονται οι κύλινδροι. Οι εν σειρά κινητήρες έχουν ένα τμήμα του μπλοκ κυλίνδρων, ενώ οι κινητήρες σχήματος V έχουν δύο τμήματα (δεξιά και αριστερά), που ενώνονται με έναν κοινό στροφαλοθάλαμο. Το μπλοκ κυλίνδρων κατασκευάζεται μαζί με τον στροφαλοθάλαμο. Αυτή η χύτευση, που ονομάζεται στροφαλοθάλαμος, χρησιμεύει για τη στερέωση και τη συναρμολόγηση όλων των μηχανισμών και συσκευών του κινητήρα.
Ο στροφαλοθάλαμος είναι χυτός από χυτοσίδηρο ή κράμα αλουμινίου.
Σε κινητήρες σε σειρά, όταν φτιάχνουμε ένα μπλοκ από χυτοσίδηρο, οι κύλινδροι χυτεύονται μαζί με το μπλοκ. Η εσωτερική επιφάνεια εργασίας των κυλίνδρων 6, προσεκτικά επεξεργασμένη και γυαλισμένη, ονομάζεται καθρέφτης κυλίνδρου. Μεταξύ των τοιχωμάτων του κυλίνδρου και των εξωτερικών τοιχωμάτων του μπλοκ υπάρχει μια κοιλότητα 8, η οποία είναι γεμάτη με νερό που ψύχει τον κινητήρα και ονομάζεται χιτώνιο νερού.
Στην περίπτωση χύτευσης του στροφαλοθαλάμου από κράμα αλουμινίου, καθώς και με μπλοκ από χυτοσίδηρο για κινητήρες σχήματος V, οι κύλινδροι κατασκευάζονται με τη μορφή χωριστών επενδύσεων από χυτοσίδηρο που είναι εγκατεστημένες στις οπές των άνω και κάτω χωρισμάτων του ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΟ ΤΕΤΡΑΓΩΝΟ. Στο μπλοκ, το χιτώνιο στερεώνεται με ένα πάνω ή κάτω κολάρο που ταιριάζει στις εσοχές των χωρισμάτων του μπλοκ και συσφίγγεται από μια κεφαλή τοποθετημένη στην κορυφή του μπλοκ σε μια φλάντζα.
Το μανίκι έρχεται σε άμεση επαφή με το νερό που κυκλοφορεί στο χιτώνιο και ονομάζεται «υγρό». Σε αυτή την περίπτωση, το χιτώνιο σφραγίζεται αξιόπιστα στο κάτω χώρισμα του μπλοκ χρησιμοποιώντας ένα χάλκινο ή λαστιχένιο δακτύλιο ή αρκετούς ελαστικούς δακτυλίους που είναι εγκατεστημένοι κάτω στις αυλακώσεις στο χιτώνιο.
Οι κοντές επενδύσεις από ειδικό ανθεκτικό στη φθορά αντιδιαβρωτικό χυτοσίδηρο πιέζονται συνήθως στο πάνω μέρος των κυλίνδρων ή των χιτωνίων, που είναι περισσότερο εκτεθειμένα στις υψηλές θερμοκρασίες και στις διαβρωτικές επιδράσεις των καυσαερίων, για να αυξηθεί η διάρκεια ζωής του κινητήρα κυλίνδρους.
Με διάταξη κάτω βαλβίδας, η μία πλευρά του μπλοκ κινητήρα έχει θύρες εισόδου και εξόδου και έδρες στις οποίες είναι εγκατεστημένες οι βαλβίδες. Στην ίδια πλευρά του μπλοκ υπάρχει ένας θάλαμος - ένα κιβώτιο βαλβίδων, στο οποίο βρίσκονται τα μέρη του μηχανισμού διανομής αερίου. Το κιβώτιο βαλβίδων κλείνει με ένα ή δύο καλύμματα.
Στην περίπτωση διάταξης βαλβίδας εναέριας στάθμης, οι ωθητές και οι ράβδοι του μηχανισμού διανομής αερίου βρίσκονται στον πλευρικό θάλαμο του μπλοκ ή και στα δύο τμήματα του σε σχέδιο σχήματος V.
Ένα κάλυμμα οδοντωτού τροχού χρονισμού, χυτοσίδηρο ή κράμα αλουμινίου, είναι στερεωμένο στο μπροστινό μέρος του στροφαλοθαλάμου. Ένα περίβλημα σφονδύλου από χυτοσίδηρο είναι στερεωμένο στο πίσω μέρος του στροφαλοθαλάμου. Τα στηρίγματα στροφαλοφόρου και εκκεντροφόρου βρίσκονται στα μπροστινά και πίσω τοιχώματα του στροφαλοθαλάμου και των εσωτερικών χωρισμάτων του.
Το άνω επίπεδο του κυλίνδρου ή κάθε τμήμα του σε σχέδιο σχήματος V επεξεργάζεται προσεκτικά και τοποθετείται πάνω του μια κοινή κεφαλή που καλύπτει τους κυλίνδρους από πάνω. Στην κεφαλή πάνω από τους κυλίνδρους υπάρχουν εσοχές που σχηματίζουν τους θαλάμους καύσης, και υπάρχει επίσης ένα χιτώνιο νερού που επικοινωνεί με το χιτώνιο νερού του μπλοκ. Με διάταξη βαλβίδας πάνω από την κεφαλή, η κυλινδροκεφαλή περιέχει επίσης έδρες βαλβίδων και χυτά στόμια εισαγωγής και εξαγωγής. Η κεφαλή έχει οπές με σπείρωμα για βίδωμα μπουζί.
Η κυλινδροκεφαλή των κινητήρων καρμπυρατέρ είναι χυτή από κράμα αλουμινίου. Μια τέτοια κεφαλή έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, με αποτέλεσμα να μειώνεται η θερμοκρασία του μείγματος εργασίας στους κυλίνδρους του κινητήρα στο τέλος των διαδρομών συμπίεσης. Αυτό καθιστά δυνατή την αύξηση της αναλογίας συμπίεσης του κινητήρα χωρίς την εμφάνιση εκρηκτικής καύσης του καυσίμου κατά τη λειτουργία του κινητήρα.
Ρύζι. 3. Σχήματα θαλάμων καύσης κινητήρα
Η κυλινδροκεφαλή είναι στερεωμένη στο μπλοκ με παξιμάδια σε καρφιά ή μπουλόνια. Ένα παρέμβυσμα στεγανοποίησης τοποθετείται μεταξύ του μπλοκ και της κεφαλής, εξαλείφοντας τη διέλευση αερίων από τους κυλίνδρους και τη διαρροή νερού από το χιτώνιο νερού στη διασταύρωση της κεφαλής και του μπλοκ. Το παρέμβυσμα είναι κατασκευασμένο από χαρτόνι αμιάντου επενδεδυμένο με λεπτό φύλλο χάλυβα, ή χαρτόνι αμιάντου εμποτισμένο με γραφίτη με μεταλλική μπορντούρα γύρω από τις άκρες και τις οπές. Από κάτω, ένα σφραγισμένο χαλύβδινο ταψί βιδώνεται στη φλάντζα του στροφαλοθαλάμου του κινητήρα σε μια φλάντζα στεγανοποίησης. Το επίπεδο του συνδετήρα του στροφαλοθαλάμου συμπίπτει με τον άξονα του στροφαλοφόρου άξονα ή βρίσκεται κάτω από αυτόν.
Με χαμηλότερη μονόδρομη κατακόρυφη διάταξη βαλβίδων, ο θάλαμος καύσης ενός κινητήρα καρμπυρατέρ μετατοπίζεται στο πλάι
βαλβίδες Αυτός ο θάλαμος καύσης μετατόπισης παρέχει καλό στροβιλισμό του μείγματος κατά τη συμπίεση και τις καλύτερες συνθήκες για την καύση του. Για τη μείωση του μήκους I του θαλάμου καύσης και τη βελτίωση των συνθηκών καύσης του μείγματος εργασίας, καθώς και για τη μείωση της αντίστασης στη ροή του μείγματος στην είσοδο στον κύλινδρο με έναν τέτοιο θάλαμο, η διάταξη των κάτω βαλβίδων είναι συνήθως χρησιμοποιείται, με κλίση προς τον άξονα του κυλίνδρου.
Με μια διάταξη άνω μονής σειράς βαλβίδων, ο θάλαμος καύσης στους κινητήρες καρμπυρατέρ έχει συνήθως σχήμα ημι-σφήνας, το οποίο παρέχει τις καλύτερες συνθήκες για την καύση του μείγματος εργασίας. Ο ημι-σφηνοειδής θάλαμος καύσης, λόγω της απλότητας του σχήματός του, μπορεί να κατεργαστεί εξ ολοκλήρου. Αυτό καθιστά δυνατή τη διασφάλιση της ακριβούς συμμόρφωσης με τον όγκο των θαλάμων καύσης σε όλους τους κυλίνδρους και την αύξηση της ομοιομορφίας της λειτουργίας του κινητήρα.
Και με τις δύο μορφές του θαλάμου καύσης, μέρος της επιφάνειάς του (εκτοπιστής) βρίσκεται κοντά στον πυθμένα του εμβόλου όταν είναι τοποθετημένο στο γ. Τέτοιοι εκτοπιστές συμβάλλουν στην καλύτερη κατανομή του όγκου του συμπιεσμένου μίγματος εργασίας και μειώνουν την πιθανότητα έκρηξης κατά την καύση του μείγματος.
Κατά την κατασκευή του στροφαλοθαλάμου, της κεφαλής και άλλων εξαρτημάτων (καλύμματα γραναζιών εκκεντροφόρου κ.λπ.) από κράματα αλουμινίου, το συνολικό βάρος του κινητήρα μειώνεται σημαντικά. Εάν χρησιμοποιούνται αφαιρούμενες επενδύσεις, είναι ευκολότερο να κατασκευάζονται στροφαλοθάλαμοι και πιο βολικό να επισκευάζονται οι κύλινδροι όταν είναι φθαρμένοι.
Στους κινητήρες ντίζελ, η πίεση του αερίου κατά την καύση είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι στους κινητήρες με καρμπυρατέρ, δηλαδή τα εξαρτήματα ντίζελ έχουν μεγαλύτερα φορτία, επομένως γίνονται πιο ανθεκτικά και άκαμπτα.
Το μπλοκ κυλίνδρων είναι κατασκευασμένο από χυτοσίδηρο, το οποίο είναι ιδιαίτερα ισχυρό και άκαμπτο. Αυτό επιτυγχάνεται από το σημαντικό πάχος των τοιχωμάτων του κυλίνδρου και του στροφαλοθαλάμου, την παρουσία μεγαλύτερου αριθμού νευρώσεων στο εσωτερικό του στροφαλοθαλάμου και τη μετατόπιση του επιπέδου διαχωρισμού του στροφαλοθαλάμου σημαντικά κάτω από τον άξονα του στροφαλοφόρου άξονα. Οι κύλινδροι του κινητήρα είναι εξοπλισμένοι με ξηρές επενδύσεις (δηλαδή που δεν έρχονται σε άμεση επαφή με το νερό), οι οποίες εισάγονται στους κυλίνδρους με διάτρηση του μπλοκ ή χρησιμοποιούνται υγρές επενδύσεις από ειδικό χυτοσίδηρο. Οι κυλινδροκεφαλές ντίζελ είναι κατασκευασμένες από χυτοσίδηρο, γεγονός που τις καθιστά επίσης ισχυρότερες και πιο άκαμπτες από αυτές των κινητήρων με καρμπυρατέρ.
Με υψηλό βαθμό συμπίεσης, για να ληφθεί ο μικρότερος δυνατός όγκος του θαλάμου καύσης στους κινητήρες ντίζελ, χρησιμοποιείται μόνο η άνω διάταξη των βαλβίδων. Σε κινητήρες με άμεσο ψεκασμό καυσίμου (κινητήρες ντίζελ YaMZ), η κεφαλή δεν έχει εσοχές πάνω από τους κυλίνδρους και ο θάλαμος καύσης σχηματίζεται από μια αντίστοιχη εσοχή στον πυθμένα του εμβόλου.
ΠΡΟΣ ΤΗΝκατηγορία: - Σχεδιασμός και λειτουργία κινητήρα
