Acestea sunt cele mai mari și mai grele părți ale motorului, fabricate prin turnare și prelucrare ulterioară. Într-un motor răcit cu lichid, pasajele de lichid de răcire sunt situate în jurul cilindrilor pentru a forma o manta de apă.
Orez. Bloc cilindric din aluminiu al unui motor V8 cu căptușeli uscate presate.
Cilindrii motorului răciți cu aer sunt de obicei fabricați separat și au aripioare pentru a crește suprafața de răcire.
Partea inferioară a blocului cilindrilor este de obicei prelucrată pentru a fixa rulmenții principali ai arborelui cotit în bloc și pentru a atașa baia de ulei. Distanța dintre cilindrii adiacenți este de mare importanță. Mărirea distanței face posibilă creșterea rigidității blocului și oferirea posibilității de a crește în continuare [[Cilindarea motorului |deplasarea motorului]] prin creșterea diametrului cilindrilor (cel mai simplu mod de a obține modificări la motoare de diferite puteri). Pe de altă parte, acest lucru duce la o creștere a dimensiunilor totale ale motorului și a greutății acestuia. Recent, unii producători de motoare de automobile au produs blocuri de cilindri în care cilindrii adiacenți ating pereții (așa-numitele blocuri siameze). Această metodă face posibilă obținerea unei structuri destul de rigide cu o dimensiune relativ mică. Rigiditatea blocului de cilindri determină în mare măsură caracteristicile de zgomot ale motorului.
Orez. Cilindru și piston al motorului în doi timpi răcit cu aer
Multă vreme, singurul material pentru fabricarea blocurilor cilindrice a fost fonta. Acest material este ieftin, are rezistență și rigiditate ridicate, cu proprietăți bune de turnare. În plus, suprafețele interioare șlefuite ale cilindrilor din fontă au proprietăți excelente anti-fricțiune și rezistență ridicată la uzură. Dezavantajele semnificative ale fontei sunt masa mare și conductivitatea termică scăzută. Dorința designerilor de a crea motoare mai ușoare a dus la dezvoltarea modelelor de blocuri de cilindri din aliaje de aluminiu. Aluminiul este semnificativ inferior fontei ca rigiditate și rezistență la uzură, astfel încât un bloc de aluminiu trebuie să aibă un număr mare de rigidizări, iar cilindrii sunt de obicei aceleași căptușeli din fontă, care sunt introduse în blocul de aluminiu în timpul procesului de asamblare, turnate sau presat în el în timpul producției. Dacă căptușeala cilindrului este spălată direct cu lichid de răcire, se numește "umed", și dacă nu - "uscat". Garniturile umede trebuie să aibă o etanșare fiabilă cu cavitatea de răcire a blocului cilindric.
Orez. Bloc cilindric cu căptușeală „uscata”. Secțiunea arată clar cum sunt introduse garniturile „uscate” în blocul cilindrilor și canelurile făcute în fundul pistonului care protejează supapele să nu atingă pistonul
Utilizarea unui număr mare de rigidizări și căptușeli din fontă anulează în mare măsură avantajele utilizării blocurilor de cilindri din aliaje de aluminiu. Utilizarea tehnologiilor moderne în producție face posibilă fabricarea de motoare ușoare „din aluminiu”, în care blocul cilindrilor nu are căptușeli din fontă. Pe suprafețele de lucru ale cilindrilor din blocuri de aluminiu, se creează electrolitic un conținut crescut de siliciu, iar apoi cilindrii sunt gravați chimic pentru a crea o peliculă poroasă rezistentă la uzură de siliciu pur pe suprafața de lucru a cilindrilor, care reține bine lubrifiantul. În plus, mai ales la motoarele în doi timpi, pe cilindrul de aluminiu se aplică un strat de crom sau un aliaj de silicon-nichel ( Nikasil).
Orez. Motor cu bloc de aluminiu. Blocul cilindrilor acestui motor compact în V-twin cu șase cilindri și 24 de supape, proiectat pentru instalare transversală într-un vehicul, este realizat în întregime din aliaj de aluminiu
Rigiditatea unui bloc cilindric din aluminiu poate fi crescută nu numai prin utilizarea unui număr mare de rigidizări, ci și prin folosirea specială distanţiere tip scarăîn bloc. Astfel de distanțiere conectate la bloc, pe lângă creșterea semnificativă a rigidității blocului în sine, servesc ca bază solidă pentru instalarea rulmenților principali ai arborelui cotit, ceea ce crește durabilitatea acestuia. Acest design bloc de cilindri devine norma în producția de motoare pe benzină în mașinile moderne. În producția de motoare diesel, care necesită o rigiditate mare a blocului din cauza sarcinilor mari și a zgomotului, se folosesc adesea blocuri de cilindri din fontă.
Orez. Cadru tip scară în bloc. Cadrele tip scară înlocuiesc capacele obișnuite ale rulmentului principal al arborelui cotit în designul motoarelor moderne cu ardere internă, conferă o rigiditate ridicată blocului cilindrului și prelungesc durata de viață a arborelui cotit.
Orice motor are o structură complexă, fiecare element fiind necesar pentru a îndeplini o anumită sarcină. Unul dintre aceste elemente este chiulasa.
Chiulasă este componenta principală a oricărei mașini sau motociclete. Dispozitivul este necesar pentru a controla evacuarea gazelor într-un motor cu ardere internă. Prin natura sa, chiulasa este un capac care acoperă blocul în sine. Capacul chiulasei este realizat din aliaje de aluminiu; poate fi si din fonta. În producție, chiulasa este supusă unui proces de îmbătrânire artificială. Numărul de chiulase depinde direct de tipul de motor cu ardere internă; dacă este în formă de V, se folosește un cap separat pentru fiecare rând.
Funcționarea chiulasei depinde foarte mult de gradul de etanșare a chiulasei cu blocul cilindrului. Acest lucru explică faptul că partea superioară a acestei părți este puțin mai îngustă în comparație cu cea inferioară. Garnitura este situată între cap și blocul cilindrilor însuși.
Instalarea și fixarea chiulasei se realizează folosind știfturi, care sunt proiectați pentru a securiza piesa. Instalarea corectă influențează foarte mult funcționarea ulterioară a chiulasei. Pentru fiecare vehicul, instrucțiunile indică propriile reglementări. Din acest motiv, nu ar trebui să împrumutați o diagramă de instalare a capului de la o mașină străină pentru o mașină domestică. Nu uitați că știfturile au o anumită ordine de strângere și este indicat cuplul de strângere necesar. Pentru a instala corect chiulasa, se folosește un instrument special - o cheie dinamometrică.
Când instalați și strângeți chiulasa, ar trebui să vă bazați în primul rând pe instrucțiunile de instalare, mai degrabă decât pe forța fizică brută. Dacă strângeți excesiv chiulasa, puteți deteriora garnitura de etanșare, canalul de ulei al chiulasei și alte componente la fel de importante ale acestui sistem. De exemplu, o chiulasă se poate crăpa sau se poate schimba în dimensiune; întreaga funcționare a motorului și, prin urmare, vehiculul în ansamblu, depinde de funcționarea acestui element.
Caracteristici de design
Designul chiulasei nu este atât de simplu pe cât pare la prima vedere. Toate componentele acestei părți vor fi descrise mai jos.
În prezent, toate elementele chiulasei sunt realizate din aliaje de aluminiu; anterior, fonta aliată era folosită în același scop. Unele vehicule sunt încă echipate cu o chiulasă din fontă. Acest lucru se explică prin faptul că fonta este cea mai potrivită pentru temperaturi foarte ridicate sau foarte scăzute. Aliajele de aluminiu sunt cele mai susceptibile la deformare din cauza schimbărilor de temperatură. Dimensiunile chiulasei se modifică în timpul funcționării motorului din cauza temperaturii crescute.
Chiulasa este formata din urmatoarele elemente.
- Garnitură de etanșare.
- Mecanism de distribuție a gazelor.
- Carcasa chiulasei este locul unde sunt amplasate toate mecanismele și conductele sistemului de răcire, firele de ulei și camera de ardere.
- Compartimente în care sunt montate ulterior bujiile.
- Acționare mecanism de distribuție a gazelor.
- Camera de ardere în care are loc procesul de ardere a combustibilului.
- Există și avioane de aterizare care fac posibilă eliberarea gazelor procesate.
Fiecare dintre aceste elemente ar trebui descris mai detaliat. Supapele chiulasei sunt situate în rândul 1, fiecare dintre acestea fiind înclinat față de cilindri cu douăzeci de grade. Mașinile de ultimă generație pot folosi un principiu de proiectare a chiulasei ușor diferit, dar, în general, totul este aproximativ la fel.
Merită să vorbim mai detaliat despre garnitura de etanșare, a cărei bază este azbestul armat. Fabricarea acestui element tocmai din acest material se explică prin temperaturile ridicate din timpul funcționării motorului cu ardere internă, iar asupra garniturii se exercită multă presiune. O garnitură de azbest armată este capabilă să asigure etanșeitatea tuturor canalelor și sistemelor de motor.
Dacă dezasamblați partea din față a acestui dispozitiv, puteți vedea că mecanismul de distribuție a gazului este situat aici împreună cu întinzătorul lanțului. Camerele de ardere au contact strâns cu blocul, din acest motiv sunt prelucrate mecanic. Volumele camerelor de compresie sunt oarecum mai mici decât dimensiunile pistoanelor. Acest lucru se explică prin faptul că în timpul funcționării motorului cu ardere internă, în momentul în care pistoanele sunt ridicate, acest design permite amestecurilor de aer să se rotească. Ca urmare, procesul de ardere în sine se îmbunătățește.
Pe partea stângă a chiulasei sunt găuri pentru bujii; aici sunt montate și sisteme de susținere a pârghiei și șaibe de susținere. În partea de sus a chiulasei există un capac care este atașat de restul corpului cu șuruburi.
Chiulasa contine elemente nedemontabile. Scaunele supapelor, care sunt necesare pentru etanșeitatea mecanismului de distribuție a gazului, conțin și bucșe de ghidare. Vă rugăm să rețineți că aceste elemente au fost instalate prin presare. Adică, este imposibil să le înlocuiți acasă; va trebui să contactați un centru de service sau să utilizați echipamente speciale.
Unii proprietari de mașini încearcă să facă singuri lucrări de reparare a chiulasei, dar acest lucru nu este recomandat, altfel pot exista consecințe negative.
- Chiulasa se poate modifica în formă, ceea ce duce la compromisarea etanșării supapelor și a camerei de ardere.
- Din cauza încălzirii necorespunzătoare, chiulasa va deveni inutilizabilă.
- Este posibilă formarea de fisuri și microfisuri, cu care funcționarea corectă a motorului va deveni imposibilă.
Lucrările de reparație la elementele nedemontabile la domiciliu pot duce la necesitatea achiziționării unei noi chiulasă. Nimeni nu spune că un specialist competent nu poate repara una dintre aceste piese, dar acest lucru nu este întotdeauna posibil.
Diagnosticare si intretinere
Mai devreme sau mai târziu, orice mecanism dintr-un vehicul va necesita diagnosticare și întreținere; chiulasa nu face excepție de la regulă. În această chestiune, principala sarcină a proprietarului vehiculului este de a diagnostica periodic acele elemente care eșuează cel mai adesea.
- Supape și etanșări ale acestora.
- Garnitură de etanșare.
O atenție deosebită trebuie acordată garniturii; dacă este uzată, fluidele de lucru se pot amesteca, ceea ce va duce la defecțiunea motorului. Dacă lichidul de răcire intră în uleiul de lucru, acesta va bule. În timp, acest lucru va face imposibilă pornirea motorului. În acest caz, semnalul principal va fi senzorul de temperatură, care va indica fierberea motorului cu ardere internă. De asemenea, puteți evalua situația prin scoaterea bujiilor. De ce sunt necesare reparații? Cel mai adesea, demontarea chiulasei nu poate fi evitată în următoarele cazuri.
- Înălțimea chiulasei s-a schimbat.
- Era nevoie să se apasă supapele și scaunele.
- Una sau mai multe supape nu mai funcționează și trebuie înlocuite.
- Capacul necesită șlefuire.
- Garnitura de etanșare trebuie înlocuită.
- Este necesar să scapi de microfisuri.
Dacă înțelegeți la ce va duce fiecare pas și aveți instrumentele necesare, puteți efectua lucrări de reparare a chiulasei acasă, dar chiar și echipamentele cele mai de înaltă tehnologie aflate în mâinile unui proprietar fără experiență nu vă vor ajuta să remediați problema.
Dacă aveți întrebări, lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem
Termenul de motor „bloc scurt” este folosit cel mai des atunci când lucrurile sunt cu adevărat proaste și mai rar atunci când îți dorești ceva nou. Să explicăm: un bloc scurt motor este un set format dintr-un bloc cilindric al motorului și un număr de componente ale motorului, care este cel mai adesea necesar atunci când pistonul este uzat ca motiv pentru reparații costisitoare. Blocul scurt este o alternativă excelentă la cumpărarea unui motor întreg, deoarece atunci când grupul de piston se uzează, multe părți ale motorului de fapt nu se uzează și nu necesită înlocuire, așa că pentru mulți nu are sens să cumpere un ansamblul motor complet, iar blocul scurt este special conceput astfel încât să includă doar componentele de schimb esențiale. Al doilea caz (când vrei ceva nou) este atunci când un bloc scurt nu este doar o alternativă la ansamblul motorului, ci un mijloc de îmbunătățire a dinamicii mașinii - un astfel de bloc scurt poate avea cilindri cu pistoane de diametru mai mare.
Un motor cu bloc scurt include de obicei pistoane cu inele (deja presate în blocul cilindrilor), biele și un arbore cotit. Blocurile scurte necesită întotdeauna instalarea de părți interne suplimentare, care includ (dar nu se limitează la):
- pompă de ulei,
- tava de ulei,
- o galerie de evacuare,
- chiulasa (chiulasa),
- garnituri
Cu toate acestea, blocul scurt este diferit de blocul scurt, iar setul anumitor componente depinde de modelul de motor și de mașină. Multe blocuri scurte sunt disponibile cu arbori cu came și multe piese suplimentare (inclusiv garnituri, un număr mic de senzori).
Bloc scurt al unui motor cu 4 cilindri cu un set de pistoane, biele și arbore cotit
Dar există și un așa-numit bloc lung - acesta este un bloc scurt îmbunătățit și mai complet, care include, pe lângă ceea ce este echipat blocul scurt, o chiulasă, o baie de ulei, o galerie de evacuare, un capac de supapă. și o serie de alte părți. De fapt, blocul lung este aproape un motor complet.
Construcția de motoare civile este o industrie foarte conservatoare. Toate aceleași arbore cotit, pistoane, cilindri, supape ca acum 100 de ani. Schemele uimitoare fără manivelă, axiale și alte scheme nu doresc să fie implementate, dovedind impracticabilitatea lor. Chiar și motorul Wankel, marea descoperire a anilor șaizeci, este în esență un lucru al trecutului.
Toate „inovațiile” moderne, dacă te uiți cu atenție, sunt doar introducerea tehnologiilor de curse de acum cincizeci de ani, asezonate cu electronice ieftine de produs pentru un control mai precis al hardware-ului. Progresul în construcția motoarelor cu ardere internă este mai probabil în sinergia schimbărilor mici decât în descoperirile globale.
Și pare un păcat să te plângi. De data aceasta nu vom vorbi despre fiabilitate și întreținere, dar puterea, curățenia și eficiența motoarelor moderne ar părea un adevărat miracol pentru o persoană din anii șaptezeci. Ce se întâmplă dacă mai derulăm câteva decenii?
Acum o sută de ani, motoarele erau încă cu carburator, cu aprindere magneto, de obicei cu supapă joasă sau chiar cu supapă de admisie „automată”... Și nici măcar nu se gândeau la vreo supraalimentare. Și motoarele vechi, vechi, nu aveau o piesă care este acum componenta sa principală - blocul cilindrilor.
Înainte de implementarea blocului
Primele motoare aveau carter și cilindru (sau mai mulți cilindri), dar nu aveau bloc. Veți fi surprins, dar baza structurii - carterul - era adesea cu scurgeri, pistoanele și bielele erau deschise tuturor vântului și erau lubrifiate dintr-un bidon de ulei folosind metoda prin picurare. Și cuvântul „carter” în sine este dificil de aplicat unui design care păstrează poziția relativă a arborelui cotit și a cilindrului sub formă de suporturi ajurate.
Pentru motoarele staționare și marine, o schemă similară rămâne până în prezent, dar motoarele cu combustie internă ale automobilelor aveau încă nevoie de o etanșeitate mai mare. Drumurile au fost întotdeauna o sursă de praf, care dăunează foarte mult utilajelor.
Pionierul în domeniul „etanșării” este considerat a fi compania De Dion-Bouton, care în 1896 a lansat un motor cu un carter cilindric închis, în interiorul căruia se afla un mecanism de manivelă.
Adevărat, mecanismul de distribuție a gazului cu camele și împingătoarele sale era încă amplasat deschis - acest lucru a fost făcut de dragul unei răciri și reparații mai bune. Apropo, până în 1900, această companie franceză s-a dovedit a fi cel mai mare producător de mașini și motoare cu ardere internă din lume, producând 3.200 de motoare și 400 de mașini, astfel încât designul a avut o influență puternică asupra dezvoltării construcției motoarelor.
...și apoi apare Henry Ford
Primul design produs în serie cu un bloc cilindric solid rămâne încă unul dintre cele mai produse în masă mașini din istorie. Modelul T Ford, introdus în 1908, avea un motor cu patru cilindri, cu o chiulasă din fontă, supape de picior, pistoane din fontă și un bloc de cilindri - din nou din fontă. Volumul motorului era destul de „adult” pentru acele vremuri, 2,9 litri, iar puterea era de 20 CP. Cu. Multă vreme a fost considerat un indicator destul de demn.
În acei ani, modelele mai scumpe și mai complexe prezentau cilindri separați și un carter la care erau atașați. Chiulele erau adesea individuale, iar întreaga structură a chiulasei și cilindrul însuși era atașată la carter cu știfturi. După apariția unei tendințe spre componente mai mari, carterul a rămas adesea o parte separată, dar blocurile cu doi sau trei cilindri erau încă detașabile.
Ce rost are separarea cilindrilor?
Designul cu cilindri individuali detașabili arată puțin neobișnuit acum, dar înainte de al Doilea Război Mondial, în ciuda inovațiilor lui Henry Ford, a fost una dintre cele mai comune scheme. În motoarele de avioane și motoarele răcite cu aer, a fost păstrat până în zilele noastre. Și „boxer air” Porsche 911 seria 993 nu a avut nici un bloc de cilindri până în 1998. Deci, de ce separați cilindrii?
Un cilindru sub forma unei piese separate este de fapt destul de convenabil. Poate fi realizat din oțel sau din orice alt material adecvat, cum ar fi bronzul sau fonta. Suprafața interioară poate fi acoperită cu un strat de aliaje care conțin crom sau nichel, făcându-l foarte dur dacă este necesar. Și la exterior, construiți o jachetă dezvoltată pentru răcirea cu aer. Prelucrarea mecanică a unui ansamblu relativ compact va fi precisă chiar și pe mașini destul de simple, iar cu calcule bune de fixare, deformațiile termice vor fi minime. Puteți face un tratament galvanic de suprafață, deoarece piesa este mică. Dacă un astfel de cilindru are uzură sau alte deteriorări, acesta poate fi scos din carterul motorului și poate fi instalat unul nou.
Există și o mulțime de dezavantaje. Pe lângă prețul mai mare și cerințele ridicate pentru calitatea construcției motoarelor cu cilindri separați, un dezavantaj serios este rigiditatea scăzută a unui astfel de design. Aceasta înseamnă sarcini crescute și uzură a grupului de piston. Și combinarea „principiului de separare” cu răcirea cu apă nu este foarte convenabilă.
Motoarele cu cilindri separați au părăsit curentul principal cu mult timp în urmă - dezavantajele le-au depășit. Până la mijlocul anilor treizeci, astfel de modele nu au fost aproape niciodată văzute în industria auto. O varietate de modele combinate - de exemplu, cu blocuri de mai mulți cilindri, un carter comun și o chiulasă - au apărut în mașinile de lux la scară mică cu motoare de cilindree (vă puteți aminti de marca Delage, pe jumătate uitată), dar până la sfârșit din anii 30 totul s-a stins.
Victoria construcției din fier
Designul cu care suntem familiarizați astăzi a câștigat datorită simplității și costului de producție scăzut. O turnare mare dintr-un material ieftin și durabil după prelucrare precisă este încă mai ieftină și mai fiabilă decât cilindrii individuali și asamblarea atentă a întregii structuri. Și la motoarele cu supapă inferioară, supapele și arborele cu came sunt situate chiar acolo în bloc, ceea ce simplifică și mai mult designul.
Mantaua sistemului de răcire a fost turnată sub formă de cavități în bloc. Pentru cazuri speciale, a fost posibil să se utilizeze căptușe de cilindri separate, dar motorul de pe Ford T nu a avut astfel de delicii. Pistoanele din fontă cu inele de compresie din oțel lucrau direct pe cilindrul din fontă. Și apropo, inelul răzuitor de ulei în forma noastră obișnuită nu era acolo; rolul său a fost jucat de treimea inelului de compresie inferioară, situat sub știftul pistonului.
Acest design „în totalitate din fontă” și-a dovedit fiabilitatea și fabricabilitatea de-a lungul multor ani de producție. Și a fost adoptat de la Ford de producători de masă precum GM pentru mulți ani de acum încolo.
Adevărat, turnarea blocurilor cu un număr mare de cilindri s-a dovedit a fi o sarcină dificilă din punct de vedere tehnologic și multe motoare aveau două sau trei semiblocuri cu mai mulți cilindri în fiecare. Astfel, „șase” în linie din anii treizeci aveau uneori două semiblocuri cu trei cilindri, iar „opturile” în linie erau cu atât mai mult fabricate conform acestui design. De exemplu, cel mai puternic motor Duesenberg Model J a fost realizat exact astfel: două semiblocuri au fost acoperite cu un singur cap.
Cu toate acestea, până la începutul anilor patruzeci, progresul a făcut posibilă crearea de blocuri solide de această lungime. De exemplu, blocul Chevrolet Straight-8 „Flathead” era deja solid, ceea ce a redus sarcina pe arborele cotit.
Manșoanele din fontă într-un bloc de fontă au fost, de asemenea, o soluție destul de bună. Fonta aliată de înaltă rezistență, rezistentă la substanțe chimice, era mai scumpă decât de obicei și nu avea rost să turnăm un întreg bloc mare din ea. Dar o mânecă relativ mică „umedă” sau „uscata” sa dovedit a fi o opțiune bună.
Designul fundamental al motoarelor, stăpânit în anii dinainte de război, nu s-a schimbat de multe decenii la rând. Blocurile de cilindri ale multor motoare moderne sunt turnate din fontă gri, uneori cu inserții de mare rezistență în zona de centru mort superior. De exemplu, blocul din fontă are un Renault Kaptur complet modern cu motor F4R, despre a cărui întreținere vorbim. Fonta este bună, în special, pentru că un bloc realizat din ea poate fi ușor revizuit prin cilindri de foraj cu diametru mai mare. Cu excepția cazului în care, desigur, producătorul produce pistoane de dimensiunea „reparației”.
Adevărat, de-a lungul anilor blocurile devin din ce în ce mai „ajurate” și mai puțin masive. Este dificil să găsești numere pentru blocurile timpurii, dar să luăm două familii de motoare cu o diferență de puțin peste 10 ani. Pentru blocul din seria GM Gen II de la mijlocul anilor 90, grosimea peretelui motoarelor a variat între 5 și 9 mm. Modernul VW EA888 de la sfârșitul anilor 2000 are deja de la 3 la 5. Dar în mod clar ne depășim...
Făcând blocul mai ușor
Rărirea pereților, pe care designerii au făcut-o cu toată puterea în ultimii ani, nu este, după cum înțelegeți, singura modalitate de a reduce greutatea blocului. În anii 20-30 s-au gândit mult mai puțin la economia de greutate și de combustibil decât acum, dar s-au făcut primele încercări de uşurare. Și chiar și atunci s-au gândit să folosească aluminiu.
Pe mașinile de curse și sport din acea epocă, s-ar putea găsi o simbioză a unui carter și chiulasă din aluminiu cu blocuri de cilindri din fontă. Apoi, progresul în prelucrarea metalelor a făcut posibilă crearea unei versiuni mai convenabile a unei astfel de simbioze. Blocul cilindric a rămas solid, dar a fost turnat din aluminiu, ceea ce și-a redus greutatea de trei până la patru ori, inclusiv datorită proprietăților de turnare mai bune ale metalului. Cilindrii înșiși au fost fabricați sub formă de manșoane din fontă, care au fost presate în bloc.
Cartușele au fost împărțite în „uscate” și „umede”; diferența este în general clară din denumire. În blocurile cu căptușeală uscată, a fost introdus într-un cilindru de aluminiu (sau a fost turnat un bloc în jurul lui) cu o potrivire prin interferență, iar o căptușeală „umedă” a fost pur și simplu fixată în bloc cu capătul său inferior și la instalarea cilindrului. cap, cavitatea din jurul lui s-a transformat într-o cămașă de răcire. A doua opțiune s-a dovedit a fi mai promițătoare la acel moment, deoarece a simplificat turnarea și a redus masa pieselor. Dar mai târziu, cerințele crescânde pentru rigiditatea structurală, precum și complexitatea asamblarii unor astfel de motoare, au lăsat această tehnologie „la bord” din progres.
Manșoanele uscate într-un bloc de aluminiu sunt încă cea mai comună opțiune pentru fabricarea pieselor. Și unul dintre cele mai de succes, deoarece manșonul din fontă este realizat din fontă aliată de înaltă calitate, blocul de aluminiu este rigid și ușor. În plus, teoretic, acest design este și reparabil, ca și blocurile din fontă. La urma urmei, un manșon uzat poate fi „scos” și unul nou apăsat.
Ce urmeaza?
Singura tehnologie fundamental nouă din ultimii ani sunt blocurile și mai ușoare cu pulverizarea unui strat ultra-rezistent și ultra-subțire pe suprafața interioară a cilindrilor. Am scris deja în detaliu despre, și chiar despre structuri similare - nu are rost să mă repet. Conceptual, avem același motor cu ardere internă din anii 1930. Și există toate motivele să credem că până la sfârșitul „erei arderii interne”, când vehiculele electrice vor fi realizate, motoarele care funcționează pe hidrocarburi lichide vor rămâne aproximativ aceleași.
Corp cilindric
Blocul cilindrilor sau carterul este nucleul motorului. Principalele mecanisme și părți ale sistemelor motoarelor sunt situate pe acesta și în interiorul acestuia. Blocul cilindrilor poate fi turnat din fontă gri (motoare ZIL-130, MA3-5335, KamAE-5320) sau din aliaj de aluminiu (motoare GAZ-24 Volga, GAE-53A etc.). O partiție orizontală împarte blocul cilindric în părți superioare și inferioare. În planul superior al blocului și în compartimentul orizontal, sunt găurite pentru instalarea căptușelilor cilindrilor. În cilindrul, care ghidează mișcarea pistonului, are loc ciclul de lucru al motorului. Mânecile pot fi umede sau uscate. Căptușeala cilindrului se numește umedă dacă este spălată de lichidul de răcire și uscată dacă nu este în contact direct cu lichidul de răcire.
Orez. 1. Blocul cilindrilor și chiulasa unui motor în formă de V: 1 - blocul cilindrilor; 2 - garnitura cap; 3 - camera de ardere; 4 - cap bloc; 5 - căptușeală cilindrului; 6 - inel de etanșare; 7 - știfturi
Cilindrii pot fi turnați din fontă cenușie împreună cu pereții mantalei de apă sub formă de bloc sau sub formă de manșoane separate instalate în bloc. Motoarele cu cilindri fabricați sub formă de căptușeli umede înlocuibile sunt mai ușor de reparat și operat (motoare GAZ-24 Volga, GAE-53A, ZIL-130, MA3-5335, KamAZ-5320 etc.).
Suprafața interioară a cilindrului, în interiorul căreia se mișcă pistonul, se numește oglindă cilindrului. Este tratat cu atenție pentru a reduce frecarea pe măsură ce se mișcă în cilindrul pistonului și inele și este adesea întărit pentru a îmbunătăți rezistența la uzură și durabilitatea. Căptușele cilindrului sunt instalate astfel încât lichidul de răcire să nu pătrundă în ele sau în bazin, iar gazele să nu scape din cilindru. De asemenea, este necesar să se prevadă posibilitatea modificării lungimii căptușilor în funcție de temperatura motorului. Pentru a fixa pozitia verticala a garniturilor, acestea au un guler special pentru a se sprijini de blocul cilindrilor si curele de instalare. Garniturile umede din partea inferioară sunt sigilate cu inele de cauciuc plasate în canelurile blocului cilindric (motoare ale mașinii KamaE-5320), în canelurile căptușelilor (motoare ale mașinilor MA3-5335, ZIL-130 etc. ), sau garnituri inelare de cupru instalate între bloc și suprafața de susținere a curelei inferioare a căptușelii (motoare GAZ -24 Volga, GAE -53A etc.). Capătul superior al căptușelii iese deasupra planului blocului cilindric cu 0,02-0,16 mm, ceea ce contribuie la o comprimare mai bună a garniturii capului și la etanșarea fiabilă a căptușelii, blocului și chiulasei.
Orez. 2. Diagrame cilindri motor: a - fără căptușeli, dar cu inserție scurtă (autoturisme ZIL -157 K, GAZ -52-04); b și c - cu un manșon „umed” (diesel YAMZ-2E6 și KamAZ-5320); g - cu un manșon „umed” în care este presată o inserție scurtă (pe GAZ -24 Volga, GAZ -5EA, ZIL -130 etc.); 1 - bloc cilindric 2 g - manta de apa; 3 - insert; 4, 5 până la 6 - garnituri de cilindri; 7 - inele de etanșare (cauciuc sau cupru, instalate sub guler)
În timpul funcționării motorului, amestecul de lucru arde în partea superioară a cilindrilor. Arderea este însoțită de eliberarea de produse de oxidare, care provoacă coroziunea cilindrilor. Pentru a crește rezistența la uzură a cilindrilor, unele motoare folosesc inserții din fontă anticorozivă. Ele sunt presate în blocul de cilindri (motoare ale mașinilor ZIL-130K, GAZ-52-04) sau în căptușele de cilindri (motoare ale GAZ-24 Volga, GAZ-bZA, ZIL-130 etc.). Acest lucru complică tehnologia de fabricație a motoarelor. În viitor, designerii plănuiesc să folosească metale speciale, care vor elimina utilizarea inserțiilor în cilindri.
Pereții despărțitori verticali transversal din interiorul blocului de cilindri, împreună cu pereții din față și din spate, asigură rezistența și rigiditatea necesară. În aceste pereți despărțitori, precum și în pereții din față și din spate ai blocului, se găsesc prize pentru jumătățile superioare ale lagărelor principale ale arborelui cotit. Jumătățile inferioare ale lagărelor principale sunt găzduite în capace atașate blocului cu știfturi sau șuruburi.
La motoarele în formă de V, unul dintre rândurile blocului de cilindri este ușor decalat față de celălalt, ceea ce este cauzat de amplasarea a două biele pe pivotul arborelui cotit: unul pentru dreapta și celălalt pentru blocurile din stânga. . Astfel, la motoarele în formă de V ale mașinilor GAZ -53A, blocul cilindrului stâng este deplasat înainte (de-a lungul cursei vehiculului) cu 24 mm, iar în mașinile ZIL -130 - cu 29 mm față de blocul din dreapta. Numerotarea cilindrilor este indicată mai întâi pentru blocul de cilindri din dreapta (pe direcția mașinii), iar apoi pentru cel din stânga: cilindrul cel mai apropiat de ventilator este numărul unu etc.
Cilindrul cu cap servește drept spațiu în care are loc procesul de lucru al motorului; Pereții cilindrului direcționează mișcarea pistonului.
Blocul cilindrilor este turnarea totală în care se află cilindrii. Motoarele în linie au o secțiune a blocului cilindrilor, în timp ce motoarele în formă de V au două secțiuni (dreapta și stânga), unite printr-un carter comun. Blocul cilindri este fabricat împreună cu carterul. Această turnare, numită carter, servește la securizarea și asamblarea tuturor mecanismelor și dispozitivelor motorului.
Carterul este turnat din fontă sau aliaj de aluminiu.
La motoarele în linie, la realizarea unui bloc din fontă, cilindrii sunt turnați împreună cu blocul. Suprafața interioară de lucru a cilindrilor 6, prelucrată și lustruită cu grijă, se numește oglindă cilindrului. Între pereții cilindrului și pereții exteriori ai blocului se află o cavitate 8, care este umplută cu apă care răcește motorul și se numește manta de apă.
În cazul turnării carterului dintr-un aliaj de aluminiu, precum și cu un bloc din fontă pentru motoarele în formă de V, cilindrii sunt fabricați sub formă de căptușeli separate din fontă instalate în orificiile pereților despărțitori superioare și inferioare ale bloc. În bloc, manșonul este asigurat de un guler superior sau inferior care se potrivește în adânciturile pereților despărțitori ai blocului și este prins de un cap montat deasupra blocului pe o garnitură.
Manșonul este în contact direct cu apa care circulă în mantaua de apă și se numește „umed”. În acest caz, manșonul este etanșat în mod fiabil în partiția inferioară a blocului folosind un inel de cupru sau cauciuc sau mai multe inele de cauciuc instalate mai jos în canelurile de pe manșon.
Căptușelile scurte din fontă specială, rezistentă la uzură, anticoroziune, sunt presate de obicei în partea superioară a cilindrilor bloc sau a căptușelilor, care sunt cele mai expuse la temperaturi ridicate și la efectele corozive ale gazelor de eșapament, pentru a crește durata de viață a motorului. cilindrii.
Cu un aranjament de supapă inferioară, o parte a blocului motor în linie are orificii de intrare și ieșire și scaune în care sunt instalate supapele. Pe aceeași parte a blocului există o cameră - o cutie de supapă, în care sunt amplasate părțile mecanismului de distribuție a gazului. Cutia supapelor este închisă cu unul sau două capace.
În cazul unui aranjament cu supapă deasupra capului, împingătoarele și tijele mecanismului de distribuție a gazului sunt situate în camera laterală a blocului sau ambele secțiuni ale acestuia într-un design în formă de V.
Un capac al angrenajului de distribuție, turnat din fontă sau aliaj de aluminiu, este atașat în partea din față a carterului. O carcasă a volantului din fontă este atașată la partea din spate a carterului. Suporturile arborelui cotit și arborelui cu came sunt amplasate în pereții din față și din spate ai carterului și pereții interioare ai acestuia.
Planul superior al blocului cilindric sau fiecare dintre secțiunile sale într-un design în formă de V este prelucrat cu atenție și este instalat un cap comun pe acesta, acoperind cilindrii de sus. In capul de deasupra cilindrilor sunt niste niste care formeaza camerele de ardere, si exista si o manta de apa care comunica cu manta de apa a blocului. Cu un aranjament cu supape deasupra capului, chiulasa conține, de asemenea, scaune de supapă și orificii de admisie și evacuare turnate. Capul are orificii filetate pentru insurubarea bujiilor.
Chiulasa motoarelor cu carburator este turnata din aliaj de aluminiu. Un astfel de cap are o conductivitate termică ridicată, drept urmare temperatura amestecului de lucru din cilindrii motorului la sfârșitul curselor de compresie scade. Acest lucru face posibilă creșterea raportului de compresie al motorului fără apariția arderii prin detonare a combustibilului în timpul funcționării motorului.
Orez. 3. Forme ale camerelor de ardere ale motorului
Chiulasă este atașată la bloc cu piulițe pe știfturi sau șuruburi. Între bloc și cap este instalată o garnitură de etanșare, eliminând trecerea gazelor din cilindri și scurgerea apei din mantaua de apă la joncțiunea capului cu blocul. Garnitura este din carton de azbest căptușit cu tablă subțire de oțel, sau din carton de azbest impregnat cu grafit cu margini metalice în jurul marginilor și găurilor. De jos, o tigaie din oțel ștanțat este fixată cu șuruburi pe flanșa carterului motorului pe o garnitură de etanșare. Planul conectorului carterului coincide cu axa arborelui cotit sau este situat sub acesta.
Cu un aranjament vertical inferior unidirecțional al supapelor, camera de ardere a unui motor cu carburator este deplasată în lateral
supape Această cameră de ardere decalată asigură o bună turbiune a amestecului în timpul compresiei și cele mai bune condiții pentru arderea acestuia. Pentru a reduce lungimea I a camerei de ardere și pentru a îmbunătăți condițiile de ardere ale amestecului de lucru, precum și pentru a reduce rezistența la curgerea amestecului la intrarea în cilindru cu o astfel de cameră, aranjarea supapelor inferioare este folosit de obicei, înclinat pe axa cilindrului.
Cu un aranjament superior de supape cu un singur rând, camera de ardere a motoarelor cu carburator are de obicei o formă semi-pană, care oferă cele mai bune condiții pentru arderea amestecului de lucru. Camera de ardere semi-pană, datorită simplității formei sale, poate fi prelucrată integral. Acest lucru face posibilă asigurarea respectării precise a volumului camerelor de ardere din toți cilindrii și creșterea uniformității funcționării motorului.
La ambele forme ale camerei de ardere, o parte a suprafeței acesteia (deplasantul) este situată aproape de partea inferioară a pistonului atunci când este poziționat în c. m.t. Astfel de dispozitive de deplasare contribuie la o mai bună distribuție a volumului amestecului de lucru comprimat și reduc posibilitatea detonării în timpul arderii amestecului.
La fabricarea carterului, a capului și a altor piese (capace angrenajului arborelui cu came etc.) din aliaje de aluminiu, greutatea totală a motorului este redusă semnificativ. Dacă sunt utilizate căptușeli detașabile, este mai ușor să fabricați carter și mai convenabil să reparați cilindrii atunci când sunt uzați.
La motoarele diesel, presiunea gazului în timpul arderii este mult mai mare decât la motoarele cu carburator, adică piesele diesel suferă sarcini mai mari, astfel încât acestea devin mai durabile și mai rigide.
Blocul cilindrilor este realizat din fontă, care este deosebit de puternică și rigidă. Acest lucru se realizează prin grosimea semnificativă a pereților cilindrului și a carterului, prezența unui număr mai mare de nervuri în interiorul carterului și deplasarea planului de separare a carterului semnificativ sub axa arborelui cotit. Cilindrii motorului sunt echipați cu căptușeli uscate (adică, care nu sunt în contact direct cu apa), care sunt introduse în cilindrii găuriți ai blocului, sau se folosesc căptușeli umede din fontă specială. Chiulele diesel sunt realizate din fontă, ceea ce le face, de asemenea, mai rezistente și mai rigide decât cele ale motoarelor cu carburator.
Cu un grad ridicat de compresie, pentru a obține cel mai mic volum posibil al camerei de ardere la motoarele diesel, se folosește doar aranjamentul superior al supapelor. La motoarele cu injecție directă de combustibil (motoare diesel YaMZ), capul nu are adâncituri deasupra cilindrilor, iar camera de ardere este formată dintr-o adâncitură corespunzătoare în fundul pistonului.
LA categorie: - Proiectarea și funcționarea motorului
