To so največji in najtežji deli motorja, izdelani z ulivanjem in kasnejšo strojno obdelavo. Pri tekočinsko hlajenem motorju so kanali za hladilno tekočino nameščeni okoli valjev in tvorijo vodni plašč.
riž. Aluminijasti blok cilindrov motorja V8 s stisnjenimi suhimi oblogami.
Zračno hlajeni motorni valji so običajno izdelani ločeno in imajo rebra za povečanje hladilne površine.
Dno bloka cilindrov je običajno strojno obdelano, da se glavni ležaji ročične gredi prilegajo v blok in za pritrditev oljne posode. Razdalja med sosednjimi cilindri je zelo pomembna. Povečanje razdalje omogoča povečanje togosti bloka in zagotavlja možnost nadaljnjega povečanja [[prostornine motorja |prostornine motorja]] s povečanjem premera valjev (najlažji način za pridobitev modifikacij motorjev različnih moči). Po drugi strani pa to vodi do povečanja skupnih dimenzij motorja in njegove teže. V zadnjem času nekateri proizvajalci avtomobilskih motorjev izdelujejo bloke cilindrov, pri katerih se sosednji valji dotikajo sten (tako imenovani siamski bloki). Ta metoda omogoča pridobitev precej toge strukture z relativno majhno velikostjo. Togost bloka cilindrov v veliki meri določa značilnosti hrupa motorja.
riž. Cilinder in bat dvotaktnega zračno hlajenega motorja
Dolgo časa je bil edini material za izdelavo blokov cilindrov lito železo. Ta material je poceni, ima visoko trdnost in togost z dobrimi lastnostmi litja. Poleg tega imajo brušene notranje površine valjev iz litega železa odlične lastnosti proti trenju in visoko odpornost proti obrabi. Pomembne pomanjkljivosti litega železa so velika masa in nizka toplotna prevodnost. Želja oblikovalcev po ustvarjanju lažjih motorjev je pripeljala do razvoja zasnov blokov cilindrov iz aluminijevih zlitin. Aluminij je bistveno slabši od litega železa v togosti in odpornosti proti obrabi, zato mora imeti aluminijast blok veliko število ojačitev, valji pa so običajno enake litoželezne obloge, ki se med postopkom montaže vstavijo v aluminijast blok, vlijejo ali vtisnjen vanj med izdelavo. Če se obloga cilindra neposredno spere s hladilno tekočino, se imenuje "moker", In če ne - "suho". Mokre obloge morajo imeti zanesljivo tesnilo s hladilno votlino bloka cilindrov.
riž. Blok cilindra s "suho" oblogo. Odsek jasno prikazuje, kako se "suhe" obloge vstavijo v blok cilindra in naredijo utore na dnu bata, ki ščitijo ventile pred dotikom bata
Uporaba velikega števila ojačitev in oblog iz litega železa v veliki meri izniči prednosti uporabe blokov cilindrov iz aluminijevih zlitin. Uporaba sodobnih tehnologij v proizvodnji omogoča izdelavo lahkih "aluminijastih" motorjev, v katerih blok cilindrov nima oblog iz litega železa. V delovnih površinah jeklenk v aluminijastih blokih se elektrolitsko ustvari povečana vsebnost silicija, nato pa se jeklenke kemično jedkajo, da se na delovni površini jeklenk ustvari proti obrabi odporen porozni film čistega silicija, ki dobro zadržuje mazivo. Poleg tega je še posebej pogosto pri dvotaktnih motorjih na aluminijasti valj nanesen sloj kroma ali zlitine silicija in niklja ( Nikasil).
riž. Motor z aluminijastim blokom. Blok valjev tega kompaktnega šestvaljnega motorja V-twin s 24 ventili, zasnovanega za prečno vgradnjo v vozilo, je v celoti izdelan iz aluminijeve zlitine
Togost aluminijastega bloka cilindrov je mogoče povečati ne le z uporabo velikega števila ojačitev, temveč tudi z uporabo posebnih lestveni distančniki v bloku. Takšni distančniki, povezani z blokom, poleg tega, da bistveno povečajo togost samega bloka, služijo kot trdna osnova za namestitev glavnih ležajev motorne gredi, kar poveča njegovo vzdržljivost. Ta oblika bloka cilindrov postaja norma v proizvodnji bencinskih motorjev v sodobnih osebnih avtomobilih. Pri proizvodnji dizelskih motorjev, ki zahtevajo visoko togost blokov zaradi visokih obremenitev in hrupa, se pogosto uporabljajo bloki cilindrov iz litega železa.
riž. Lestveni okvir v bloku. Lestveni okvirji nadomeščajo običajne pokrove glavnih ležajev ročične gredi pri zasnovi sodobnih motorjev z notranjim zgorevanjem, dajejo bloku cilindrov visoko togost in podaljšujejo življenjsko dobo ročične gredi
Vsak motor ima zapleteno strukturo, od katere je vsak element potreben za opravljanje določene naloge. Eden od teh elementov je glava valja.
Glava valja je glavni sestavni del vsakega avtomobila ali motocikla. Naprava je potrebna za nadzor izpušnih plinov v motorju z notranjim zgorevanjem. Po svoji naravi je glava cilindra pokrov, ki pokriva sam blok. Pokrov glave valja je izdelan iz aluminijevih zlitin, lahko tudi iz litega železa. V proizvodnji je glava valja izpostavljena procesu umetnega staranja. Število glav cilindrov je neposredno odvisno od vrste motorja z notranjim zgorevanjem, če je v obliki črke V, se za vsako vrstico uporablja ločena glava.
Delovanje glave valja je zelo odvisno od stopnje tesnjenja glave z blokom valja. To pojasnjuje dejstvo, da je zgornji del tega dela nekoliko ožji v primerjavi s spodnjim. Tesnilo se nahaja med glavo in samim blokom cilindrov.
Namestitev in pritrditev glave valja se izvede s pomočjo zatičev, ki so namenjeni pritrditvi dela. Pravilna namestitev močno vpliva na nadaljnje delovanje glave valja. Za vsako vozilo so v navodilih navedeni lastni predpisi. Zaradi tega si ne smete izposoditi diagrama namestitve glave iz tujega avtomobila za domači avto. Ne pozabite, da imajo zatiči določen vrstni red zategovanja in da je prikazan zahtevani zatezni moment. Za pravilno namestitev glave valja se uporablja posebno orodje - momentni ključ.
Pri nameščanju in zategovanju glave valja se zanašajte predvsem na navodila za montažo in ne na surovo fizično silo. Če premočno zategnete glavo valja, lahko poškodujete tesnilo, oljni kanal glave valja in druge enako pomembne komponente tega sistema. Na primer, glava valja lahko poči ali se spremeni v velikosti, celotno delovanje motorja in posledično vozila kot celote je odvisno od delovanja tega elementa.
Značilnosti oblikovanja
Zasnova glave valja ni tako enostavna, kot se zdi na prvi pogled. Vse komponente tega dela bodo opisane spodaj.
Trenutno so vsi elementi glave valja izdelani iz aluminijevih zlitin, prej pa se je za isti namen uporabljalo legirano lito železo. Nekatera vozila so še vedno opremljena z glavo valja iz litega železa. To je razloženo z dejstvom, da je lito železo najbolj primerno za zelo visoke ali zelo nizke temperature. Aluminijeve zlitine so najbolj dovzetne za deformacije zaradi temperaturnih sprememb. Mere glave valja se med delovanjem motorja spreminjajo zaradi povišane temperature.
Glava valja je sestavljena iz naslednjih elementov.
- Tesnilno tesnilo.
- Mehanizem distribucije plina.
- V ohišju glave valja so vsi mehanizmi in cevi hladilnega sistema, oljne žice in zgorevalna komora.
- Prekati, v katere se naknadno namestijo svečke.
- Pogon mehanizma za distribucijo plina.
- Zgorevalna komora, kjer poteka proces zgorevanja goriva.
- Obstajajo tudi pristajalna letala, ki omogočajo izpust predelanih plinov.
Vsakega od teh elementov je treba podrobneje opisati. Ventili glave valja so nameščeni v vrsti 1, od katerih je vsak nagnjen proti valjem za dvajset stopinj. Avtomobili zadnje generacije lahko uporabljajo nekoliko drugačen princip zasnove glave cilindra, vendar je na splošno vse približno enako.
Vredno je podrobneje govoriti o tesnilnem tesnilu, katerega osnova je ojačan azbest. Izdelava tega elementa iz prav tega materiala je razložena z visokimi temperaturami med delovanjem motorja z notranjim zgorevanjem, velik pritisk pa je tudi na tesnilo. Ojačano azbestno tesnilo lahko zagotovi tesnost vseh kanalov in sistemov motorja.
Če razstavite sprednji del te naprave, lahko vidite, da je tukaj nameščen pogon mehanizma za distribucijo plina skupaj z napenjalcem verige. Zgorevalne komore so v tesnem stiku z blokom, zato so mehansko obdelane. Prostornine kompresijskih komor so nekoliko manjše od velikosti batov. To je razloženo z dejstvom, da med delovanjem motorja z notranjim zgorevanjem, v trenutku, ko so bati dvignjeni, ta zasnova omogoča vrtinčenje zračnih mešanic. Posledično se izboljša sam proces zgorevanja.
Na levi strani glave valja so luknje za vžigalne svečke, tukaj so nameščeni tudi sistemi za podporo vzvoda in podložne podložke. Na vrhu glave cilindra je pokrov, ki je s sorniki pritrjen na preostali del telesa.
Glava cilindra vsebuje neodstranljive elemente. Sedeži ventilov, ki so potrebni za tesnost mehanizma za distribucijo plina, vsebujejo tudi vodilne puše. Upoštevajte, da so bili ti elementi nameščeni s stiskanjem. To pomeni, da jih ni mogoče zamenjati doma, morali se boste obrniti na servisni center ali uporabiti posebno opremo.
Nekateri lastniki avtomobilov poskušajo sami opraviti popravilo glave cilindra, vendar to ni priporočljivo, sicer lahko pride do negativnih posledic.
- Glava valja lahko spremeni obliko, zaradi česar je ogroženo tesnjenje ventilov in zgorevalne komore.
- Zaradi nepravilnega ogrevanja bo glava cilindra postala neuporabna.
- Možna je tvorba razpok in mikrorazpok, s katerimi bo onemogočeno pravilno delovanje motorja.
Popravila neodstranljivih elementov doma lahko povzročijo potrebo po nakupu nove glave valja. Nihče ne pravi, da pristojni strokovnjak ne more popraviti enega od teh delov, vendar to ni vedno mogoče.
Diagnostika in vzdrževanje
Prej ali slej bo vsak mehanizem v vozilu zahteval diagnostiko in vzdrževanje, glava motorja ni izjema od pravila. V tem primeru je glavna naloga lastnika vozila občasno diagnosticirati tiste elemente, ki najpogosteje odpovedo.
- Ventili in njihova tesnila.
- Tesnilno tesnilo.
Posebno pozornost je treba posvetiti tesnilu, če je obrabljeno, se lahko delovne tekočine mešajo, kar bo povzročilo okvaro motorja. Če hladilna tekočina pride v delovno olje, bo nastalo mehurček. Sčasoma bo to onemogočilo zagon motorja. V tem primeru bo glavni signal temperaturni senzor, ki bo pokazal vrenje motorja z notranjim zgorevanjem. Situacijo lahko ocenite tudi tako, da odstranite svečke. Zakaj so potrebna popravila? Najpogosteje se demontaži glave valja ne moremo izogniti v naslednjih primerih.
- Višina glave valja se je spremenila.
- Treba je bilo iztisniti ventile in sedeže.
- Eden ali več ventilov je prenehalo delovati in jih je treba zamenjati.
- Pokrov je potrebno brusiti.
- Zamenjati je treba tesnilno tesnilo.
- Treba se je znebiti mikrorazpok.
Če razumete, do česa bo pripeljal vsak korak, in imate potrebna orodja, lahko popravilo glave cilindra opravite doma, vendar tudi najbolj visokotehnološka oprema v rokah neizkušenega lastnika ne bo pomagala odpraviti težave.
Če imate kakršna koli vprašanja, jih pustite v komentarjih pod člankom. Nanje bomo z veseljem odgovorili mi ali naši obiskovalci
Izraz "short block" motor se najpogosteje uporablja, ko je res slabo, redkeje pa, ko želite nekaj novega. Naj pojasnimo: kratki blok motorja je sklop bloka cilindrov motorja in številnih komponent motorja, ki se najpogosteje zahteva ob izrabljenosti bata kot razlog za draga popravila. Prav kratek blok je odlična alternativa nakupu celega motorja, saj ko se batna skupina obrabi, se številni deli motorja dejansko ne obrabijo in jih ni treba menjati, zato za mnoge nima smisla kupovati celoten sklop motorja, kratek blok pa je posebej zasnovan tako, da vključuje le bistvene nadomestne komponente. Drugi primer (ko želite nekaj novega) je, ko kratek blok ni le alternativa sklopu motorja, temveč sredstvo za izboljšanje dinamike avtomobila - tako kratek blok ima lahko cilindre z bati večjega premera.
Motor s kratkimi bloki običajno vključuje bate z obročki (že vtisnjene v blok cilindrov), ojnice in ročično gred. Kratki bloki vedno zahtevajo namestitev dodatnih notranjih delov, ki vključujejo (vendar niso omejeni na):
- oljna črpalka,
- posoda za olje,
- izpušni kolektor,
- glava cilindra (glava cilindra),
- tesnila
Vendar se kratki blok razlikuje od kratkega bloka, nabor določenih komponent pa je odvisen od modela motorja in avtomobila. Veliko kratkih blokov je na voljo z odmičnimi gredmi in številnimi dodatnimi deli (vključno s tesnili, majhnim številom senzorjev).
Kratek blok 4-valjnega motorja s kompletom batov, ojnic in ročične gredi
Obstaja pa tudi tako imenovani dolgi blok - to je izboljšan in bolj popoln kratek blok, ki poleg tega, s čimer je opremljen s kratkim blokom, vključuje glavo valja, oljno posodo, izpušni kolektor, pokrov ventila in številne druge dele. Pravzaprav je dolgi blok skoraj popoln motor.
Gradnja motorjev je zelo konzervativna panoga. Vse iste motorne gredi, bati, cilindri, ventili kot pred 100 leti. Neverjetne brezročne, aksialne in druge sheme se ne želijo izvajati, kar dokazuje njihovo nepraktičnost. Tudi Wanklov motor, veliki preboj šestdesetih, je v bistvu preteklost.
Vse sodobne »inovacije«, če pogledamo od blizu, so zgolj vpeljava dirkalnih tehnologij izpred petdesetih let, začinjena s poceni elektroniko za natančnejše upravljanje strojne opreme. Napredek pri gradnji motorjev z notranjim zgorevanjem je bolj verjeten v sinergiji majhnih sprememb kot v globalnih prebojih.
In zdi se, da je greh pritoževati se. Tokrat ne bomo govorili o zanesljivosti in vzdržljivosti, a moč, čistoča in učinkovitost sodobnih motorjev bi se človeku iz sedemdesetih zdela pravi čudež. Kaj pa, če previjemo še nekaj desetletij nazaj?
Pred stotimi leti so bili motorji še karburatorski, z magnetnim vžigom, običajno nizkoventilski ali celo z "avtomatskim" sesalnim ventilom ... In o kakšnem kompresorju sploh niso razmišljali. In stari, stari motorji niso imeli dela, ki je zdaj njegov glavni sestavni del - bloka cilindrov.
Pred izvedbo bloka
Prvi motorji so imeli karter in valj (ali več valjev), niso pa imeli bloka. Presenečeni boste, toda osnova strukture - ohišje motorja - je pogosto puščala, bati in ojnice so bili odprti za vse vetrove in so bili mazani iz oljne pločevinke po metodi kapljanja. In samo besedo "ohišje motorja" je težko uporabiti za zasnovo, ki ohranja relativni položaj ročične gredi in cilindra v obliki odprtih nosilcev.
Za stacionarne in ladijske motorje podobna shema ostaja do danes, vendar so avtomobilski motorji z notranjim zgorevanjem še vedno potrebovali večjo tesnost. Ceste so že od nekdaj vir prahu, ki močno škoduje strojem.
Za pionirja na področju "tesnitve" velja podjetje De Dion-Bouton, ki je leta 1896 na trg poslalo motor s cilindrično zaprtim ohišjem motorja, znotraj katerega je bil ročični mehanizem.
Res je, da je bil mehanizem za distribucijo plina s svojimi odmikači in potiskači še vedno odprt - to je bilo storjeno zaradi boljšega hlajenja in popravila. Mimogrede, do leta 1900 se je to francosko podjetje izkazalo za največjega proizvajalca avtomobilov in motorjev z notranjim zgorevanjem na svetu, saj je proizvedlo 3.200 motorjev in 400 avtomobilov, zato je zasnova močno vplivala na razvoj gradnje motorjev.
...in potem se pojavi Henry Ford
Prva serijsko izdelana zasnova s trdnim blokom cilindrov še vedno ostaja eden najbolj množično proizvedenih avtomobilov v zgodovini. Model T Ford, predstavljen leta 1908, je imel štirivaljni motor z glavo valja iz litega železa, nožnimi ventili, bati iz litega železa in blokom cilindrov – spet iz litega železa. Prostornina motorja je bila za tiste čase precej "odrasla", 2,9 litra, moč pa 20 KM. z. Dolgo časa je veljal za precej vreden pokazatelj.
Dražji in kompleksnejši modeli so v tistih letih imeli ločene valje in ohišje motorja, na katerega so bili pritrjeni. Glave cilindrov so bile pogosto posamične, celotna struktura glave valja in samega valja pa je bila pritrjena na ohišje motorja s čepi. Po pojavu trenda k večjim komponentam je ohišje motorja pogosto ostalo ločen del, vendar so bili bloki dveh ali treh valjev še vedno odstranljivi.
V čem je smisel ločevanja valjev?
Zasnova s posameznimi odstranljivimi cilindri je zdaj videti nekoliko nenavadna, toda pred drugo svetovno vojno je bila kljub inovacijam Henryja Forda ena najpogostejših shem. Pri letalskih motorjih in zračno hlajenih motorjih se je ohranila do danes. In "boxer air" Porsche 911 serije 993 do leta 1998 ni imel nobenega bloka cilindrov. Zakaj torej ločiti cilindre?
Cilinder v obliki ločenega dela je pravzaprav zelo priročen. Lahko je iz jekla ali katerega koli drugega primernega materiala, na primer iz brona ali litega železa. Notranja površina je lahko prevlečena s plastjo kroma ali zlitin, ki vsebujejo nikelj, zaradi česar je po potrebi zelo trda. In na zunanji strani zgradite razvit plašč za zračno hlajenje. Mehanska obdelava razmeroma kompaktnega sklopa bo natančna tudi na dokaj preprostih strojih, ob dobrih izračunih pritrjevanja pa bodo toplotne deformacije minimalne. Lahko naredite galvansko površinsko obdelavo, ker je del majhen. Če ima tak valj obrabljeno ali kako drugače poškodovano, ga lahko odstranite iz ohišja motorja in namestite novega.
Obstaja tudi veliko slabosti. Poleg višje cene in visokih zahtev za kakovost izdelave motorjev z ločenimi valji je resna pomanjkljivost nizka togost takšne zasnove. To pomeni povečane obremenitve in obrabo batne skupine. In kombinacija "načela ločevanja" z vodnim hlajenjem ni zelo priročna.
Motorji z ločenimi valji so že zdavnaj zapustili mainstream - slabosti so jih odtehtale. Do sredine tridesetih let takšnih modelov v avtomobilski industriji skorajda ni bilo več. Različne kombinirane izvedbe - na primer z bloki več valjev, skupnim ohišjem motorja in glavo valja - so se pojavile v majhnih luksuznih avtomobilih z motorji prostornine (lahko se spomnite na pol pozabljene znamke Delage), vendar do konca 30ih je vse zamrlo.
Zmaga popolnoma železne konstrukcije
Dizajn, ki ga poznamo danes, je zmagal zaradi svoje preprostosti in nizkih stroškov izdelave. Velik ulitek iz poceni in trpežnega materiala po natančni obdelavi je še vedno cenejši in zanesljivejši od posameznih valjev in skrbne montaže celotne konstrukcije. In pri motorjih z nižjim ventilom so ventili in odmična gred nameščeni tam v bloku, kar dodatno poenostavlja zasnovo.
Plašč hladilnega sistema je bil ulit v obliki votlin v bloku. Za posebne primere je bilo mogoče uporabiti ločene obloge cilindrov, vendar motor na Fordu T ni imel takšnih užitkov. Bati iz litega železa z jeklenimi kompresijskimi obroči so delovali neposredno proti valju iz litega železa. In mimogrede, obroča za strganje olja v naši običajni obliki ni bilo, njegovo vlogo je igral spodnji tretji kompresijski obroč, ki se nahaja pod batnim zatičem.
Ta zasnova iz "polno litega železa" je v mnogih letih proizvodnje dokazala svojo zanesljivost in sposobnost izdelave. Množični proizvajalci, kot je GM, so ga v prihodnjih letih prevzeli od Forda.
Res je, da se je ulivanje blokov z velikim številom valjev izkazalo za tehnološko težko nalogo in številni motorji so imeli dva ali tri polbloke z več valji v vsakem. Tako so imele vrstne "šestice" tridesetih let včasih dva trivaljna polbloka, vrstne "osmice" pa so bile še bolj izdelane po tej zasnovi. Na primer, najmočnejši motor Duesenberg Model J je bil narejen natanko tako: dva polbloka sta bila pokrita z eno glavo.
Vendar pa je do začetka štiridesetih let napredek omogočil ustvarjanje trdnih blokov te dolžine. Na primer, blok Chevrolet Straight-8 "Flathead" je bil že trden, kar je zmanjšalo obremenitev ročične gredi.
Tudi litoželezni tulci v litoželeznem bloku so bili dokaj dobra rešitev. Visoko trdno legirano kemično odporno lito železo je bilo dražje kot običajno in ni bilo smisla iz njega uliti celega velikega bloka. Toda razmeroma majhen "moker" ali "suh" rokav se je izkazal za dobro možnost.
Osnovna zasnova motorjev, obvladana v predvojnih letih, se ni spremenila več desetletij zapored. Bloki valjev mnogih sodobnih motorjev so uliti iz sive litine, včasih z vložki visoke trdnosti v zgornjem mrtvem središču. Na primer, litoželezni blok ima popolnoma sodoben Renault Kaptur z motorjem F4R, o vzdrževanju katerega govorimo. Litoželezo je dobro predvsem zato, ker je blok iz njega zlahka remontiran z vrtalnimi cilindri večjega premera. Razen, seveda, če proizvajalec proizvaja bate velikosti "popravilo".
Res je, da bloki z leti postajajo vse bolj "okroženi" in manj masivni. Težko je najti številke za zgodnje bloke, vendar vzemimo dve družini motorjev z razliko nekaj več kot 10 let. Za blok serije GM Gen II iz sredine 90-ih je bila debelina stene motorjev od 5 do 9 mm. Sodobni VW EA888 iz poznih 2000-ih jih ima že od 3 do 5. Vendar očitno prehitevamo ...
Lažji blok
Redčenje sten, ki so ga oblikovalci v zadnjih letih počeli z vso močjo, kot razumete, ni edini način za zmanjšanje teže bloka. V dvajsetih in tridesetih letih prejšnjega stoletja so veliko manj razmišljali o varčevanju s težo in gorivom kot zdaj, vendar so bili prvi poskusi olajšanja. In že takrat so pomislili na uporabo aluminija.
Na dirkalnih in športnih avtomobilih tiste dobe je bilo mogoče najti simbiozo aluminijastega ohišja motorja in glave valja z bloki cilindrov iz litega železa. Nato je napredek v obdelavi kovin omogočil ustvarjanje bolj priročne različice takšne simbioze. Blok jeklenk je ostal trden, vendar je bil ulit iz aluminija, kar je zmanjšalo njegovo težo za tri do štirikrat, tudi zaradi boljših lastnosti litja kovine. Sami cilindri so bili izdelani v obliki litoželeznih tulcev, ki so bili vtisnjeni v blok.
Kartuše so bile razdeljene na "suhe" in "mokre", razlika je na splošno razvidna iz imena. V blokih s suho oblogo je bila vstavljena v aluminijast valj (ali okoli njega je bil ulit blok) z interferenčnim prilegom, "mokra" obloga pa je bila preprosto pritrjena v bloku s spodnjim koncem in pri namestitvi cilindra glave, se je votlina okoli njega spremenila v hladilni plašč. Druga možnost se je takrat izkazala za bolj obetavno, saj je poenostavila litje in zmanjšala maso delov. Kasneje pa so vse večje zahteve po strukturni togosti in zapletenost sestavljanja takšnih motorjev pustile to tehnologijo "čez krov" napredka.
Suhi tulci v aluminijastem bloku so še vedno najpogostejša možnost za izdelavo delov. In eden najuspešnejših, saj je litoželezni tulec izdelan iz visokokakovostne zlitine litega železa, aluminijast blok pa je tog in lahek. Poleg tega je teoretično ta zasnova tudi popravljiva, kot bloki iz litega železa. Navsezadnje lahko obrabljen rokav "vzamete ven" in vtisnete novega.
Kaj je naslednje?
Edina bistveno nova tehnologija v zadnjih letih so še lažji bloki z brizganjem ultra močne in ultra tanke plasti na notranjo površino valjev. O in celo podobnih strukturah sem že podrobno pisal - nima smisla ponavljati. Konceptualno imamo enak motor z notranjim zgorevanjem iz tridesetih let prejšnjega stoletja. In obstajajo vsi razlogi za domnevo, da bodo do konca "dobe z notranjim zgorevanjem", ko bodo električna vozila uresničena, motorji na tekoče ogljikovodike ostali približno enaki.
Blok cilindra
Blok cilindra ali blok motorja je jedro motorja. Na njem in v njem so nameščeni glavni mehanizmi in deli motornih sistemov. Blok jeklenk je lahko ulit iz sive litine (motorji avtomobilov ZIL-130, MA3-5335, KamAE-5320) ali iz aluminijeve zlitine (motorji GAZ-24 Volga, GAE-53A itd.). Vodoravna pregrada deli blok cilindra na zgornji in spodnji del. V zgornji ravnini bloka in v vodoravni predelni steni so izvrtane luknje za namestitev valjev. V cilindru, ki usmerja gibanje bata, poteka delovni cikel motorja. Rokavi so lahko mokri ali suhi. Obloga cilindra se imenuje mokra, če jo spere hladilna tekočina, in suha, če ni v neposrednem stiku s hladilno tekočino.
riž. 1. Blok valja in glava bloka motorja v obliki črke V: 1 - blok valja; 2 - tesnilo glave; 3 - zgorevalna komora; 4 - glava bloka; 5 - obloga cilindra; 6 - tesnilni obroč; 7 - čepi
Cilindri so lahko uliti iz sive litine skupaj s stenami vodnega plašča v obliki enega bloka ali v obliki ločenih tulcev, nameščenih v bloku. Motorje z valji, izdelanimi v obliki zamenljivih mokrih oblog, je lažje popraviti in upravljati (motorji GAZ-24 Volga, GAE-53A, ZIL-130, MA3-5335, KamAZ-5320 itd.).
Notranja površina valja, znotraj katere se giblje bat, se imenuje zrcalo valja. Skrbno je obdelan, da zmanjša trenje med premikanjem v batnem cilindru in obročih, pogosto pa je tudi utrjen, da izboljša odpornost proti obrabi in vzdržljivost. Obloge jeklenk so nameščene tako, da hladilna tekočina ne prodre vanje ali v korito in da plini ne uhajajo iz jeklenke. Prav tako je treba predvideti možnost spreminjanja dolžine oblog glede na temperaturo motorja. Za pritrditev navpičnega položaja oblog imajo poseben ovratnik za naslon na blok cilindra in namestitvene jermene. Mokre obloge v spodnjem delu so zatesnjene z gumijastimi obroči, nameščenimi v utore bloka cilindrov (motorji avtomobila KamaE-5320), v utore oblog (motorji avtomobilov MA3-5335, ZIL-130 itd.). ), ali bakrenih obročnih tesnil, nameščenih med blokom in nosilno površino spodnjega pasu obloge (motorji GAZ -24 Volga, GAE -53A itd.). Zgornji konec obloge štrli nad ravnino bloka valja za 0,02-0,16 mm, kar prispeva k boljšemu stiskanju tesnila glave in zanesljivemu tesnjenju obloge, bloka in glave valja.
riž. 2. Diagrami cilindrov motorja: a - brez oblog, vendar s kratkim vložkom (avtomobili ZIL -157 K, GAZ -52-04); b in c - z "mokrim" rokavom (dizla YAMZ-2E6 in KamAZ-5320); g - z "mokrim" tulcem, v katerega je vtisnjen kratek vložek (na GAZ -24 Volga, GAZ -5EA, ZIL -130 itd.); 1 - blok cilindra 2 g - vodni plašč; 3 - vložek; 4, 5 do 6 - obloge cilindrov; 7 - tesnilni obročki (gumijasti ali bakreni, nameščeni pod ovratnikom)
Med delovanjem motorja delovna mešanica zgori v zgornjem delu valjev. Zgorevanje spremlja sproščanje produktov oksidacije, ki povzročajo korozijo jeklenk. Za povečanje odpornosti proti obrabi jeklenk nekateri motorji uporabljajo vložke iz protikorozijske litine. Vtisnjeni so v blok cilindrov (motorji avtomobilov ZIL-130K, GAZ-52-04) ali v obloge cilindrov (motorji GAZ-24 Volga, GAZ-bZA, ZIL-130 itd.). To otežuje tehnologijo izdelave motorja. V prihodnosti oblikovalci načrtujejo uporabo posebnih kovin, kar bo odpravilo uporabo vložkov v valjih.
Prečne navpične predelne stene znotraj bloka cilindrov skupaj s sprednjo in zadnjo steno zagotavljajo njegovo potrebno trdnost in togost. V teh predelnih stenah, pa tudi v sprednji in zadnji steni bloka, so vtičnice izvrtane za zgornje polovice glavnih ležajev ročične gredi. Spodnje polovice glavnih ležajev so nameščene v pokrovih, pritrjenih na blok s čepi ali vijaki.
Pri motorjih v obliki črke V je ena od vrst bloka cilindrov nekoliko zamaknjena glede na drugo, kar je posledica lokacije dveh ojnic na ročični gredi: ena za desni in druga za levi blok. . Tako je pri motorjih v obliki črke V avtomobilov GAZ-53A levi blok cilindrov premaknjen naprej (vzdolž hoda vozila) za 24 mm, pri avtomobilih ZIL-130 pa za 29 mm glede na desni blok. Oštevilčenje valjev je najprej navedeno za desni blok cilindrov (vzdolž smeri avtomobila), nato pa za levi: valj, ki je najbližji ventilatorju, je številka ena itd.
Cilinder z glavo služi kot prostor, kjer poteka delovni proces motorja; Stene cilindra usmerjajo gibanje bata.
Blok jeklenk je celoten ulitek, v katerem so nameščeni valji. Vrstni motorji imajo en del bloka cilindrov, medtem ko imajo motorji v obliki črke V dva dela (desni in levi), združena s skupnim okrovom motorja. Blok cilindra je izdelan skupaj z ohišjem motorja. Ta ulitek, imenovan karter, služi za pritrditev in sestavljanje vseh mehanizmov in naprav motorja.
Ohišje motorja je ulito iz litega železa ali aluminijeve zlitine.
Pri vrstnih motorjih se pri izdelavi litoželeznega bloka valji ulijejo skupaj z blokom. Notranja delovna površina valjev 6, skrbno obdelana in polirana, se imenuje zrcalo valja. Med stenami cilindra in zunanjimi stenami bloka je votlina 8, ki je napolnjena z vodo, ki hladi motor, in se imenuje vodni plašč.
V primeru ulivanja ohišja motorja iz aluminijeve zlitine, pa tudi z blokom iz litega železa za motorje v obliki črke V, so valji izdelani v obliki ločenih litoželeznih oblog, nameščenih v luknje zgornje in spodnje predelne stene. blok. V bloku je rokav pritrjen z zgornjim ali spodnjim ovratnikom, ki se prilega v vdolbine predelnih sten bloka, in je vpet z glavo, nameščeno na vrhu bloka na tesnilo.
Rokav je v neposrednem stiku z vodo, ki kroži v vodnem plašču, in se imenuje "moker". V tem primeru je tulec zanesljivo zatesnjen v spodnji predelni steni bloka z uporabo bakrenega ali gumijastega obroča ali več gumijastih obročev, nameščenih spodaj v utore na tulcu.
Kratke obloge iz posebne protikorozijske litine, odporne na obrabo, so običajno vtisnjene v zgornji del bloka cilindrov ali oblog, ki so najbolj izpostavljene visokim temperaturam in jedkim vplivom izpušnih plinov, da se podaljša življenjska doba motorja. valji.
Pri spodnji razporeditvi ventilov ima ena stran vrstnega bloka motorja vstopne in izstopne odprtine ter sedeže, v katerih so nameščeni ventili. Na isti strani bloka je komora - ventilska škatla, v kateri se nahajajo deli mehanizma za distribucijo plina. Ventilska škatla je zaprta z enim ali dvema pokrovoma.
Pri razporeditvi nadzemnega ventila so potiskala in palice mehanizma za distribucijo plina nameščene v stranski komori bloka ali obeh njegovih odsekov v obliki črke V.
Pokrov krmilnega mehanizma, ulit iz litega železa ali aluminijeve zlitine, je pritrjen na sprednji del ohišja motorja. Ohišje vztrajnika iz litega železa je pritrjeno na zadnji strani ohišja motorja. Nosilci motorne gredi in odmične gredi so nameščeni v sprednji in zadnji steni ohišja motorja in njegovih notranjih predelnih stenah.
Zgornja ravnina bloka cilindrov ali vsak njegov odsek v obliki črke V je skrbno obdelan in na njej je nameščena skupna glava, ki pokriva cilindre od zgoraj. V glavi nad cilindri so vdolbine, ki tvorijo zgorevalne komore, obstaja pa tudi vodni plašč, ki komunicira z vodnim plaščem bloka. Z razporeditvijo ventilov nad glavo vsebuje glava valja tudi sedeže ventilov ter lite sesalne in izpušne odprtine. Glava ima navojne luknje za privijanje svečk.
Glava cilindra motorjev z uplinjačem je ulita iz aluminijeve zlitine. Takšna glava ima visoko toplotno prevodnost, zaradi česar se temperatura delovne mešanice v valjih motorja na koncu kompresijskih gibov zmanjša. To omogoča povečanje kompresijskega razmerja motorja brez pojava detonacijskega zgorevanja goriva med delovanjem motorja.
riž. 3. Oblike zgorevalnih komor motorja
Glava valja je pritrjena na blok z maticami na čepih ali vijakih. Med blokom in glavo je nameščeno tesnilo, ki preprečuje prehod plinov iz jeklenk in puščanje vode iz vodnega plašča na stičišču glave in bloka. Tesnilo je izdelano iz azbestne lepenke, obložene s tanko jekleno pločevino, ali azbestne lepenke, impregnirane z grafitom, s kovinskimi robovi po robovih in luknjah. Od spodaj je na prirobnico ohišja motorja na tesnilnem tesnilu pritrjena jeklena posoda. Ravnina konektorja ohišja motorja sovpada z osjo ročične gredi ali se nahaja pod njo.
Z nižjo enosmerno navpično razporeditvijo ventilov se zgorevalna komora motorja z uplinjačem premakne na stran
ventili Ta zamaknjena zgorevalna komora zagotavlja dobro vrtinčenje zmesi med kompresijo in najboljše pogoje za njeno izgorevanje. Za zmanjšanje dolžine I zgorevalne komore in izboljšanje pogojev zgorevanja delovne mešanice ter za zmanjšanje upora pretoka mešanice na vstopu v valj s takšno komoro je razporeditev spodnjih ventilov običajno uporabljen, nagnjen proti osi cilindra.
Z zgornjo enoredno razporeditvijo ventilov ima zgorevalna komora v motorjih z uplinjačem običajno polklinasto obliko, ki zagotavlja najboljše pogoje za zgorevanje delovne mešanice. Polklinasto zgorevalno komoro je zaradi enostavnosti oblike mogoče v celoti obdelati. S tem je mogoče zagotoviti natančno skladnost z prostornino zgorevalnih komor v vseh valjih in povečati enakomernost delovanja motorja.
Pri obeh oblikah zgorevalne komore se del njene površine (displacer) nahaja blizu dna bata, ko je ta nameščen v c. Takšni izpodrivalci prispevajo k boljši porazdelitvi prostornine stisnjene delovne mešanice in zmanjšajo možnost detonacije med zgorevanjem mešanice.
Pri izdelavi ohišja motorja, glave in drugih delov (pokrov zobnikov odmične gredi itd.) iz aluminijevih zlitin se skupna teža motorja bistveno zmanjša. Če se uporabljajo odstranljive obloge, je lažja izdelava ohišja motorja in priročnejše popravilo valjev, ko so obrabljeni.
Pri dizelskih motorjih je tlak plina med zgorevanjem veliko višji kot pri motorjih z uplinjačem, kar pomeni, da so dizelski deli bolj obremenjeni, zato so bolj trpežni in togi.
Blok cilindra je izdelan iz litega železa, ki je posebej močan in tog. To dosežemo s precejšnjo debelino sten cilindra in ohišja motorja, prisotnostjo večjega števila reber znotraj ohišja motorja in premikom ločilne ravnine ohišja motorja bistveno pod osjo ročične gredi. Cilindri motorja so opremljeni s suhimi (tj. brez neposrednega stika z vodo) oblogami, ki se vstavijo v izvrtane cilindre bloka, ali pa se uporabljajo mokre vložne obloge iz posebne litine. Glave cilindrov pri dizelskih motorjih so izdelane iz litega železa, zaradi česar so tudi močnejše in toge kot pri motorjih z uplinjačem.
Pri visoki stopnji kompresije se za doseganje najmanjše možne prostornine zgorevalne komore pri dizelskih motorjih uporablja le zgornja razporeditev ventilov. Pri motorjih z neposrednim vbrizgom goriva (dizelski motorji YaMZ) glava nima vdolbin nad valji, zgorevalno komoro pa tvori ustrezna vdolbina na dnu bata.
TO kategorija: - Zasnova in delovanje motorja
