Что находится в блоке двигателя

Конструкция блока цилиндров

Блок цилиндров большинства двигателей отливается из серого легированного чугуна и далее подвергается механической обработке. В таком случае рабочей поверхностью зеркала цилиндра является чугун отливки. Отверстие цилиндра растачивается под установленный размер, а после окончательной механической обработки поверхность стенок имеет микроструктуру, позволяющую удерживать необходимое количество масла.

Чугун, особенно легированный, обладает необходимой прочностью и низким коэффициентом трения в паре материалов «чугун – чугун» или «сталь – чугун», из которых изготавливаются поршневые кольца, и в паре материалов «алюминий – чугун» из которого изготавливаются поршни. При этом чугунные стенки цилиндров обладают высокой износостойкостью. Но иногда даже в чугунные блоки цилиндров, для увеличения износостойкости запрессовываются тонкостенные сухие гильзы из более износостойкого легированного чугуна. Недостатком чугуна при производстве блока цилиндров является его большой удельный вес.

Для улучшения динамики автомобиля конструкторы всеми силами стараются уменьшить вес всех компонентов автомобиля, включая двигатель. Поэтому блок цилиндров двигателя многих современных автомобилей отливается из алюминиевого сплава. Алюминий, кроме малого веса не имеет никаких преимуществ перед чугуном, но при этом появляются новые трудности. Алюминиевые сплавы гораздо мягче чугуна, поэтому для обеспечения необходимой жёсткости блока приходится делать более толстыми несущие стенки блока и делать сложную систему рёбер жёсткости.

Алюминий имеет более высокий коэффициент температурного расширения, поэтому приходится более строго контролировать зазоры между различными деталями двигателя. Поршни всех современных двигателей, для облегчения веса, изготавливаются чаще всего из алюминиевых сплавов. Но коэффициент трения в паре материалов «алюминий –алюминий» очень большой и алюминий обладает низкой износостойкостью. Поэтому поверхность цилиндров должна быть изготовлена не из алюминия, а из другого материала.

В алюминиевых блоках тонкостенные чугунные гильзы из износостойкого чугуна вплавляются в алюминиевую отливку при изготовлении отливки блока. Но стенки цилиндров самых современных двигателей с алюминиевым блоком при помощи современных технологий могут быть покрыты гальваническим способом специальным износостойким металлом. Или при помощи самых современных технологий осуществляется поверхностное упрочнение стенок цилиндров.

При отливке блока цилиндров специальные технологии повышают концентрацию кремния в поверхностном слое стенок цилиндров, далее при помощи химических реакций из поверхностного слоя стенок цилиндров удаляется алюминий. В результате этого упрочнения износостойкость стенок цилиндров превышает по этому показателю цилиндры, изготовленные из чугуна. Но в этом случае, для снижения коэффициента трения между алюминиевым блоком цилиндров и алюминиевыми поршнями, поршни покрываются тонким слоем железа. Отсутствие чугунных гильз значительно уменьшается вес блока цилиндров. Иногда в блок цилиндров вставляются съёмные гильзы, которые герметизируются в блоке цилиндров при помощи медных или резиновых прокладок.

Съёмные гильзы имеют преимущество в том, что после предельного износа их можно заменить новыми, изготовленными или отремонтированными (расточенными под ремонтный размер) с высокой точностью в заводских условиях. Применение съёмных гильз упрощает ремонта двигателя. Но в последнее время такие гильзы применяются довольно редко, поскольку блоки цилиндров со вставными гильзами имеют некоторые, присущие им недостатки. При перегреве двигателя происходит разгерметизация посадки гильзы в блоке, в результате которой происходит утечка охлаждающей жидкости.

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.

Читайте также:  Ремонт двигателей ваз пропало давление масла

Источник

Устройство блока и головки блока цилиндров двигателя

Блок цилиндров (БЦ) и головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя являются основными частями любого ДВС. В них находятся механизмы и узлы, обеспечивающие работу мотора. При работе БЦ и ГБЦ подвергаются серьезным нагрузкам и перепадам температур, поэтому очень важны материалы и качество их изготовления. Также важным фактором является точность и степень механической обработки.

Блок цилиндров

Блок цилиндров или шорт-блок является самой большой частью двигателя. Остальные элементы, так или иначе, крепятся к нему. В верхней части БЦ находятся колодцы цилиндров. Вокруг них выполнены полости для жидкостного охлаждения (рубашка охлаждения). В нижней части, которая называется картером, располагается коленчатый вал, к которому крепятся шатуны и поршни. То есть блок является местом расположения всего кривошипно-шатунного механизма. Также в нем выполнены каналы системы смазки.

Блок цилиндров двигателя V8

БЦ изготавливают цельной деталью при помощи литья. В качестве основного материала для изготовления служит чугун или алюминиевые сплавы. БЦ из алюминиевых сплавов значительно легче по весу, но проигрывает в прочности и цене. Чугун доступнее и прочнее.

Цилиндры и хонингование

Рабочие цилиндры могут быть выполнены непосредственно как часть блока, а могут применяться гильзы. На поверхность цилиндров наносится специальный никелькремниевый сплав – никасил. Это очень прочный материал, защищающий кольца поршня от трения. Поверхность полируется до зеркала, чтобы свести к минимуму трение в условиях ограниченного поступления масла.

Хон цилиндра

Для улучшения смазки внутренней поверхности цилиндров применяют хонингование. Хон наносится специальным инструментом с головкой и абразивными брусками. В итоге на поверхности образуется выгравированная сетка. В ее желобках лучше удерживается масло. На внутренних стенках с хоном образуется масляная пленка, в результате чего значительно снижается трение и повышается ресурс деталей. Повторное хонингование, как правило, делается во время расточки двигателя или замены гильз.

Гильзы

Гильзы применяются в блоках из алюминиевых сплавов, так как алюминий менее стоек к нагрузкам и тяжелым температурным режимам, в отличие от чугуна. Они бывают съемными и несъемными. Последние выполняются путем запрессовки в блок. Также гильзы делят на «мокрые» и «сухие». «Мокрыми» называют гильзы, которые непосредственно соприкасаются своими стенками с охлаждающей жидкостью в рубашке охлаждения блока. Таким образом, достигается лучшее охлаждение. «Мокрые» гильзы легко заменить. Часто их применяют на сельхозтехнике, тягачах и другом спецтранспорте.

«Сухие» гильзы чаще всего несъемные и запрессованы в тело цилиндра, что обеспечивает цельность и жесткость всего блока. Но «сухие» гильзы хуже отводят тепло, чем «мокрые».

Расточка и гильзовка блока цилиндров

После появления дефектов и выработки на стенках применяют расточку цилиндров. Со стенок снимается металл определенной толщины, а затем устанавливаются другие ремонтные поршни и кольца под новый размер. Число расточек ограничено, так как объем постепенно увеличивается, а прочность снижается.

После максимального числа расточек применяют гильзовку. Это сложный процесс, который можно сделать только при наличии специального оборудования. «Мокрые» гильзы поменять намного легче, даже в полевых условиях. Если установлены «сухие» гильзы или это монолитный чугунный блок, то он растачивается под новые гильзы, которые запрессовываются с высокой точностью. Сам блок нагревается до 150-200 градусов, а новая гильза охлаждается. Так достигается наиболее плотная и точная посадка.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров устанавливается сверху блока и является, по сути, крышкой, которая его закрывает. Для изготовления ГБЦ применяются в основном алюминиевые сплавы. Крепится головка к блоку с помощью шпилек или болтов, которые затягиваются динамометрическим ключом в строгой последовательности, как указано в руководстве по ремонту конкретного автомобиля.

Читайте также:  Автозапуск двигателя как вставлять ключ

Головка блока цилиндров

Камеры сгорания образуются путем плотного прилегания ГБЦ к БЦ. Чтобы отработавшие газы не проникали между головкой и блоком цилиндров, устанавливается уплотнительная прокладка. Она основана на асбестографитовой основе и способна выдерживать рабочую температуру и давление.

ГБЦ в сборе состоит из следующих элементов:

  • корпус с камерами сгорания, патрубками, масляными и каналами системы охлаждения;
  • газораспределительный механизм (впускные и выпускные клапаны, коромысла и толкатели);
  • распределительные валы с приводом от коленвала;
  • отверстия для свечей зажигания;
  • впускные и выпускные коллекторы для подачи воздуха и отвода отработавших газов;
  • прокладка ГБЦ.

На современных двигателях клапаны ГРМ и распредвал находятся именно в головке блока. Но раньше были моторы с нижним распредвалом. В V-образных двигателях на каждый ряд цилиндров устанавливается отдельная головка блока.

В передней части ГБЦ находится цепной или ременный привод газораспределительного механизма. По обеим сторонам на фланце крепятся впускной и выпускной коллекторы. Также рядом расположены патрубки для подвода охлаждающей жидкости.

Клапанная крышка

Клапанная крышка закрывает ГБЦ и газораспределительный механизм. Она крепится к головке с помощью болтов. Между головкой и крышкой также устанавливается прокладка для плотного и герметичного соединения. Это нужно, чтобы масло в процессе работы не вытекало наружу, а внутрь не попадали грязь и пыль. Также на крышке располагается маслозаливная горловина.

Клапанная крышка Chevrolet Lacetti

Ранее крышки изготавливались из стали, но на современных двигателях отдают предпочтения алюминиевым или пластиковым. Это снижает уровень шума, повышает надежность и доступность детали.

Блок цилиндров и головка блока цилиндров составляют основу двигателя. Многое зависит от материалов и качества их изготовления. При правильной эксплуатации и своевременном обслуживании они прослужат очень долго.

Источник

Что такое блок цилиндров?

Блок цилиндров – это основная деталь не только кривошипно-шатунного механизма, но и двигателя. Это каркас или скелет, если хотите, двигателя. С него все начинается.

Ведь как строиться двигатель на заводе? Сначала создается блок и уже затем, на него навешивают, накручивают и прикручивают все остальные детали и механизмы. Поэтому блок цилиндров, еще и самая большая деталь.

Что из себя представляет блок цилиндров?

По сути, это металлический короб, отлитый из легированного чугуна или алюминиевого сплава. После отливки, в блоке вытачиваются и просверливаются все технологические отверстия, каналы, цилиндры и прочее. Эта процедура, очень важная стадия создания двигателя, так как это напрямую влияет на то, будет ли будущий двигатель вообще работать, а если и будет, то как долго. И самым важным здесь, является выточка и обработка рабочей поверхности цилиндров, которая не зря называется зеркалом цилиндра, ведь по этому зеркалу будет ходить поршень. Поэтому в цилиндрах, должно быть минимум трения и максимум скольжения, а так же огромная прочность и температурная стойкость.

Но не все блоки проходят через процедуру создания цилиндров. Бывают двигатели со вставными цилиндрами. Эти вставные цилиндры, называются гильзами. И это уже отдельная деталь, с помощью которой, значительно упрощается создание блока цилиндров, ведь в этом случае, достаточно, просто сделать отверстия для гильз, а не заниматься обработкой поверхности. Также, благодаря гильзам повышается ремонтопригодность двигателя и следовательно срок его службы.

Блок цилиндров, хоть и одна целая деталь, но его можно условно разделить на 2 части: верх и низ. Верх блока, является наиболее рабочей частью двигателя, а также одним из элементов такого понятия, как цилиндро-поршневая группа (ЦПГ). В верхней части блока расположены также масляные и жидкостные каналы, по которым подается моторное масло и циркулирует охлаждающая жидкость.

Читайте также:  Двигатель жигулей работает рывками

Нижняя часть блока, называется картером. Картер, закрытый снизу масляным поддоном, образует собой полость, в которой умещается коленчатый вал с шатунами и масляный насос, погруженный в моторное масло.

Неисправности блока, при правильной эксплуатации двигателя, сводятся лишь к механическому износу рабочих поверхностей цилиндров и в редких случаях, к износу посадочных мест подшипников и шеек коленчатого вала. Но если эксплуатация была неправильная, то неисправностей может быть целый букет:

— При несвоевременной замене и неправильном выборе масла, могут образовываться отложения на стенках картера и внутри масляных каналов, что рано или поздно приведет к масляному голоданию трущихся поверхностей и дальше к закономерному выходу двигателя из строя.

— При использовании охлаждающей жидкости плохого качества, или смешивании разных типов охлаждающих жидкостей (вода, тосол, антифриз) в жидкостных каналах блока двигателя, может начаться бурный коррозионный процесс, естественно с выделением ржавчины. Эта ржавчина может засорить жидкостные каналы и двигатель будет перегреваться или как минимум работать не в оптимальных температурных режимах, что со временем приведет к течи охлаждающей жидкости из заглушек, теплообменников, каких-нибудь разных трубок и патрубков, и опять же вызовет перегрев двигателя и возможно выход из строя. Также охлаждающая жидкость может использоваться не по сезону. Я имею ввиду воду. Вообще вода, хороший охладитель двигателя и она хорошо отдает это тепло в салон автомобиля. Но ей надо еще уметь пользоваться. Как именно это делать, знают в большинстве своем, разве что профессиональные водители, но и то далеко не все. Суть в том, что вода, как вы все знаете, замерзает при отрицательных температурах. И когда она замерзает, она расширяется, то есть того объема, в котором она находилась, будучи в жидком состоянии, ей может просто не хватить. И эта вода на самом деле настолько сильна, что при расширении, запросто рвет металлический блок цилиндров, образовывая в нем трещины, которые очень вероятно, починить уже не получиться и двигатель будет подлежать списанию.

Тут еще есть одна тонкость, даже зная и помня о проблеме с замерзанием воды, вы все же можете с этим явлением, ненароком столкнуться, а именно все дело в термостате. Пока двигатель не достиг определенной температуры, термостат закрыт, охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу, а та вода которая осталась за термостатом, естественно замерзнет и может повредить патрубки и радиатор охлаждения. Решается эта проблема удалением термостата из системы охлаждения.

Но что-то я отошел от темы, вернемся к блоку цилинров.

— Блок цилиндров может быть поврежден чисто механически, крутящимися деталями внутри него. Так называемый «кулак дружбы» двигатель может вам показать. Это когда в блоке цилиндров образуются дыры от удара и даже может оттуда что-либо торчать. Это механическое разрушение может быть вызвана разными причинами (неправильная сборка двигателя, неисправность систем и механизмов, запредельные режимы работы двигателя), но так или иначе, здесь чаще всего виноват человеческий фактор.

При правильной эксплуатации двигателя и грамотном его обслуживании, всех вышеперечисленных проблем не случается и блок двигателя служит минимум столько, сколько ему предназначено заводом изготовителем.

Источник