Из чего состоит блок цилиндров двигателя

Устройство блока цилиндров двигателя: просто о сложном

Блок цилиндров двигателя — это деталь 2-х и более цилиндровых поршневых двигателей. Блок цилиндров выполняет две основные функции: он является корпусом для размещения всех узлов, механизмов и деталей двигателя. Второе – блок цилиндров основа для навесных частей двигателя: картер, головка блока цилиндров.

Материал изготовления блока цилиндров

Чугун – традиционный материал, из которого до недавнего времени изготавливались блоки. Чугун применяется с добавками: никель, хром. Положительные качества чугунного блока цилиндров: меньшая чувствительность к перегреву, жёсткость, необходимая при высокой степени форсировки двигателя. Минус – большая масса, которая влияет на динамику легкового автомобиля.

Алюминий – занимает второе место в изготовлении блоков цилиндров. Положительными качествами алюминиевого блока являются: лёгкость и лучшее охлаждение. Как недостаток отмечается проблема с подбором материала, из которого должен выполняться цилиндр.

В современных условиях, для изготовления цилиндров в алюминиевые блоки цилиндров двигателя разработаны технологии: Locasil – запрессовка гильз из алюминий — кремния, Nicasil – в виде никелевого покрытия на алюминиевой поверхности блока цилиндров.

Недостатком никасиловой технологии считается то, что при прогаре поршня или обрыве шатуна, никелевое покрытие выходит из строя и блок цилиндров не подлежит ремонту. Он меняется в сборе. В отличие от чугунного, который подвергается расточке и гильзованию ремонтным комплектом.

Блок цилиндров из магниевого сплава сочетает в себе твердость чугунного, и лёгкость алюминиевого. Но, такой блок очень дорогое удовольствие и на конвейерном производстве не применяется.

Каждый из материалов имеет свои плюсы и минусы, поэтому однозначно заявлять какой из них лучше, некорректно.

Основные требования к блоку цилиндров двигателя

  • отверстия всех постелей должны обеспечивать соосность;
  • постели должны иметь одинаковый диаметр. Исключение составляют специальные конструкции;
  • оси постелей и плоскости блока цилиндров должны быть идеально параллельны.

Обзор основных деталей блока цилиндров

Цилиндр двигателя. Основной деталью цилиндра двигателя является гильза. Применяются два типа гильз:

  • гильзы, впрессованные непосредственно в блок цилиндров. Как правило, в алюминиевых блоках;
  • съёмные гильзы, которые подразделяются на «мокрые» и «сухие».

Головка блока цилиндров. В её состав входят: камера сгорания, места крепления ГРМ, рубашка охлаждения и каналы смазки, резьбовые отверстия для свечей (форсунок), отверстия для впускных и выпускных каналов.

ГБЦ крепится к блоку цилиндров сверху. Отдельным пунктом нужно отметить технологию крепления ГБЦ к блоку цилиндров. Она требует специальных болтов крепления и выполнения инструкций производителя. Затяжка ГБЦ производится только при помощи динамометрического ключа с соблюдением рекомендуемых параметров момента затяжки и схемы затяжки болтов.

Картер двигателя. В ДВС картер является частью блока цилиндров. Снизу картер закрывается поддоном. По сути, картер – это корпус для кривошипно-шатунного механизма. Крепится к блоку цилиндров снизу.

Удачи вам при изучении и эксплуатации блока цилиндров двигателя.

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?

Читайте также:  Как завести старый двигатель

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.

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.

Читайте также:  Рабочая температура двигателя м52ту

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

Автомобиль от А до Я: устройство двигателя внутреннего сгорания

Новая рубрика, готовьтесь! Будет много познавательного текста с картинками.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сердцем автомобиля. Главная особенность этих двигателей заключается в том, что воспламенение топлива происходит внутри камеры сгорания (КС), а не в сторонних внешних агрегатах.

В процессе работы тепловая энергия, выделяемая, вследствие, сгорания топлива, преобразуется в механическую.

По применяемому топливу

— легкие жидкие (газ, бензин)

— тяжелые жидкие (дизельное топливо)

— Бензиновые двигатели

Бывают двух типов: бензиновые карбюраторные и бензиновые инжекторные.

В первом случае смесеобразование (смешивания топлива с воздухом) происходит в карбюраторе или во впускном коллекторе с помощью форсунок. Далее, смесь попадает в цилиндр, сжимается и поджигается искрой от свечи.

Во втором же случае, топливо впрыскивается во впускной коллектор или в цилиндр с помощью инжекторов (распыляющие форсунки).

— Дизельные двигатели

Специальное дизельное топливо (ДТ) подается в определенный момент (не доходя до мертвых точек) в цилиндр под высоким давлением с помощью форсунки.

Движение поршня сжимает смесь еще сильнее, топливо нагревается, с последующим воспламенением горючей смеси (за счет высокого давления).

Такие двигатели характеризуются малыми оборотами и высоким крутящим моментом.

— Газовые двигатели

В качестве топлива, двигатель использует углеводороды. В основ, такие двигатели работают на пропане, но встречаются и другой газ в качестве топлива.

Главное отличие от других двигателей — высокая степень сжатия. Такие двигатели меньше изнашиваются благодаря тому, что топливо уже подается в газообразном состоянии. Также, экономичность газовых двигателей на лицо — газ дешевле бензина.

Стоит отметить и экологичность — отсутствует дымность двигателя.

По способу воспламенения

— от искры (бензиновые)

— от сжатия (дизельные)

По числу и расположению цилиндров

— Рядный двигатель

Наиболее распространенная компоновка, цилиндры расположены в один ряд перпендикулярно коленчатому валу. Такие двигатели просты в конструкции, но при большом количестве цилиндров — увеличивается размер двигателя в длину.

— V-образный

Для уменьшения длины агрегата, цилиндры располагают под углом от 60 до 120 градусов, при этом, продольные оси цилиндров совпадают с продольной осью коленчатого вала.

Двигатель получается довольно небольших размеров в продольном отношении (короткий).

Из минусов: довольно большая ширина двигатели и раздельные головки блока, что приводит к увеличению себестоимости при изготовлении.

— Оппозитный

Горизонтально-оппозитный двигатель имеет меньшие габариты по высоте, что позволит снизить центр тяжести всего автомобиля. Из плюсов можно выделить: компактность, симметричность компоновки.

— VR-образный

За счет 6-ти цилиндров, расположенных под углом 150 градусов, образуется весьма компактный (узкий и короткий) двигатель. А также, этот двигатель имеет всего одну головку блока.

— W-образный

В этих двигателях соединены два ряда цилиндров в VR-исполнении.

Угол расположения цилиндров равен — 150 градусам, а сами ряды — под углом 720 градусов.

Штатный автомобильный двигатель состоит из 2-х механизмов и 5-ти систем.

Механизмы

  • кривошипно-шатунный механизм;
  • газораспределительный механизм.

Системы

  • охлаждение
  • смазка
  • питание
  • зажигание
  • выпуска отработавших газов

Рассмотрим механизмы двигателя подробнее.

Кривошипно-шатунный механизм

Данный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

Читайте также:  Starline a62 запуск двигателя

В свою очередь, кривошипно-шатунный механизм состоит из:

1) блока цилиндров с картером;

2) головки блока цилиндра;

3) поддона картера двигателя;

6) коленчатого вала;

Блок цилиндров

Представляет собой цельноотлитую деталь, объединяющей цилиндры двигателя. На нем располагаются опорные поверхности для установки коленчатого вала, а к верхней части, как правило, крепится головка блока цилиндров.

Цилиндры в блоке делаются либо отлитыми заедино с блоком, либо представляют собой отдельные сменные втулки.

Также, блок отрабатывает еще, не менее важную, функцию — по отверстия в блоке под давлением подается масло для смазки.

Внутренние стенки цилиндров служат направляющими для поршней во время их перемещения.

Головка блока цилиндров

Непосредственно в головке цилиндров располагается камера сгорания, свечи, клапаны, также в ней, на подшипниках, вращается распределительный вал с кулачками. Присутствуют отверстия, как и в блоке цилиндров, для смазывающих веществ.

Головка крепится к блоку цилиндра, образуя основной агрегат двигателя.

Поддон картера

Картер отливается вместе с блоком цилиндров. Его прямое назначение — резервуар для масла. В нижней части присутствует пробка для того, чтобы была возможность слить старое масло при его замене. Поддон крепится к картеру болтами, а во избежания утечки масла — ставится прокладка.

Поршень

Цилиндрическая деталь, которая совершает возвратно поступательное движение внутри цилиндра.

Поршень состоит из: днища, уплотняющей части, направляющей части (юбка).

Форма днища зависит от возложенных на поршень задач. Вогнутое днище позволяет создать более рациональную камеру сгорания. Выгнутое — делает поршень прочнее, но уменьшается рациональность камеры сгорания.

Днище с уплотняющей частью образуют головку поршня. В уплотняющей части располагаются маслосъемные и компрессионные кольца.

Юбка поршня служит для направления движения в цилиндре.

Шатун

Именно шатун соединяет поршень (с помощью поршневого «пальца») с коленчатым валом (с помощью шатунной шейки коленчатого вала). Предназначен для передачи возвратно поступательного движения.

Для того, чтобы снизить износ шатунных шеек коленчатого вала, между ними и шатунами помещаются антифрикционные вкладыши.

Коленчатый вал

Деталь сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент.

Коленчатый вал имеет сложную форму и выполняется из сталей или чугунов.

Маховик

Маховик — зубчатое колесо, предназначенное для: запуска двигателя, соединения двигателя с трансмиссией, передачи крутящего момента с двигателя на коробку передач и стабилизирует работу коленчатого вала.

Газораспределительный механизм

— впускных и выпускных клапанов.

Распределительный вал

Как правило (в современных автомобилях) расположен в верхней части головки цилиндров.

Неотъемлемой частью распредвала являются его кулачки. Их ровно столько, сколько впускных и выпускных клапанов. Эти кулачки надавливая на рычаг толкателя клапана, открывают его, а «сбегая» с рычага, клапан закрывается от действия возвратной пружины.

Клапана

Клапан состоит из плоской шляпки (головки) и стержня. Причем, диаметр головки впускного клапана делают несколько больше, чем диаметр головки выпускного клапана (это делается для лучшего наполнения топливом цилиндров).

Принцип работы двигателя

Определения

Верхняя мертвая точка – крайнее верхнее положение поршня в цилиндре.

Нижняя мертвая точка – крайнее нижнее положение поршня в цилиндре.

Ход поршня – расстояние, которое поршень проходит от одной мертвой точки до другой.

Камера сгорания – пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в верхней мертвой точке.

Рабочий объем цилиндра – пространство, освобождаемое поршнем при его перемещении из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку.

Рабочий объем двигателя – сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. Выражается в литрах, поэтому часто называется литражом двигателя.

Полный объем цилиндра – сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия – показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания.

Компрессия – давление в цилиндре в конце такта сжатия.

Такт – процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня.

Источник

Adblock
detector