Блок картеры цилиндры гильзы (6 видео)

Цилиндр вместе с головкой и поршнем образует замкнутый объем, в котором протекает тепловой процесс работы двигателя внутреннего сгорания.

Цилиндры двигателя испытывают действие силы давления газов Pv и температурной нагрузки. Сила давления газов на поршень раскладывается на боковую силу N, прижимающую поршень к цилиндру, и на силу Fm, направленную вдоль шатуна (рис. 1).

Боковая сила, меняясь по значению и направлению, приводит к изгибу и вибрации цилиндра. Следствием действия боковой силы является интенсивное трение и износ контактирующих поверхностей цилиндра и поршня в зоне действия этой силы.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Верхняя часть цилиндра, где происходит воспламенение и сгорание топлива, подвергается нагреву (tz = 2000… 2500 °С) и коррозирующему воздействию продуктов сгорания.

Цилиндры по конструкции можно подразделять на три основные группы:
а) цилиндры, изготовленные в виде отдельных деталей, которые крепятся к общему картеру (рис. 2, а);
б) цилиндры в виде одной общей отливки — блока цилиндров (рис. 2, б), который крепится к картеру;
в) цилиндры, отлитые как блок совместно с верхней частью картера, — блок-картер (рис. 2, в).

Цилиндры индивидуального изготовления крепятся к картеру при помощи несущих шпилек, которые ввертывают в тело картера и прижимают к нему цилиндр с головкой. Давление газов в этом случае через головку цилиндра передается на шпильки. Таким образом, шпильки воспринимают продольные усилия, а цилиндры нагружены давлением газов только в радиальных направлениях.

Такая конструкция цилиндров весьма технологична в изготовлении, проста в техническом обслуживании и ремонте, однако недостаточно жестка. Применяется на двигателях с воздушным охлаждением.

Цилиндры, изготовленные индивидуально или в виде блока, крепятся к картеру болтами. Такие цилиндры подвержены действию газов как в продольном, так и в радиальных направлениях. Блочная конструкция цилиндров обеспечивает достаточную жесткость и возможность применения жидкостного охлаждения.

Видео:Выступ гильзы над блоком цилиндровСкачать

Цилиндры, выполненные совместно с картером в виде блочной отливки, наиболее распространены. Они отличаются большой жесткостью и прочностью конструкции, хотя несколько сложны в изготовлении и ремонте. Двигатели с такой конструкцией цилиндров имеют жидкостное охлаждение и допускают применение вставных гильз. Продольная нагрузка от газов здесь воспринимается блоком рубашек охлаждения.

Поскольку цилиндры изнашиваются значительно быстрее, чем другие элементы блока, в большинстве современных двигателей цилиндры изготавливают в виде сменных гильз, вставляемых в соответствующие гнезда блока.

Гильзы цилиндров могут быть сухими (не соприкасаются с охлаждающей жидкостью) или мокрыми (наружные нерабочие поверхности таких гильз омываются охлаждающей жидкостью). На рисунке 3 представлены конструктивные схемы гильз цилиндров.

Двигатель, схема которого показана на рисунке, имеет блок-картер с водяной рубашкой и цилиндрами в виде специальных расточек. В верхней наиболее нагруженной части цилиндра сделана дополнительная расточка цилиндра под больший диаметр и запрессована короткая сухая гильза из антикоррозионного (кислотоупорного) чугуна. Такая конструкция цилиндров позволяет несколько увеличить срок службы двигателя и при необходимости заменить изношенные гильзы.

Однако чаще применяют двигатели с вставными мокрыми гильзами (рис. 3, б), которые в случае износа могут быть заменены без выбраковки всего блок-картера.

В последнее время все большее применение находят двигатели с комбинированными гильзами цилиндров (рис. 3, в). Мокрые гильзы имеют расточки в верхней части для запрессовки в них коротких сухих гильз из высокопрочного антикоррозионного чугуна. При изготовлении комбинированной гильзы расход высококачественного чугуна значительно снижается.

Читайте также: Род барабана в форме вытянутого цилиндра 8 букв

Вставные гильзы обычно изготовляют из высокопрочного чугуна, а для повышения твердости и износостойкости их рабочую поверхность подвергают закалке с нагревом токами высокой частоты.

Видео:износ гильзы поршневого цилиндра ее проверка с помощью нутромера.Скачать

Внутренняя тщательно обработанная рабочая поверхность называется зеркалом цилиндра. Она обрабатывается с большой точностью: ее овальность и конусность не должны превышать более 0,02 мм.

При установке мокрой гильзы в блок-картер добиваются, чтобы охлаждающая жидкость не попадала в поддон картера и в цилиндр и чтобы обеспечивалась возможность свободного изменения длины гильзы при ее нагревании и охлаждении.

Герметичность посадки гильзы по нижнему посадочному пояску в блок обеспечивается резиновыми уплотняющими кольцами в канавках гнезда или гильзы, по верхнему — за счет плотной посадки специально обработанного буртика и пояска гильзы. Иногда под буртик гильзы устанавливают медное уплотняющее кольцо.

Верхний торец гильзы несколько выступает над плоскостью блок-картера, что необходимо для надежной фиксации гильзы в гнезде и тщательного уплотнения цилиндра путем обжатия прокладки между головкой и блоком цилиндров.

Таким образом, гильза, зафиксированная в верхней части, может свободно удлиняться в сторону нижнего торца, не нарушая герметичности водяной рубашки и цилиндра.

Блок-картер вляется остовом двигателя. Он представляет собой литую, коробчатой формы деталь, на внешних поверхностях которой и внутри устанавливаются детали и узлы двигателя. Сверху к блок-картеру крепят головки цилиндров, снизу — поддон картера. Для надежного уплотнения рабочих полостей цилиндров и картера на плоскости разъема блок-картера с головками цилиндров и поддоном укладывают уплотнительные прокладки.

Материалом для изготовления блок-картеров являются серый чугун и алюминиевый сплав, обладающие хорошими литейными свойствами.

Головка цилиндров плотно закрывает цилиндры сверху, образуя камеры сгорания, в которых происходит воспламенение и интенсивное горение топлива. Форма камеры сгорания оказывает решающее влияние на использование теплоты при работе двигателя — быстроту и полноту сгорания топлива. Камера сгорания должна обеспечивать достаточное завихрение свежего заряда для получения легковоспламеняемой однородной рабочей смеси, быть компактной (иметь минимальное отношение поверхности стенок к объему), чтобы сократить потери теплоты через стенки к концу сжатия.

Головка цилиндров двигателя с расположением клапанов в блок-картере и с жидкостным охлаждением имеет камеры сгорания, двойные стенки для образования водяной рубашки охлаждения, отверстия для установки свечей зажигания и для крепления головки к блоку цилиндров.

В случае расположения клапанов в головке цилиндров последняя значительно усложняется. Такая головка, кроме камер сгорания, водяной рубашки, отверстий для свечей зажигания или форсунок, имеет также впускные и выпускные каналы с клапанами. На головке цилиндров монтируются детали привода клапанов.

Головки цилиндров отливают из чугуна или алюминиевого сплава. Алюминиевый сплав легче чугуна и лучше отводит теплоту.

Видео:Опрессовка блока цилиндров а/м УАЗ (УМЗ-421, гильзы цилиндров)Скачать

Уплотнительную прокладку между головкой цилиндров и блок-картером изготавливают из упругих, теплостойких материалов: асбеста, мягкой стали, меди, алюминия. На тракторных дизелях и карбюраторных двигателях применяют комбинированные асбостальные или медноасбестовые уплотнительные прокладки.

Наиболее распространенные асбостальные прокладки состоят из каркаса тонколистовой мягкой стали, по обе стороны которого накладывают листы прессованного асбеста. Окна и отверстия прокладки окантовывают стальным листом. Наружную поверхность асбестовых листов покрывают тонким слоем графита.

Читайте также: Ремонт тормозного цилиндра питбайк

Блок картеры цилиндры гильзы

Картер, цилиндры, их головки и другие неподвижные (корпусные) детали, образующие остов двигателя, нагружаются силами давления газов и силами инерции от масс, совершающих возвратно-поступательное и вращательное движения, моментами от этих сил, испытывают упругие и тепловые воздействия. Поэтому корпусные детали и остов двигателя в целом должны обладать высокой прочностью и жесткостью.

Картер является главным из элементов остова (корпуса) двигателя. С внешней стороны к нему крепят цилиндры, а внутреннюю его полость занимает коленчатый вал с его опорами. В картере размещают также основные устройства механизма газораспределения, различные узлы системы смазки с ее сложной сетью каналов и чаще всего с емкостью для смазочного масла и другое вспомогательное оборудование. К одной из торцовых стенок картера в автомобильных двигателях крепят кожух маховика, к боковым – кронштейны или лапы для установки двигателя на подмоторную раму. В двухтактных двигателях с кривошипно-камерной продувкой цилиндров внутреннюю полость картера используют в качестве камеры для продувки цилиндров. Длина картера зависит от размера и числа цилиндров в ряду, а поперечное сечение его внутренней полости определяется в основном радиусом кривошипа и размерами шатуна.

В автомобильных двигателях с жидкостным охлаждением блок цилиндров обычно представляет собой единую отливку с верхней половиной картера и вместе они образуют блок-картер. Подобная монолитная отливка обладает большой жесткостью в плоскостях действия сил инерции, сил давления газов и их моментов. Высокая жесткость блок-картеров обеспечивает минимальные деформации в зонах коренных подшипников, гильз цилиндров и плоскости стыка с головкой цилиндров. Кроме того, в этом случае наружные стенки и внутренние перегородки могут быть сделаны более тонкими, что несколько снижает массу блок-картера и уменьшает расход металла.

В общем случае блок-картер представляет собой сложную пространственную конструкцию коробчатой формы (рис.1), которая воспринимает все силовые нагрузки, возникающие в процессе осуществления рабочего цикла, действующие на остов двигателя.

Блок-картер отливают из легированного чугуна или из алюминиевого сплава с хорошими литейными свойствами. Алюминиевые блоки подвергают искусственному старению для снятия внутренних напряжений в отливке. При переходе от чугунных отливок к алюминиевым значительно (до 60%) может быть снижена масса двигателя. Недостатками применения алюминиевых отливок для блок-картера являются большие температурные деформации, приводящие к изменению геометрической формы опорных поверхностей, и более низкая механическая прочность.

Картеры поршневых двигателей автомобилей делают разъемными и неразъемными. Наибольшее распространение получили разъемные картеры с горизонтальной плоскостью

Видео:Cat15. часть11. установка гильз.Скачать

разъема, параллельной оси коленчатого вала (рис. 2).

Блок-картер горизонтальной перегородкой разделен на две части. В нижней части (рис.3,б) в вертикальных перегородках расположены опоры коленчатого вала, в верхней (рис.3,а) – гильзы цилиндров.

Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами (рис.4,а) либо иметь вставные сменные гильзы (рис,4,б).

Рисунок 4 – Схемы цилиндров двигателя

При применении сменных гильз упрощается изготовление блок-картера, появляется возможность применения для гильз более износостойких материалов, снижаются трудоемкость и затраты при ремонте двигателя, так как в этом случае при выходе из строя одного цилиндра нет необходимости подвергать ремонту весь блок.

В результате непосредственного контакта внешней поверхности гильзы с охлаждающей жидкостью улучшается теплоотвод, стабилизируется температурный режим поршня и цилиндра, снижается тепловая напряженность и повышается долговечность сопряжения.

Читайте также: Правильная четырехугольная призма вписана в цилиндр высота призмы равна

В V -образных двигателях, вследствие крепления на одной шатунной шейке двух шатунов, цилиндры правого и левого рядов (по ходу автомобиля) смещены. К примеру, у двигателей ЗМЗ-53-11 левый ряд смещен вперед на 24 мм, у двигателя ЗИЛ-508.10 – на 29 мм, у двигателей КамАЗ-740.10 – на 29,5 мм.

Коренные опоры коленчатого вала являются одними из наиболее нагруженных элементов двигателя. Для обеспечения гарантированного жидкостного трения в подшипниках коленчатого вала важно ограничить деформации элементов данного узла, а также обеспечить соосность опор вдоль двигателя.

Видео:Просадка гильзы блока цилиндров Д-245.35E4Скачать

При разъемных коренных подшипниках верхняя опорная часть их расположена в перегородке картера, а нижняя выполнена в виде крышки и фиксируется болтами или шпильками. Для уменьшения момента, изгибающего крышку, расстояние от оси шпилек до оси коленчатого вала принимается минимально возможным. Посадка крышки по торцовым плоскостям, выфрезерованным в приливах картера, обеспечивает большую жесткость всему узлу подшипника (рис.5,а). Для повышения прочности и жесткости соединения в некоторых случаях применяют горизонтальные стяжные болты (шпильки), связывающие крышки со стенками картера в единое целое (рис.5,б). От возможных боковых смещений крышки фиксируют в ряде случаев специальными установочным штифтами (рис.5,в) или втулками (рис.5,г).

Рисунок 5 – Крепление крышек коренных подшипников коленчатого вала с использованием фиксирующих элементов:

а – выступов; б – поверхностей и стяжных шпилек; в – штифтов; г – втулок;

1 – основная силовая шпилька; 2 – фиксирующие выступы крышки; 3 – стяжная сквозная шпилька; 4 – фиксирующая поверхность; 5 – стяжной болт; 6 – штифт; 7 — втулка

Болты и гайки крепления крышек коренных подшипников затягивают динамометрическим ключом определенным усилием, а затем крышку совместно с блок-картером протачивают и обрабатывают. Поэтому крышки коренных подшипников не взаимозаменяемы, фиксируются с определенным усилием и только в одном положении. При необходимости их снабжают метками (нумеруют).

Для уменьшения температурных деформаций коренных опор блока из алюминиевого сплава крышки коренных подшипников изготовляют из ковкого чугуна, по обе стороны от гнезда вкладыша имеются шипы, плотно входящие при сборке в соответствующие пазы блока. В результате низкого коэффициента линейного расширения чугунной крышки и жесткой связи ее с блоком температурные изменения диаметра под вкладыши снижаются примерно в 1,5 раза.

Для придания большей жесткости блоку плоскость разъема между блоком и поддоном смещают вниз от оси коленчатого вала (у двигателя КамАЗ-740.10 на 102 мм, у двигателя ЗМЗ-53-11 на 75 мм).

С целью повышения жесткости применяют также неразъемные (цельные) коренные опоры, как например, в двигателе автомобиля ЗАЗ-968М «Запорожец» (рис. 6).

Картеры с неразъемными коренными опорами называют туннельными. Гнезда под коренные опоры в торцовых стенках и поперечных перегородках делают так, чтобы коленчатый вал, предварительно собранный с коренными подшипниками качения, свободно устанавливался в эти гнезда через отверстие в одной из его торцовых стенок.

Рисунок 6 – Туннельный блок-картер

Картеры туннельного типа характерны для автомобильных двигателей воздушного охлаждения. При жидкостном охлаждении туннельные картеры иногда отливают вместе с блоком цилиндра и получают конструкцию повышенной жесткости.