V образним (100) розташуванням циліндрів та плазмовим напиленням
стінок циліндрів
Рис. 2.41. Блок циліндрів двигуна з повітряним охолодженням та з ребрами охолодження на блоку та головці блока циліндрів
У двигунах з повітряним охолодженням відсутній блок картера. Гільзи циліндрів закріплені в отворах плити картера шпильками.
Гільзи циліндрів
Призначення
Для згоряння робочої суміші та створення прямолінійного руху поршнів.
Конструкція
Гільзи циліндрів являють собою циліндричну оболонку, частіше вставну. Циліндри сучасних двигунів відлиті, як правило у блоці, об’єднаному з картером двигуна.
Класифікація
Мокрі, якщо омиваються охолоджуючою рідиною. Сухі, якщо не омиваються.
Для створення гільз найчастіше використовують високоякісний чавун або сталь та сплави алюмінію з лазерною обробкою. При виготовленні гільз внутрішню поверхню цементують, азотують, загартовують струмами високої частоти, обробляють лазером. При чистовій обробці сплавів алюмінію ультра-фіолетове фотонне хонінгування зменшує тертя між деталями та початкові витрати мастила. Лазерний струмінь розплавляє в нанодіапазоні частинки металу, що дає змогу мати ідеально гладку поверхню зразу, а не після роботи поршня.
Іноді у верхню частину гільз запресовують вставки довжиною 50-60 мм з більш зносостійкого матеріалу, що збільшує довговічність роботи гільз циліндрів.
Рис. 2.42. Сухі гільзи циліндрів
Рис. 2.43. Мокрі гільзи циліндрів
Рис. 2.44. Блок циліндрів двигуна автомобіля Auris Corolla з ребрами
мокрих гільз дає можливість покращити ефективність охолодження двигуна
Верхній та нижній кінець гільз циліндрів ущільнюється гумовими прокладками, які унеможливлюють витікання охолоджувальної рідини.
Рис. 2.45. Мокра гільза двигуна OM457 LA Mercedes Benz Axor
Головка блока циліндрів (головка циліндрів)
Головка (головки) блоку циліндрів закриває верхню частину блока циліндрів, або циліндрів двигунів з повітряним охолодженням. Головка блока виливається з алюмінієвого сплаву, або з легованого сірого чавуну (ЯМЗ-236, ЯМЗ-238). Однорядні двигуни з рідинною системою охолодження як правило мають одну загальну головку блока циліндрів. У V-образних двигунах на кожен ряд установлюють свою головку. В двигунах V6 VW при куту між рядами циліндрів 100 встановлюється одна головка блока на два ряди циліндрів. У V-образному дизелі КамАЗ-740 та у двигунах з повітряним охолодженням на кожен циліндр установлюють окрему головку, що покращує тепловідведення. Головка блока з верхнім розташуванням клапанів більш складна по конструкції в порівнянні з головкою блока з нижнім розташуванням клапанів. В головці блока є впускні канали для пальної суміші або повітря, випускні канали для відпрацьованих газів, рециркуляції відпрацьованих газів, порожнини для циркуляції охолоджуючої рідини, отвори для розподільного валу. Крім того у головку блока циліндрів впресовані направляючі втулки і сідла клапанів, є отвори для форсунок, свічок запалювання. Для підвищення жорсткості та надійного ущільнення з блоком циліндром нижню частину головки блока виготовляють більш товстою.
Площина з’єднання головки блока з блоком циліндрів ущільнена жаростійкою сталеазбестовою прокладкою, яка попереджує прорив газів зовні і виключає протікання охолоджуючої рідини та масла в циліндри, або піддон картера. Поверхні прокладки перед встановленням покриваються графітним покриттям, яке попереджує її прогоряння до головки та блоку циліндрів. До блока циліндрів головка блока кріпиться болтами або шпильками. Гайки та болти кріплення головки блока до блоку циліндрів затягуються у строго визначеній послідовності з допомогою динамометричного ключа. У верхній частині головки блока циліндрів за допомогою шпильок кріпиться кришка клапанної коробки з гумовою прокладкою.
Рис. 2.46. Головка блока циліндрів двигуна автомобіля ЗИЛ
1-головка блока циліндрів; 2- отвори під болти кріплення головки блока;
3- флянці для кріплення випускних трубопроводів; 4- прокладка головки блока; 5- направляючі втулки під клапани; 6- шпилька кріплення кронштейна насоса гідропідсилювача рульового приводу; 7- отвір під болти кріплення головки блока зі стійкою коромисел клапанів; 8- шпилька кріплення кришки головки блока. 9- болти кріплення головки блока; 10- прокладка кришки головки блока; 11- кришка головки блока; 12- отвори під свічки запалювання.
На кожен ряд циліндрів двигуна автомобіля ставиться головка блока, яка відлита з алюмінієвого сплаву. До головок блоку циліндрів кріпиться впускний колектор з карбюратором для підведення у циліндри пальної суміші, яка створюється у карбюраторі.
Рис. 2.47. Головка блока циліндрів двигуна V6 VW
з прямим впорскуванням бензину на два ряди циліндрів
Рис. 2.48. Головка блока циліндрів двигуна V8 TDI CR Audi з
механізмом регулювання кута відкриття клапанів
Рис. 2.49. Модуль підшипників колінчастого вала двигуна V10 TDI
2.5.2. Рухомі деталі кривошипно-шатунного механізму
Рис. 2.50. Рухомі деталі кривошипно-шатунного механізму
двигуна автомобіля КАМАЗ
Колінчастий вал
Розташовується в рядних та V- образних двигунах у нижній частині блоку циліндрів і зазнає великих навантажень та механічного зношення під час кручення, згинання. У блоку циліндрів двигунів може бути один або два (діапозитні) колінчастих вала.
Призначення
Передача зусилля від шатунів до кривошипів і створення крутного моменту двигуна та передача його на трансмісію.
Конструкція
Форма колінчастого вала залежить від числа та розташування циліндрів, порядку роботи та тактності двигуна. На більшості автомобільних двигунів використовують повноопорні колінчасті вали, де кожна шатунна шийка 10 розташована між двома корінними шийками 11. У колінчастих валів, де між сусідніми корінними шийками розташовані дві шатунні, називають неповноопорними. Вони менш жорсткі і використовуються у двигунах невеликої потужності. Колінчастий вал складається з кривошипів кожного з циліндрів (двох циліндрів у V-образному двигуну). Кожен кривошип включає дві корінних 11 та одну шатунну 10 шийки.
Колінчастий вал виготовляється з сталі або спеціального чавуну і його конструкція включає шийки корінні 11 та шатунні 10, щоки 2, противаги 8, передній кінець1, задній кінець з масловідбивачем та маслозгінною різьбовою поверхнею і фланцем кріплення маховика 7.
Корінні шийки колінчастого вала встановлюють на підшипниках (вкладишах зі стальної стрічки внутрішня поверхня якої покрита шаром антифрикційного матеріалу) 6 блока циліндрів і фіксують колінчастий вал у блоку циліндрів за допомогою індивідуальних кришок кожної опори, які не взаємозамінні та болтів кріплення. На деяких автомобілях використовуються рами кріплення колінчастого валу.
Для забезпечення осьової фіксації встановлюються на одній з корінних шийок з двох сторін упорний підшипник 5 з шайб.
Шатунні шийки 10 поєднують колінчастий вал з шатунами 3. На одну шатунну шийку однорядного двигуна встановлюється один шатун 3, а у V-образних по два шатуни 3. Шийки колінчастого вала загартовують струмом високої частоти, шліфують та полірують. Їх кількість дорівнює кількості циліндрів.
Щоки 2 поєднують корінні та шатунні шийки та створюють коліна. У колінчастому валу є канали для циркуляції мастила та порожнини для затримання бруду, які закриті пробками.
Порожнини у шатунних шийках зменшують масу колінчастого вала. Противаги 8 колінчастого вала призначені для часткового розвантаження корінних шийок від навантажень, які створюються відцентровими силами та силами інерції мас, що рухаються поступально.
Противаги 8 можуть бути виготовлені за одне ціле з колінчастим валом, або з’ємні. На деяких двигунах крім противаг на колінчастому валу використовують і додаткові вали з противагами та шестірневим приводом.
На передньому кінці колінчастого вала встановлюють масловідбивач, ступицю шківа приводу водяного насоса,вентилятора, генератора; храповик для запуску двигуна за допомогою заводної рукоятки тощо.
Для забезпечення ущільнення переднього та заднього кінця колінчастого вала використовують ущільнення (сальники).
Маховик призначений для зменшення нерівномірності обертання колінчастого вала двигуна. На ободі маховика напресований зубчатий вінець для прокручування двигуна під час запуску.
Маховики сучасних двигунів можуть бути одно та двомасові. При застосуванні системи “Стоп-старт”, функції маховика виконує ротор електродвигуна-генератора. Деякі маховики з метою покращення гасіння крутильних коливань виготовляють порожнинними з силіконовим наповнювачем. У двигуну R5 TDI гасники крутильних коливань вбудовані у противагах колінчастого вала.
Рис. 2.51. Деталі кривошипно-шатунного механізму
двигуна автомобіля ЗИЛ-131
Рис. 2.52. Колінчастий вал двигуна V10TDI з гасником крутильних коливань у маховику та урівноважуючим валом
Рис. 2.53. Гасник крутильних коливань колінчастого вала двигуна R5 TDI
Рис. 2.54. Підшинники колінчастого вала двигуна 1ZR-FE,1ZZ-FE Тойота