| |
УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ И ПОДВЕСКА ДВИГАТЕЛЯ
ДЕТАЛИ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА И ОБЩАЯ ЕГО КОМПОНОВКА
Кривошипно-шатунный механизм многоцилиндровых двигателей включает следующие детали: блок цилиндров с головкой и уплотняющей прокладкой, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, шатуны, коленчатый вал, маховик и картер двигателя с поддоном.
Поршень с кольцами и пальцем образует поршневую группу, блок с головкой и картером — корпус двигателя.
—-По расположению цилиндров двигатели делятся на рядные и V-образные.
У рядного двигателя (рис. 33, а и б) все цилиндры расположены в одну линию (ряд); поэтому при большом числе цилиндров длина общих деталей двигателя (блока цилиндров, головки, коленчатого и распределительного валов и др.), а следовательно, и длина всего двигателя получается значительной.
При V-образной конструкции двигателя (рис. 33, в) цилиндры расположены в два ряда в двух секциях блока и обычно под углом 90° между их осями. В этом случае длина двигателя и его общих деталей значительно сокращается, а конструкция его получается более компактной с соответствующим снижением веса, приходящегося на единицу развиваемой мощности (удельный вес). Благодаря V-образной конструкции блока и уменьшению длины коленчатого вала жесткость конструкции двигателя значительно возрастает, что снижает возможность появления нежелательных деформаций блока и других деталей, приводящих к нарушению их нормального сочленения и зазоров. Это способствует повышению долговечности двигателя.
При V-образном расположении цилиндров их диаметр может быть больше, чем в рядных двигателях, без заметного увеличения длины двигателя, поэтому при условии обеспечения необходимого литража двигателя ход поршня может быть соответственно уменьшен, т. е. двигатель может быть короткоходным. Такое изменение соотношения между диаметром цилиндра D и ходом поршня S < 1,0) способствует некоторому снижению высоты двигателя, увеличению диаметра клапанов, наличию перекрытия шатунных и коренных 52
БЛОК ЦИЛИНДРОВ
Цилиндр с головкой служит пространством, где осуществляется рабочий процесс двигателя; стенки цилиндра направляют движение поршня.
Блоком цилиндров (рис. 33) называется общая отливка, в которой располагаются цилиндры. У рядных двигателей имеется одна секция блока цилиндров, а у V-образных — две секции (правая и левая), объединяемые общим картером. Блок 5 цилиндров (рис. 33, а) изготовляется вместе с картером 12. Эта отливка, называемая блок-картерном, служит для крепления и сборки всех механизмов и устройств двигателя.
Блок-картер отливается из чугуна или алюминиевого сплава. * В рядных двигателях при изготовлении блока из чугуна цилиндры отливаются вместе с блоком. Внутренняя рабочая поверхность цилиндров 6, тщательно обработанная и отшлифованная, называется зеркалом цилиндра. Между стенками цилиндров и наружными стенками блока имеется полость S, которая заполняется водой, охлаждающей двигатель, и называется водяной рубашкой.
В случае отливки блок-картера из алюминиевого сплава, а также и при чугунном блоке у V-образных двигателей, цилиндры изготовляются в виде отдельных чугунных гильз 17 (рис. 33, б), устанавливаемых в отверстия верхней и нижней перегородок блока. В блоке гильза закрепляется верхним или нижним буртом, входящим в выточки перегородок блока, и зажимается устанавливаемой сверху на блок головкой 18 на прокладке.
Гильза непосредственно соприкасается с водой, циркулирующей в водяной рубашке, и называется «мокрой». В этом случае гильза надежно уплотняется в нижней перегородке блока с помощью медного или резинового кольца 16 или нескольких резиновых колец, устанавливаемых внизу в выточках на гильзе.
В верхнюю часть цилиндров блока или гильз, наиболее подвергающихся воздействию высокой температуры и разъедающему действию отработавших газов, обычно запрессовывают короткие гильзы из специального износоустойчивого антикоррозионного чугуна для увеличения срока службы цилиндров двигателя.
При нижнем расположении клапанов с одной стороны блока рядного двигателя имеются впускные и выпускные каналы 9 (рис. 33, а и б) и гнезда 7, в которых устанавливаются клапаны. С этой же стороны блока размещена камера 10 — клапанная коробка, в которой располагаются детали механизма газораспределения. Клапанная коробка закрывается одной или двумя крышками.
В случае верхнего расположения клапанов в боковой камере блока или обеих его секций при V-образной конструкции располагаются толкатели и штанги механизма газораспределения.
К передней части блок-картера крепится крышка 19 распределительных шестерен, отливаемая из чугуна или алюминиевого сплава. К задней части 14 блок-картера присоединен чугунный картер 21 маховика. В передней и задней стенках блок-картера и внутренних его перегородках располагаются опоры коленчатого и распределительного валов.
Верхняя плоскость блока цилиндров или каждой его секции при V-образной конструкции тщательно обрабатывается и на нее устанавливается общая головка, закрывающая цилиндры сверху. В головке над цилиндрами сделаны углубления, образующие камеры 8 сгорания, а также имеется водяная рубашка 2У сообщающаяся с водяной рубашкой блока. При верхнем расположении клапанов в головке цилиндров 18 (рис. 33, б), кроме того, размещены седла клапанов и отлиты впускные и выпускные каналы. В головке имеются отверстия с резьбой для ввертывания свечей зажигания.
Головка цилиндров у карбюраторных двигателей отливается из алюминиевого сплава. Такая головка обладает высокой теплопроводностью, вследствие чего снижается температура рабочей смеси в цилиндрах двигателя в конце тактов сжатия. Это дает возможность повысить степень сжатия двигателя без появления детонационного сгорания топлива при работе двигателя.
Головка цилиндров крепится к блоку гайками на шпильках 4 (рис. 33, а) или болтами. Между блоком и головкой установлена уплотняющая прокладка 15, устраняющая пропуск газов из цилиндров и протекание воды из водяной рубашки в месте стыка головки и блока. Прокладка изготовляется из асбестового картона, облицованного тонкой листовой сталью, или асбестового картона, пропитанного графитом с металлической окантовкой краев и отверстий. Снизу к фланцу 13 картера двигателя крепится на уплотняющей прокладке болтами стальной штампованный поддон 20. Плоскость разъема картера совпадает с осью коленчатого вала или располагается ниже нее.
При нижнем одностороннем вертикальном расположении клапанов камера сгорания карбюраторного двигателя (рис. 34, а) смещается в сторону
клапанов. Такая камера сгорания смещенного типа обеспечивает хорошее завихрение смеси при сжатии и наилучшие условия ее сгорания. Для сокращения длины I камеры сгорания и улучшения условий сгорания рабочей смеси, а также для уменьшения сопротивлений потоку смеси при впуске в цилиндр при такой камере обычно применяют наклонное к оси цилиндра расположение нижних клапанов (рис. 34, б).
При верхнем однорядном расположении клапанов камера сгорания в карбюраторных двигателях имеет обычно полуклиновую форму (рис. 34, в), обеспечивающую наилучшие условия для сгорания рабочей смеси. Полуклиновая камера сгорания вследствие простоты ее формы может быть вся подвергнута механической обработке. Это дает возможность обеспечить точное соблюдение величины объема камер сгорания во всех цилиндрах и повысить равномерность работы двигателя.
При обеих формах камеры сгорания часть ее поверхности (вытеснитель) близко расположена от днища поршня при положении его в в. м. т. Такие вытеснители способствуют лучшему распределению объема сжатой рабочей смеси и снижают возможность возникновения детонации при сгорании смеси.
При изготовлении блок-картера, головки и других деталей (крышки распределительных шестерен и т. п.) из алюминиевых сплавов значительно снижается общий вес двигателя. В случае применения съемных гильз легче изготовлять блок-картеры и удобнее ремонтировать цилиндры при их износе.
В дизелях давление газов при сгорании значительно выше, чем в карбюраторных двигателях, т. е. детали дизелей испытывают большие нагрузки, поэтому их делают более прочными и жесткими.
Блок цилиндров изготовляют из чугуна особенно прочным и жестким. Это достигается значительной толщиной стенок цилиндров и картера, наличием внутри картера большего количества ребер и смещением плоскости разъема картера значительно ниже оси коленчатого вала. Цилиндры двигателя снабжаются сухими (т. е. не соприкасающимися непосредственно с водой) гильзами, которые вставляют в расточенные цилиндры блока, или применяют мокрые вставные гильзы из специального чугуна. Головки цилиндров дизелей изготовляют из чугуна и также делают их более прочными и жесткими, чем у карбюраторных двигателей.
При большой степени сжатия для получения возможно малого объема камеры сгорания в дизелях применяют только верхнее расположение клапанов. В двигателях с непосредственным впрыском топлива (дизели ЯМЗ) головка не имеет углублений над цилиндрами, а камера сгорания образуется соответствующим углублением в днище поршня (рис. 34, г и д.).
|
|
