4.7 Блок циліндрів і кривошипно-шатунний механізм |
Блок циліндрів у багатоциліндровому двигуні — така само відлита деталь, як і в розглянутому вище одноциліндровому двигуні. Просто взяли, наприклад, чотири одноциліндрових двигуни, з’єднали їх, встановили єдині для всіх колінчастий і розподільний вали — і все. Приклад блока циліндрів 6-ціліндрового двигуна наведено на малюнку 4.26.
Малюнок 4.26 Блок циліндрів.
У випадку відливання блока з алюмінієвого сплаву циліндри виготовляються у вигляді окремих чавунних гільз, що встановлюються в отвори верхньої й нижньої перегородок блока. Також варто згадати про гільзи, «влиті» у блок циліндрів.
Примітка
Гільза, яка безпосередньо стикається з водою, що циркулює у водяній сорочці, називається «мокрою». У цьому разі гільза надійно ущільнюється
в нижній перегородці блока за допомогою мідного або гумового кільця.
Гільзи, встановлені в блок двигуна таким чином, що вони безпосередньо
не контактують із водою, називаються «сухими».
При виготовленні блоків із влитими гільзами саму гільзу встановлюють
у форму для відливання ще до заповнення її матеріалом для блока. Після
заливання розплавленого металу відбувається дифузія матеріалів, за рахунок чого гільза ніби вливається в структуру блока. Це добре з точки зору
економії, оскільки не витрачаються кошти на обробку, але погано з точки
зору ремонтопридатності — у разі виявлення будь-яких дефектів гільзи
утилізувати доведеться весь блок циліндрів.
Верхня площина блока циліндрів ретельно оброблена, на неї встановлена загальна головка, що закриває циліндри зверху.
Поршень — це металевий стакан, встановлений у циліндрі з певним зазором. За робочого ходу поршень піддається тиску газів. Поршні виготовляють з алюмінієвих сплавів.
У бензинових двигунах днище поршня має пласку поверхню і товсті стінки з внутрішніми ребрами, що підвищують його міцність і забезпечують добре відведення тепла. Однак у сучасних бензинових двигунах днище поршня має більш складну форму: починаючи від вибірок під клапани і закінчуючи досить складною формою, необхідною для кращого сумішоутворення за безпосереднього впорскування пального в циліндр.
На бічній поверхні поршня є канавки для встановлення ущільнювальних кілець. На сучасних двигунах встановлюються два поршневі й одне оливознімальне кільце (воно складається з трьох елементів (див. мал. 4.27).
Примітка
В окремих поверхонь поршня є певні назви. Так, верхня поверхня, яка безпосередньо приймає все навантаження від газів, що розширюються в результаті згоряння паливо-повітряної суміші, називається днищем поршня, а бічна
вертикальна поверхня — спідницею поршня.
Малюнок 4.27 Поршень із поршневими кільцями.
На дизельних двигунах поршні мають іншу форму, оскільки камера згоряння розміщується безпосередньо в поршні, як це видно з малюнка 4.28. Камери згоряння у цьому випадку можуть мати дуже складну форму, що обумовлено прагненням конструкторів забезпечити більш ретельне перемішування повітря з розпорошеним пальним.
Малюнок 4.28 Поршень дизельного двигуна
з камерою згоряння у днищі поршня.
Компресійні кільця ущільнюють поршень у циліндрі й слугують для запобігання прориванню газів крізь зазор між спідницею поршня і стінкою циліндра. Оливознімальні кільця знімають надлишки оливи зі стінок циліндрів, перешкоджаючи проникненню її в камеру згоряння. Місце встановлення кілець і їхній зовнішній вигляд представлено на малюнку 4.27.
На кільці роблять прямий або косий виріз, що називається замком і дає змогу кільцю пружинити з метою компенсації його розширення під час нагрівання, а також для встановлення кільця у вибірки на поршні.
Поршневий палець, коротка сталева трубка, що проходить крізь верхню головку шатуна і отвори у поршні (так звані бобишки поршня), таким чином з’єднуючи їх.
Поршневий палець може бути щільно запресований у верхню головку шатуна — в цьому випадку тип з’єднання має назву «фіксований палець»
Застосовують також пальці плаваючого типу. Вони можуть прокручуватися і в бобишках поршня (що видно на малюнку 4.29), і у верхній головці шатуна. Для запобігання боковому зміщенню палець кріплять з боків двома пружними стопорними кільцями, встановленими в канавках бобишок поршня.
Примітка
«Неплаваючі» пальці жорстко фіксуються у верхній головці шатуна або в бобишках поршня. За встановлення «плаваючого» пальця вся його поверхня
є робочою, внаслідок чого забезпечується менше зношування і зменшується можливість заїдання.
Малюнок 4.29 Поршень і поршневий палець
без шатуна.
Малюнок 4.30 Поршень і поршневий
палець у зібраному
вигляді з шатуном.
Маховик — це ретельно збалансований чавунний диск. Крім забезпечення рівномірного обертання колінчастого вала, маховик після розкручування сприяє подоланню опору стиснення в циліндрах під час запуску двигуна. Завдяки накопиченій енергії, отриманій від обертання, маховик також забезпечує двигуну можливість подолання короткочасних перевантажень, наприклад при зрушенні автомобіля з місця та ін. Схематично маховик чітко показано на малюнку 4.1 цього розділу.
Маховик кріпиться до фланця колінчастого вала болтами. На ободі маховика закріплений зубчастий вінець для запуску двигуна від стартера і нанесені встановлювальні позначки для визначення ВМТ поршня першого циліндра і для встановлення запалювання.
Основні технічні характеристики двигуна
Призначення і будова рульового керування |