Цилиндры. Что вам нужно знать? Цилиндры в двигателе автомобиля

Блок цилиндров ВАЗ: 2103, 2106, 21213, 21214, 2123, 2130.

Конструкции блоков, для двигателей ВАЗ с продольным размещением в моторном отсеке, объеденены одним общим признаком — межцилиндровым расстоянием 95.00 мм.
Блок цилиндров ВАЗ

изготавливают методом литья, используя для этого специальный высокопрочный чугун. Блок имеет четыре рабочих цилиндра. Цилиндры расположены на одной линии, в один ряд. Двигатели такой конструкции называют однорядными. Поверхность цилиндров формируется путем расточки тела блока и с последующей специальной шлифовкой — хонинговкой. Обработанную внутреннюю поверхность цилиндра называют – зеркалом цилиндра.

По результатам окончательной обработки, в зависимости от погрешности изготовления, каждому цилиндру присваивается один из пяти классов: А, В, С, D, Е. Разница размеров между классами составляет – 0.01мм. На нижней плоскости блока, напротив с каждого цилиндра, клеймом наносится маркировка класса цилиндра.

Блок имеет внутренние полости, которые образуют так называемую рубашку охлаждения. При работающем двигателе, в рубашке осуществляется циркуляция охлаждающей жидкости – обеспечивая отвод тепла. При данной конструкции, диаметр цилиндров и межцилиндровое расстояние позволяют иметь полости рубашки охлаждения между соседними цилиндрами. В своем развитии, конструкция «классического» блока претерпевала изменения в основном за счет увеличения диаметра цилиндров. Диаметр в 82,00 мм является предельным, для обеспечения прочностных характеристик, при сохранении полостей рубашки между цилиндрами.

Для установки коленчатого вала, в конструкции предусмотренно пять опор. Опоры служат основанием для коренных подшипников(коренные вкладыши). Фиксация коленвала и коренных вкладышей обеспечивается крышками коренных подшипников. Для обеспечения точности, крышки коренных подшипников растачиваются совместно с блоком цилиндров.

При сборке, каждая крышка, должна устанавливаться на опору, с которой она совместно обрабатывалась. Для выполнения этих требований, каждая крышка , имеет специальные метки в виде рисок. Они позволяют установить соответствие крышки той или иной опоре. Нумерация опор осуществляется от передней стенки блока. Кроме того на крышках выбит технологический номер блока цилиндров , с которым они совместно обрабатывались. Такой же номер выбит на нижней поверхности блока в плоскости разъема. Дополнительной страховкой от ошибочной установки, служат отверстия в крышке коренного подшипника. Их не симметричное расположение не позволит провести неправильную установку. Крышки крепятся к опорам специальными самоконтрящимися болтами.

На задней, пятой, опоре имеются специальные выборки, предназначенные для установки упорных полуколец. Полукольца позволяют ограничить осевое смещение коленчатого вала. Максимально допустимой величиной осевого зазора считается величина — 0,35 мм. При увеличении зазора необходимо установить новые полукольца. Если после этого зазор все еще остается больше допустимого – требуется установка ремонтных полуколец с толщиной увеличенной на 0,127 мм. При установке, необходимо , чтобы поверхность полукольца, на которой имеются смазочные канавки, была обращена к стороне упорных поверхностей коленчатого вала.

При сборке двигателя следует обратить особое внимание на правильность установки вкладышей. Вкладыши с внутренней круговой проточкой, укладываются в опоры блока цилиндров «1», «2», «4», «5». В крышки коренных подшипников , укладываются вкладыши без внутренней канавки. Вкладыши для средней, третьей, опоры отличаются от остальных.

Объём цилиндра

Штаб-квартира BMW («4 цилиндра»[1]) в Мюнхене.
Для наклонного цилиндра существуют две формулы:

• Объём равен длине образующей, умноженной на площадь сечения цилиндра плоскостью, перпендикулярной образующей. V = S ⊥ l {\displaystyle V=S_{\perp }l} ,
• Объём равен площади основания, умноженной на высоту (расстояние между плоскостями, в которых лежат основания): V = S h = S l sin ⁡ φ {\displaystyle V=Sh=Sl\sin {\varphi }} ,

где l {\displaystyle l} — длина образующей, а φ {\displaystyle \varphi } — угол между образующей и плоскостью основания. Для прямого цилиндра h = l {\displaystyle h=l} .
Для прямого цилиндра sin ⁡ φ = 1 {\displaystyle \sin {\varphi }=1} , l = h {\displaystyle l=h} и S ⊥ = S {\displaystyle S_{\perp }=S} , и объём равен:

• V = S l = S h {\displaystyle V=Sl=Sh}

Для кругового цилиндра:

V = π R 2 h = π d 2 4 h {\displaystyle V=\pi R^{2}h=\pi {\frac {d^{2}}{4}}h} ,

где d

— диаметр основания.

Устройство блока цилиндров двигателя: просто о сложном

Верхний и нижний вкладыш выполнены без проточек и имеют ширину большую чем остальные.

В передней левой части блока цилиндра, параллельно коленчатому валу , соосно запрессованы две втулки для установки валика привода масляного насоса и распределителя зажигания. При эксплуатации зазор между поверхностью валика и втулкой не должен превышать 0.15мм. При превышении зазора или при проворачивании втулок в гнездах, требуется их замена.

После запрессовки втулок производится их совместная обработка, специальной разверткой до размеров: 48,08+0.02мм — для передней и 22,00+0.02мм — для задней втулки. При замене передней втулки следует обеспечить совпадение смазочного отверстия втулки и масляного канала блока, в гнезде установки втулки.

В блок цилиндров устанавливается еще одна втулка – шестерни привода масляного насоса. После запрессовки, внутренний размер втулки доводится разверткой в размер – 16,02+0,02.

В передней части блока имеется полость, в которой размещаются механизмы газораспределения. Механизмы ГРМ закрываются крышкой, в которой установлен передний сальник коленчатого вала. С противоположной стороны к блоку крепится задняя крышка с сальником коленчатого вала. Описание, в полной мере относится к конструкции блоков цилиндров ВАЗ: 2103, 2106, 21213, 21214, 2123 и 2130

.

Начиная с 2004 года, все блоки цилиндров производства ОАО «АВТОВАЗ», получили сквозную нумерацию. Каждому блоку, присваиваться идентификационный код . Код состоит из набора символов. Первый символ, буква или цифра, обозначает год изготовления детали. Остальные семь цифр – порядковый номер изделия.

В таблице указанно, каким символом обозначается соответствующий год изготовления.

Например, маркировка блока цилиндров

«50007860» означает, что он изготовлен в 2005 году и имеет порядковый номер — 7860.

Код для блоков: ВАЗ 2123, ВАЗ 21214, ВАЗ 21213 начинается и заканчивается символом — «*». Поэтому маркировка блока, для данных моделей, содержит десять символов.

Первоначально маркировка блоков цилиндров ВАЗ: 2103, 2106, 21213, наносилась на площадке, возле масляного фильтра ( «Зона 1»), а для блоков: ВАЗ 2123 и ВАЗ 21214 – на приливе, в плоскости разъема с головкой блока ( «Зона 2»).

На сегодняшний день, практически все «классические» блоки маркируются в «Зоне 2».

С ОАО «АВТОВАЗ», для реализации, как запасные части, поступают только блоки цилиндров не в сборе («голые»). Блоки обработаны специальной защитной смазкой темного (почти черного) цвета, завернуты в промасленную и бумагу и упакованы в картонную коробку. На коробке имеется стандартная «заводская» наклейка с наименованием и номенклатурным заводским номером.

Смотреть дальше — «Основные размеры блоков».

Стоимость двигателя

Двигатель от D4 Toyota привезли на металлолом

Решив сдать автомобильный двигатель на металлолом, необходимо примерно знать, сколько денег это может вам принести. Помните, что в каждом пункте приема будут специально занижать цену, поэтому внимательно подходите к решению этого вопроса. Лучше всего сверить цену у нескольких конкурирующих компаний.

Как было сказано выше, двигатель весит от 60 до 200 кг. Масса завит от его объема и модели. Средняя цена черного металлолома в России 4–9 рублей за 1 килограмм. Вот и имеем, что сдав двигатель, вы обогатитесь на 240–1800 рублей. Т.е. несмотря на то, что в двигателе имеется цветной лом – принимать его будут как лом черных металлов! Со стандартным засором – 5%.

На особо “наглых” пунктах приема лома процент засора может составить до 30%. Т.е. от подсчитанной суммы отнимите еще 30%. С таких пунктов бегите сразу! Дело в том, что двигатель обрабатывают специальными защитными материалами. Как правило, их общий вес не превышает 2–3 килограмма, но скупщики могут настаивать на 15%-30% засора от общей массы двигателя.

Согласитесь, сумма небольшая, но если подойти с умом, то можно более выгодно сдать двигатель.

Различные виды конструкций блоков цилиндров

У алюминиевых блоков цилиндров различные концепции и способы изготовления конкурируют друг с другом. При определении параметров блоков

цилиндров соответствующие технические и экономические преимущества и недостатки должны тщательно взвешиваться друг относительно друга.

Нижеследующие главы дают обзор различных видов конструкций блоков цилиндров.

Монолитные блоки

Под монолитными блоками понимаются конструкции блоков цилиндров, которые не имеют ни мокрых гильз, ни привёрнутых основных плит в форме корпуса коренных подшипников — опорной плиты (Bedplate) (изобр. 1). Для получения определённых поверхностей или прочности монолитные блоки могут иметь, однако, соответствующие заливаемые части в зоне отверстий цилиндров (вставки из серого чугуна, LOKASIL®-Preforms), а также заливаемые части из серого или ковкого чугуна и усиления волокном в зоне отверстий под коренные подшипники. Последние, однако, не отражают ещё состояния техники.

Блоки из двух частей (с опорной плитой)

У данной конструкции крышки коренных подшипников коленчатого вала размещены совместно в отдельной опорной плите (изобр. 2). Опорная плита соединена резьбовыми соединениями с картером и усилена залитым в алюминий шаровидным графитом с целью уменьшения люфта в коренных подшипниках, соответственно, чтобы компенсировать большее удельное температурное расширение алюминия. Таким путём достигаются чрезвычайно жёсткие конструкции блоков цилиндров. Как и у монолитных блоков цилиндров, здесь в зоне отверстий цилиндров могут также быть предусмотрены заливаемые части.

Конструкция «Open-Deck» с отдельными, свободно стоящими цилиндрами

У данной конструкции рубашка охлаждения открыта к плоскости разъёма головки блока цилиндров, и цилиндры стоят свободно в блоке цилиндров (изобр. 3). Перенос тепла от цилиндров к охлаждающему веществу, благодаря омыванию со всех сторон, равномерный и выгодный. Относительно большое расстояние между цилиндрами влияет, однако, у многоцилиндровых двигателей отрицательно на их конструктивную длину. Благодаря открытой кверху, относительно просто сконструированной полости для охлаждающего вещества, при изготовлении можно отказаться от применения песчаных стержней. Поэтому блоки цилиндров могут изготавливаться как методом литья под низким давлением, так и литьём под давлением.

Конструкция «Open-Deck» с вместе отлитыми цилиндрами

Логическим выводом для уменьшения конструктивной длины блоков цилиндров со свободно стоящими цилиндрами является уменьшение расстояния между цилиндрами. Из-за сдвигания цилиндров они должны быть, однако, исполнены в совместной отливке (изобр. 4). Это положительно влияет не только на конструктивную длину двигателей, но при этом увеличивается и жёсткость в верхней части цилиндров. Таким путём, можно, напр., у шестицилиндрового рядного двигателя сэкономить 60-70 мм на конструктивной длине. Перемычка между цилиндрами может быть при этом уменьшена на 7-9 мм. Данные преимущества перевешивают тот недостаток, что при охлаждении рубашка охлаждения между цилиндрами получается меньше.

Конструкция «Closed-Deck»

При данной концепции блока цилиндров, в противоположность конструкции «Open-Deck», верх цилиндров до отверстий для входа воды со стороны головки блока цилиндров закрыт (изобр. 1). Это влияет особенно положительно на уплотнение головки блока цилиндров. Преимущества данной конструкции имеются, в особенности, и тогда, если существующий блок цилиндров из серого чугуна должен быть переведён в алюминий. Из-за сравнимой конструкции (уплотняемая поверхность головки блока цилиндров) головка блока цилиндров и уплотнение головки блока цилиндров не должны претерпеть никаких изменений, соотв., только незначительные.

По отношению к конструкции «OpenDeck» исполнение «Closed-Deck», естественно, труднее изготовить. Причиной является закрытая рубашка охлаждения и из-за этого необходимый песчаный стержень рубашки охлаждения. Также выдерживание узких полей допусков толщины стенок цилиндров усложняется при применении песчаных стержней.

Компоновка и характеристики блока цилиндров

Расположение цилиндров

Компоновка блока определена выбранным расположением цилиндров. Рядная компоновка технологически самая простая, даёт довольно тяжёлый блок, зато расточка его не представляет трудностей. Варианты коленвала — полноопорный и неполноопорный[21], установка на шарикоподшипниках или вкладышах[22]. Блок может иметь проходы для жидкости между цилиндрами или (реже, на малоразмерных) не иметь их. В последнем случае экономятся размеры и масса. Рядное расположение цилиндров самое распространённое в крупных судовых дизелях, где удобство обслуживания важнее литровой массы.

V-образный двигатель имеет два варианта исполнения блока — со смещением левого и правого блоков между собой (рядом стоящие шатуны на шейке), либо без смещения (прицепной шатун, неравные степени сжатия на левом и правом блоках). Коренные подшипники также скольжения либо качения. Эти первые два варианта (рядный и V-образный) широко распространены в автомобилестроении. Среди прочих требований, для многоблочных бывает труднее удовлетворить условию полного уравновешивания двигателя для числа цилиндров менее 12, в то время как рядный 6-цилиндровый двигатель — полностью уравновешен[23].

W-образный и звездообразный двигатели[24] дают ещё более компактный блок и короткий вал, что снижает вес блока двигателя, но обладают меньшей жёсткостью, чем два первых варианта, и сложны в ремонте. Широко применялись до вытеснения газовыми турбинами в судах на воздушной подушке, катерах-охотниках (пограничных), винтовой авиации. Звездообразные до сих пор имеют применение на некоторых типах вертолётов. Для сохранения необходимого уровня надёжности требуют высокой культуры производства и трудоёмкого обслуживания/ремонта. Стоимость таких моторов довольно велика.

Во всех случаях размеры блока определяются тремя величинами — диаметром цилиндра, ходом поршня, и количеством цилиндров. Блок является сложной деталью, испытывающей знакопеременное сложное нагружение с термическими нагрузками, поэтому может быть рассчитан лишь приблизительно. После изготовления нового варианта блока цилиндров его подвергают длительным испытаниям на моторном стенде, для отыскания и устранения слабых мест конструкции, в том числе с помощью тензодатчиков. Блок цилиндров должен иметь достаточную (высокую) жёсткость, чтобы избежать недопустимой овализации цилиндров и задира поршней. Важна жёсткость картера, обеспечивающая надёжную работу без задиров рамовых (коренных) подшипников, а также достаточный отпуск перед расточкой постелей, чтобы избежать их несоосности при короблении блока.

Диаметр и количество цилиндров либо определяются заказчиком (преемственность конструкции, форсировка и доводка), либо вычисляются по результатам теплового расчёта, и уточняются в процессе доводки. Обычно при моторных испытаниях выявляются и устраняются слабые места блока цилиндров. Для увеличения жёсткости блока цилиндров в сборе с картером, ось разъёма кратера выполняют ниже оси вала; в некоторых случаях применяют рамную конструкцию подшипников даже на автомобильных моторах (Mitsubishi Mini Cab, мотор 0.8L).

Наиболее чисто и точно обрабатывают следующие поверхности блока: постели коренных подшипников, отверстие под распредвал (или втулки распредвала), посадочные поверхности гильз (при их наличии), поверхность цилиндров, плоскость или плоскости сопряжения с головками блока. Чистота и ровность этих поверхностей имеет большое значение при сборке, даже небольшой приставший кусочек прокладки (ржавчина, вмятина, трещина) может привести к прорыву в этом месте масла, тосола или газов, испортив долгий труд моториста. Поэтому плоскости осматривают и зачищают особенно тщательно, а постели и втулки проверяют нутромером на размер и некруглость (бугеля должны быть полностью затянуты). При повреждении плоскостей их чаще всего требуется шлифовать[25], причём при сборке понадобится учесть изменение размера (например, увеличение выступания поршня) и принять нужные меры (например, подрезать поршни).

Тип охлаждения

Основные варианты — водяное и воздушное охлаждение[26]. Масляное применяется для некоторых двигателей специальной конструкции с повышенным КПД, работающих на растительных маслах. Водяное охлаждение (антифриз) применяется чаще всего, позволяя большую свободу в месте расположения выхода горячего воздуха (включая использование его для отопления салона в зимнее время). Транспортные двигатели на машинах, движущихся с большой скоростью, легко рассеивают тепло в радиаторе, используя набегающий поток воздуха. Поскольку с увеличением отдаваемой двигателем мощности растёт и скорость обдува радиатора, характеристики эти согласованы.

Воздушное охлаждение требует оребрения цилиндров, которые в таких двигателях почти всегда выполняются отдельными. Преимуществом является механическая простота и снижение массы, быстрый выход двигателя на рабочий тепловой режим. Однако усложняется задача поддержания оптимального теплового режима в широком интервале нагрузок и температуры поступающего воздуха. Кроме того, такой двигатель более шумен («звонок»), так как шум сгорания сквозь тонкие стенки гильзы передаёт вибрации на высокие рёбра охлаждения. Поэтому такой вариант охлаждения в автомобилях уже не популярен, но встречается в стационарных двигателях, культиваторах, газонокосилках, тракторах и мотоциклах; имел широчайшее применение в авиационных поршневых двигателях.

При водяном охлаждении блок может иметь вставные гильзы либо изготовлен заодно, т.е. отверстия расточены в самой отливке блока. Первый вариант чаще у малоразмерных, особенно рядных блоков. Водяные каналы могут идти последовательно от цилиндра к цилиндру (малоразмерные либо устаревшие модели), либо параллельно. В последнем случае распределение воды обеспечивается каналами в головке (головках) блока цилиндров[27].

Тип смазки

Выбранный тип смазки — разбрызгиванием, центральная или индивидуальная под давлением, — определяет расположение масляных отверстий, сверлений в постелях и коленчатом валу. Индивидуальная под давлением (с подводом масла к каждой постели) наиболее распространена.

Наличие съёмных гильз

Имеет свои плюсы и минусы. При этом всегда ускоряется ремонт, так как расточка заменяется на простую замену гильзы, нет необходимости в ремонтных размерах, меньше отклонения толщины цилиндра при изготовлении, упрощается отливка блока, есть возможность применить более качественный чугун в гильзах, чем в блоке из серого чугуна. Некоторые двигатели без гильз имеют вставку из качественного чугуна в верхней части цилиндра, как более дешёвое решение проблемы ресурса.

Однако, установка гильз удорожает и отчасти снижает надёжность (пропуск жидкости по нижнему уплотнению). Кроме того, такой блок всегда тяжелее, так как гильза работает на сжатие, и блок растягивается. При базировании гильзы сверху утяжеление уменьшается. Увеличивается и объём механической обработки[28].

Блок цилиндров двигателя

Блоки цилиндров «ClosedDeck» могут изготавливаться как методом свободного литья в формы, так и методом литья под низким давлением.

По причине соместно отливаемых цилиндров и возникающей благодаря этому более высокой жёсткости в верхней части цилиндров данная конструкция имеет, по сравнению с конструкцией «Open-Deck», большие резервы нагрузки.

Алюминиевые блоки цилиндров с мокрыми гильзами

Данные блоки цилиндров изготавливаются большей частью литьём из более дешёвого алюминиевого сплава и оснащаются мокрыми гильзами цилиндров из серого чугуна. Предпосылкой применения данной концепции является овладение конструкцией «Open-Deck» со связанной с ней проблематикой уплотнения. При этом речь идёт о конструкции, которая больше не применяется при серийном изготовлении двигателей легковых автомобилей. Типичным представителем производства KS был V6- блок PRV (Peugeot/Renault/Volvo) двигателя (изобр. 2).

Такие блоки цилиндров применяются в настоящее время только в спортивном и гоночном двигателестроении, где проблема затрат отступает, скорее, на второй план. Там применяются, однако, гильзы не из серого чугуна, а высокопрочные мокрые алюминиевые гильзы с рабочими поверхностями цилиндров, покрытыми никелем.

Гильза цилиндра восстановление и установка гильзы цилиндра

Внутренние поверхности гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания во время их работы» находятся под воздействием высоких температур и значительных давлений. На эти поверхности оказывают корродирующее действие нагретые газы, образующиеся при сгорании рабочей смеси.

Гильзы автомобильных двигателей можно разделить на две группы — сухие и мокрые.

Сухие гильзы, установленные в блок двигателя, прилегают всей наружной поверхностью к стенкам блока. Наружная поверхность сухой гильзы должна быть точно и чисто обработана для обеспечения плотной посадки в блок с полным прилеганием к его стенкам для лучшего отвода тепла в водяную рубашку. Стенки сухих гильз делают тонкими (толщиной 3-5 мм). Эти гильзы чаще применяют в двигателях с тяжелыми условиями работы — в автомобильных дизелях и быстроходных карбюраторных двигателях с повышенными степенями сжатия. Сухие гильзы бывают двух типов: легкосменные (фиг. 258,а), устанавливаемые по скользящей посадке, и постоянные, запрессованные в блоки цилиндров.

Обычно постоянные сухие гильзы делают небольшой длины, достаточной для того, чтобы перекрыть только рабочую часть цилиндра, на которую воздействуют верхние поршневые кольца. Такие укороченные гильзы называют вставками.

Мокрые гильзы всегда легкосменные. Они непосредственно омываются охлаждающей водой, так как их наружная поверхность является внутренней стенкой водяной рубашки блока цилиндров. Мокрые гильзы устанавливают в блоки по специальным посадочным пояскам обычно по скользящей посадке. Эти гильзы имеют бурты, определяющие их расположение в осевом направлении в блоке цилиндров. Стенки мокрых гильз воспринимают рабочие давления газов, поэтому они должны быть более прочными, чем сухие гильзы Стенки мокрых гильз делают толщиной 6-8 мм.

При точных фасонных заготовках мокрых гильз на их наружной поверхности обычно обрабатывают только посадочные пояски; остальная часть этой поверхности, соприкасающаяся с водой, остается необработанной. Иногда применяют однократное обтачивание поверхностей между поясками для повышения теплопроводности наружной стенки, удаляя литейную корку.

Наружные поверхности конических заготовок, получаемых при центробежной отливке во вращающиеся неразъемные изложницы, обтачивают полностью, придавая нужную форму заготовке.

На фиг. 259 показана мокрая гильза автомобильного двигателя со вставкой К

В таких случаях мокрые гильзы изготовляют из серых чугунов (например, марки СЧ 24-44 или СЧ 21-40), а вставку делают из высоколегированных никелем (до 10%) и медью или хромоаустенитовых чугунов.

Различают закаливаемые и незакаливаемые гильзы цилиндров. Первые изготовляют из чугунов со сравнительно невысоким содержанием легирующих компонентов 2. Незакаливаемые гильзы чаще всего делают из высоколегированных хромистых, хромомолибденовых и аустенитовых никелевых чугунов. Сложность закалки тонкостенных гильз, значительные деформации предварительно обработанных гильз при термической обработке и трудности окончательной их механической обработки заставляют отказываться от применения закаленных гильз 3.

На мотоциклах ставят двигатели с воздушным охлаждением, поэтому их цилиндры выполняют в виде тонкостенной отливки с ребрами.

У четырехтактных двигателей с нижним расположением клапанов клапанная коробка отливается как одно целое с цилиндром (фиг. 260). Цилиндры двухтактных двигателей обычно имеют в средней части отлитые выпускные, продувочные и впускные окна, а также газовые каналы (фиг. 261).

Часто по рабочим чертежам не требуется обработка кромок окон. Однако, для того чтобы точно выдержать время-сечение каналов 1 Такие мокрые гильзы с вставками применяют главным образом в двигателях е алюминиевыми блоками цилиндров. 2 Примерный состав чугуна закаливаемой сухой гильзы: 3,2-3,5% С; 0,6-0,8% Мп; 0,03-0,080% Ті; 2,2-2,4% Si; 0,15-0,4% Си; 0,3-0,6% Сг; 0,3-0,7% Ni. 3 Большинство английских и американских заводов применяют незакаливаемые гильзы.

Питания и очистки цилиндра, а также фазы распределения, эти окна приходится обрабатывать (расфрезеровывать) 1.

В нижней части цилиндров имеются горловина и фланец с четырьмя отверстиями под шпильки или болты крепления. Шейка горловины и привалочная плоскость фланца являются сборочными базами, определяющими положение цилиндра в картере двигателя.

Цилиндры мотоциклетных двигателей обычно изготовляют из специальных чугунов, отличающихся повышенной износоустойчивостью и жаропрочностью (так называемый цилиндровый чугун). Основными легирующими компонентами этих чугунов являются: 1,8- 2,5% Si, 0,6-1,2% Ni и — 0,5-0,9% Мп.

В последнее время для мотоциклетных и мотороллерных двигателей получили применение цилиндры, отлитые из алюминиевых сплавов.

Высокая теплопроводность алюминия способствует повышению степени сжатия двигателя (особенно у двигателей с воздушным охлаждением), увеличению термического коэффициента полезного действия и снижению температуры масла в двигателе.

Вследствие отличной обрабатываемости алюминиевых сплавов и возможности получать очень точные заготовки, отлитые в кокиль, изготовление алюминиевых цилиндров оказывается более дешевым, чем чугунных, несмотря на более высокую стоимость исходного материала.

Износоустойчивость стенок алюминиевых цилиндров может быть повышена следующими тремя основными способами:

1. Заливкой чугунных гильз. Литье ведут в кокиль и гильзы устанавливают в форму перед заливкой алюминиевым сплавом. Такую комбинированную заготовку затем термически обрабатывают при ббО01, что способствует большей взаимной диффузии металлов в контактном слое и образованию в нем AlFe2. При этой конструкции можно применять почти чистый алюминий, обеспечивая высокую теплоотдачу стенок и ребер цилиндра.
2. Хромированием зеркала цилиндра. В этом случае внутреннюю поверхность цилиндра, отлитого из легированного алюминиевого сплава, покрывают слоем твердого пористого хрома (толщина слоя 50-70 ж/с).
3. Освинцовыванием зеркала цилиндра. В этом случае цилиндры отливают из силуминового сплава.

Точность расположения отсечных кромок окон по высоте и ширине окон задается обычно в пределах ±0,2-0,25 мм.

Исполнения рубашки охлаждения

При переходе от блоков цилиндров из серого чугуна к блокам из алюминия стремились ранее к тем же конструктивным размерам при исполнении из алюминия, которые уже существовали в исполнении из серого чугуна. По этой причине глубина рубашки охлаждения (размер «X»), окружающей цилиндр, соответствовала у первых алюминиевых блоков вначале только до 95% длины отверстий цилиндров (изобр. 3).

Благодаря хорошей теплопроводности алюминия как рабочего материала глубина рубашки охлаждения (размер «X») смог быть выгодно уменьшен до величины от 35 до 65 % (изобр. 4). Благодаря этому был уменьшен не только объём воды, и, тем самым, вес двигателя, но и также был достигнут более быстрый нагрев воды для охлаждения. Благодаря укороченному, сберегающему мотор времени нагрева сокращается также время нагрева катализатора, что особенно благоприятно влияет на выделение вредных веществ.

В производственно-техническом отношении уменьшенные глубины рубашки охлаждения также принесли преимущества. Чем короче стальные литейные стержни для рубашки охлаждения, тем меньше тепла воспринимают они в процессе литья. Это сказывается как в большей стойкости формы, так и в увеличении производительности, благодаря уменьшению такта выпуска.

Изображение 3

Изображение 4

Болтовое соединение головки блока цилиндров

1. Усилие болта болтов крепления головки блока цилиндров /2. Уплотняющее усилие между головкой блока цилиндров и её уплотнением / 3. Деформация цилиндра (представлено очень утрированно) / 4. Находящаяся вверху резьба болта /5. Глубоко лежащая резьба болта

Для того, чтобы деформацию цилиндра при монтаже головки блока цилиндров поддерживать по возможности малой, бобышки под болты — утолщения для резьбовых отверстий болтов крепления головки блока цилиндров — связаны с наружной стенкой цилиндра. Прямой контакт со стенкой цилиндра вызвал бы несравненно большие деформации при затяжке болтов. Дальнейшие улучшения даёт также глубоко лежащая резьба. На изображениях 1 и 2 показаны различия деформаций цилиндров, получающиеся при находящейся вверху и глубоко лежащей резьбе болта.

Дальнейшие возможности — в применении заливаемых стальных гаек вместо обычных резьбовых отверстий, с целью избежать проблем перекоса и прочности (особенно у дизельных двигателей прямого впрыска). У некоторых конструкций применяются длинные стяжные болты,практически провёрнутые через плиту блока цилиндров (изобр. 3) или прямо соединённые с опорой подшипников (изобр. 4).

1. Подкладная шайба

2. Болт крепления головки блока цилиндров

3. Стальная резьбовая вставка

4. Стяжной болт

5. Крышка коренных подшипников

Изображение 4

1. Подкладная шайба

2. Стяжной болт

3. Опора подшипников

4. Крышка коренных подшипников

Монтажные отверстия поршневого пальца в стенке цилиндра

У оппозитных двигателей возникают, в силу их конструктивных особенностей, при монтаже проблемы сборки поршневых пальцев одного ряда цилиндров. Причиной этого является то, что обе половины картера должны быть соединены болтами для того, чтобы смонтировать поршни второго ряда цилиндров, соотв., соединить шатуны с соответствующими шатунными шейками. Поскольку после соединения болтами обеих половин картера не будет больше доступа к коленчатому валу, шатуны без поршней приворачиваются к соответствующим шатунным шейкам, а поршни монтируются после соединения болтами обеих половин картера. Недостающие ещё поршневые пальцы вдвигаются после этого через поперечные отверстия в нижней части цилиндра (изобр. 5) для соединения поршней с шатунами. Монтажные отверстия пересекают рабочие поверхности цилиндров в зоне, которую не проходят поршневые кольца.

Вентиляционные отверстия картера

Более новые картеры снабжаются вентиляционными отверстиями поверх коленчатого вала и под цилиндрами (изобр. 1 и 2).

Вентиляции в зоне кривошипов при вытянутых вниз боковых стенках и связанных с ними элементами жёсткости коренных подшипников препятствуется. Благодаря вентиляционным отверстиям вытесненный воздух, который при движении поршня от верхней мёртвой точки в направлении нижней мёртвой точки находится под поршнем, может уйти в сторону и, тем самым, вытесняется туда, где поршень как раз движется в направлении верхней мёртвой точки. Тем самым воздухообмен осуществляется быстрее и эффективнее, поскольку воздуху больше не нужно проходить длинного пути вокруг коленчатого вала. Благодаря уменьшившемуся сопротивлению воздуха достигается, кроме того, значительное увеличение мощности. В зависимости от расстояния цилиндров до коленчатого вала, вентиляционные отверстия находятся либо в зоне прилегания коренных подшипников ниже рабочих поверхностей цилиндров, либо в зоне рабочих поверхностей цилиндров или где-либо между данными зонами.

;

Чугунный блок двигателя

Блок цилиндров – незаменимая деталь поршневых двигателей, являющаяся местом локализации деталей двигателя, рабочих узлов, основой для навесных элементов (головка блока цилиндра, картер). Блок цилиндров автомобиля, независимо от модели, изготавливается литьевым методом. Зачастую, материалом является легированный серый чугун с добавками (хром, никель), подвергающийся определенной механической обработке. Чугунный блок двигателя отличается жесткостью, меньшей восприимчивостью к перегреву, необходимой при усилении двигателя. К недостаткам стоит отнести большой вес, влияющий на динамику легковой машины.

Возможное количество цилиндров в блоке

Количество цилиндров это очень важный показатель двигателя и может варьироваться от 1 до 16. Конструктивно увеличение количества цилиндров обсусловлено желанием инженеров увеличить мощность двигателя.

Если поднимать мощность двигателя, не увеличивая количество цилиндров, то необходимо увеличивать диаметр поршней, и делать более массивным блок цилиндров двигателя, что ведет к увеличению массы автомобиля и росту расхода топлива. Получается, что, увеличивая мощность двигателя, мы получаем проигрыш в массе, а значит, в динамике, и нужно снова увеличивать мощность. Это типичный замкнутый круг.

Картер блока цилиндров «Запорожца» выполнен из дорогостоящего авиационного алюминиевого сплава

Инженеры задачу увеличения мощности решили с помощью увеличения количества цилиндров в блоке двигателя. Поршни при этом уменьшают в диаметре, что снижает потери от трения, а значит, мощность двигателя растет.

Особенности чугунных и алюминиевых блоков двигателей

Двигатель составляют многие детали. Одна из них – блок цилиндров (чугунный, алюминиевый, комбинированный). Чугун – особенный материал, имеющий явные преимущества и недостатки. Несмотря на достоинство в плане плавления, для чугуна характерна высокая подверженность воздействию резких ударов, возникающих при дорожных происшествиях. В двигателе, точнее в чугунном блоке, находятся многочисленные отверстия для крепления элементов. Поэтому возникновение трещин – привычное явление, возникающее при замерзании жидкости для снижения температуры. Для чугунного блока характерны замечательные показатели прочности, жесткости. Стоит отметить и низкую себестоимость материала.

Алюминий отличается оперативным охлаждением и небольшим удельным весом. Алюминиевые сплавы мягче. Обеспечение необходимой жесткости достигается путем изготовления толстых стенок блока. Конструкторы, разрабатывая блоки цилиндров, стремятся снизить вес и увеличить прочность. Какой характеристике отдать предпочтение решайте сами.

Блокцилиндров

— основная деталь 2-х и более цилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания. Является цельнолитой деталью, объединяющей собой цилиндры двигателя. Отливается как правило — из чугуна, реже — алюминия. На блоке цилиндров имеются опорные поверхности для установки коленчатого вала, к верхней части блока, как правило, крепится головка блока цилиндров, нижняя часть является частью картера. Таким образом, блок цилиндров является основой двигателя, на которую навешиваются остальные детали.

Сами цилиндры в блоке цилиндров могут являться как частью отливки блока цилиндров, так и быть отдельными сменными втулками, которые могут быть «мокрыми» или «сухими». Помимо образующей части двигателя, блок цилиндров несет дополнительные функции, такие как основа системы смазки — по отверстиям в блоке цилиндров масло под давлением подается к местам смазки, а в двигателях жидкостного охлаждения основа системы охлаждения — по аналогичным отверстиям жидкость циркулирует по блоку цилиндров.

Стенки внутренней полости цилиндра служат также направляющими для поршня при его перемещениях между крайними положениями. Поэтому длина образующих цилиндра предопределяется величиной хода поршня.

Цилиндр работает в условиях переменных давлений в надпоршневой полости. Внутренние стенки его соприкасаются с пламенем и горячими газами, раскаленными до температуры 1500—2500°С. К тому же средняя скорость скольжения поршневого комплекта по стенкам цилиндра в автомобильных двигателях достигает 12— 15 м/сек при недостаточной смазке. Поэтому материал, употребляемый для изготовления цилиндров, должен обладать большой механической прочностью, а сама конструкция стенок повышенной жесткостью. Стенки цилиндров должны хорошо противостоять истиранию при ограниченной смазке и обладать общей высокой стойкостью против других возможных видов износа (абразивного, коррозионного и некоторых разновидностей эрозии), уменьшающих срок службы цилиндров (Износ цилиндров автомобильных двигателей является следствием комплексного воздействия на стенки многочисленных физических и химических быстротекущих процессов, которые по характеру проявления разделяются на три основных вида износа: эрозивный, возникающий вследствие механического истирания, схватывания и других разрушающих процессов при непосредственном контакте металлических трущихся поверхностей; коррозионный, возникающий при всякого рода окислительных процессах на поверхностях трения; абразивный, вызывающий разрушение поверхностей трения при наличии между ними твердых или, как говорят, абразивных частичек, в том числе и продуктов износа). Материалы, применяемые для изготовления цилиндров, должны обладать хорошими литейными свойствами и легко обрабатываться на станках.

В соответствии с этими требованиями в качестве основного материала для цилиндров применяют перлитный серый чугун с небольшими добавками легирующих элементов (никель, хром и др.). Применяют также высоколегированный чугун, сталь и алюминиевые сплавы.

Дефектовкадвигателя:
блокцилиндров
Блок цилиндров — самая важная часть автомобильного двигателя. Именно он служит «базой», основой всего мотора. Если блок выйдет из строя, автовладельца ждут немалые проблемы — не столько технические, сколько юридические, поскольку блок цилиндров — номерная деталь, и этот номер указан в регистрационных документах на автомобиль. Грамотная дефектовка блока цилиндров позволит определить не только причины выхода мотора из строя, но и его пригодность для дальнейшей эксплуатации.

Дефект
1.Глубокиезадирынаповерхностицилиндра
Причины:

Ослаблена посадка поршневого пальца в верхней головке шатуна или нарушена его фиксация в бобышках поршня.

Перегрев двигателя, в результате которого разрушаются поршни.

Попадание в цилиндры двигателя посторонних предметов.

Действия:

Замените шатуны или поршни. Проверьте систему охлаждения и при необходимости отремонтируйте ее. При наличии подобных повреждений блок цилиндров ремонтируется гильзовкой.

Дефект
2.Царапинынаповерхностицилиндра
Причины:

Поломка поршневых колец.

Поломка перемычек на поршнях между канавками под поршневые кольца.

Перегрев двигателя.

Длительная эксплуатация мотора с повреждённым воздушным фильтром или вовсе без него.

Действия:

Проверьте правильность установки системы зажигания и при необходимости отрегулируйте её. Применяйте бензин с предписанным октановым числом.

Проверьте систему охлаждения и при необходимости отремонтируйте её. При наличии подобных повреждений блок цилиндров, как правило, ремонтируется расточкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.

Дефект
3.Выработкаповерхностицилиндра
Причины:

Неисправность системы питания.

Неисправность системы зажигания.

Действия:

Проверьте систему питания, отремонтируйте и отрегулируйте её. Проверьте и отрегулируйте систему зажигания. При сильном износе поверхности цилиндров блок ремонтируется расточкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.

Примечание. Косвенным признаком сильного износа является отсутствие на поверхности цилиндров сетки хона. Проверку выработки, эллипсности и конусности каждого цилиндра следует выполнять так: с помощью индикаторного нутромера, настроенного на требуемый размер, промеряем каждый цилиндр в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в верхней, средней и нижней частях цилиндра. Особенно сильный износ наблюдается, как правило, в зоне верхней мёртвой точки, то есть там, где «останавливается» верхнее компрессионное кольцо. Если выработка в цилиндрах превышает 0,1 мм, а эллипсность составляет более 0,05 мм, блок ремонтируется расточкой и последующей хонинговкой в следующий ремонтный размер или гильзовкой.

Дефект
4.Трещинывцилиндрах
Причины:

Перегрев двигателя.

Разрушение поршня и шатуна в результате гидроудара или попадания посторонних предметов в цилиндр.

Действия:

Как правило, при наличии трещин в цилиндрах блок не ремонтируется, а списывается. В исключительных случаях повреждённый цилиндр можно загильзовать. Проверьте и отремонтируйте систему охлаждения. Проверьте целостность впускного и выпускного трактов. Замените повреждённые детали.

Примечание. Определить наличие трещин в блоке цилиндров и их размеры можно с помощью опрессовки.

Дефект
5.Трещинынаверхнейплоскостиблока,врайонеотверстийподболтыголовки
Причины:

Блок перед сборкой был плохо промыт и не продут, в результате чего осталась жидкость или грязь в резьбовых от верстиях для болтов, крепящих головку блока.

Неправильная затяжка болтов головки блока.

Перегрев двигателя.

Действия:

Требуется замена блока цилиндров.

В исключительных случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

Дефект
6.Трещины,пробоиныиобломыприливовнадругихповерхностяхблокацилиндров
Причины:

Обрыв шатуна.

Разрушение поршня.

Последствия аварии, в которой произошла деформация моторного отсека.

Общий перегрев двигателя.

Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия:

Требуется замена блока цилиндров. В некоторых случаях возможна заварка трещин и последующая механообработка блока.

Дефект
7.Разрушениерезьбывкрепёжныхотверстиях
Причины:

Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия:

Рассверлите отверстия и нарежьте резьбу большего диаметра.

Дефект
8.Износпостелейкоренныхвкладышейидополнительныхваликов
В обязательном порядке проверьте состояние посадочных мест под коренные вкладыши и втулки распредвала и вспомогательных валов.

Главное меню

Блок цилиндров или блок-картер (рис. 25) является остовом двигателя. На нем и внутри него расположены основные механизмы и детали систем двигателя. Блок цилиндров — это сложная отливка коробчатой формы. Он может быть отлит из легированного серого чугуна (двигатели автомобилей ЗИЛ-130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320) или из алюминиевого сплава (двигатели автомобилей Г АЗ-53А, Г АЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102 «Волга», ГАЗ-53-12 и др.). После литья блок цилиндров подвергают искусственному старению, что уменьшает его коробление в процессе эксплуатации и обеспечивает сохранность прав ильной геометрической формы.

Блок цилиндров 1 (рис. 26, а) может быть отлит вместе с цилиндрами или иметь вставные цилиндры-гильзы (рис. 26, б — г). Горизонтальная перегородка делит блок цилиндров на верхнюю и нижнюю части. В верхней части блока и в горизонтальной перегородке расточены отверстия для установки гильз цилиндров. В цилиндре, являющемся направляющей при движении поршня, совершается рабочий цикл двигателя. Гильзы могут быть мокрыми или сухими. Гильзу цилиндра называют мокрой, если она омывается жидкостью системы охлаждения, и сухой, если она непосредственно не соприкасается с охлаждающей жидкостью.

Рис. 25 — Детали кривошипно-шатунного механизма:

а — V-образного карбюраторного двигателя; б — V-образного дизеля; R — соединение головки цилиндра и гильзы, головки и блока цилиндров дизеля КамАЗ-740; 1 — крышка блока распределительных зубчатых колес; 2 — прокладка головки блока; 3 — камера сгорания; 4 — головка блока цилиндров; 5 — гильза цилиндра; 6 и 19 — уплотнительные кольца; 7 — блок цилиндров; 8 — резиновая прокладка; 9 — головка цилиндра; 10 — прокладка крышки; 11 — крышка головки цилиндра; 12 и 13 — болты крепления крышки и головки цилиндра; 14 — патрубок выпускного коллектора; 15 — болт-стяжка; 16 — крышка коренного подшипника; 17 — болт крепления крышки коренного подшипника; 18 — стальное опорное кольцо; 20 — стальная прокладка головки цилиндра.

Гильзы цилиндров отливают из специального чугуна и устанавливают в блок цилиндров (см. рис. 25). Двигатели, имеющие цилиндры, изготовленные в виде сменных мокрых гильз (двигатели автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102 «Волга», Г АЗ-53А, Г АЗ-53-12, ЗИЛ -130, МАЗ-5335, КамАЗ-5320 и др.), проще ремонтировать и эксплуатировать. Блок цилиндров, отлитый вместе с цилиндровыми рамами (рис. 26, а), сложнее ремонтировать, так как если вышел из строя хотя бы один цилиндр (например, в результате задира зеркала цилиндра), то нужно растачивать и шлифовать все цилиндры. Внутреннюю поверхность цилиндра, внутри которой перемещается поршень, называют зеркалом цилиндра.

Рис. 26 — Схемы цилиндров двигателей:

а — без гильз; б — с мокрой гильзой (дизели ЯМЗ-236 и КамАЗ-740): г. — с мокрой гильзой, в которую запрессована короткая вставка (автомобиль ЗИЛ-130): f — блок 2 — водяная рубашка: 3 — вставка: 4 — гильза 5 — колья (резиновые или медные); 6 — антикавитационное кольцо.

Чугунный блок двигателя

Особенно важна эта процедура для двигателей тяжёлых грузовиков и строительной техники.

Крышки коренных опор и их посадочные места тщательно очищаются от загрязнений, после чего крышки устанавливаются на свои места, а крепёжные болты затягиваются предписанным моментом с помощью динамометрического ключа. Индикаторный нутромер настраивается на требуемый размер (номинальный диаметр постели коленчатого вала). Промеряем каждую опору в нескольких плоскостях. Отличия полученных размеров от номинального не должны быть более 0,02 мм. В противном случае необходимо произвести операцию по ремонту постели коленчатого вала.

Подобным же образом проверяются и посадочные отверстия под различные втулки. Их можно отремонтировать путём установки новых втулок с увеличенным наружным диаметром.

Если по всем вышеизложенным параметрам блок пригоден к дальнейшей эксплуатации, необходимо выполнить ремонтные работы. После ремонта блок цилиндров должен быть тщательно промыт и продут сжатым воздухом для удаления за грязнений.

Похожие страницы:

1. Разработка технологического процесса восстановления блокацилиндров ЗИЛ-

   Реферат >> Промышленность, производство

   … , расположенные по обеим сторонам блокацилиндров. К передней части блокацилиндров крепится крышка распределительных шестерен … поворота блокацилиндров электромеханический Частота вращения блокацилиндров, об/мин 4,07 Углы поворота блокацилиндров, град …

2. Сквозной цикл производства блокацилиндров двигателя

   Курсовая работа >> Промышленность, производство

   … для этого в блокецилиндров выполнены каналы для смазки и охлаждения. В картере блокацилиндров выполнены постели … технология производства блокацилиндров двигателя внутреннего сгорания. В которой я описал сам блокцилиндров и проанализировал условия …

3. Ремонт блокацилиндров

   Реферат >> Транспорт

   Ремонт блокацилиндров Материал блокацилиндров — серый чугун. Возможные дефекты блокацилиндров: пробоины и трещины на стенке … гильз. Ремонт базовых поверхностей блокацилиндров. У блокацилиндров происходят значитель­ные искажения геометрической формы …

4. Ремонт головки блокацилиндров автомобилей ВАЗ

   Курсовая работа >> Транспорт

   … блокацилиндров на двигатель. 6 Проверка технического состояния и ремонт Головка блокацилиндров. Тщательно вымойте головку блокацилиндров …

5. Разработка технологического процесса восстановления блокацилиндров двигателя ЗМЗ-53-11 (ЗМЗ- …

   Курсовая работа >> Промышленность, производство

   … полостей. Стенд для испытания блокацилиндров на герметичность 5 Сверлильная … Промыть и продуть блокцилиндров Установка для мойки блоковцилиндров ОМ-3600 компрессор. … Содержание перехода 1 2 3 4 5 6 Установить блокцилиндров под углом 45о на приспособлении …

Хочу больше похожих работ…

Статьи по теме:

• АЛЮМИНИЕВЫЙ БЛОК ЦИЛИНДРОВ Рассмотрим разницу между никасиловым – алюсиловым двигателем и обычным чугунным или как в народе называют…
• ГИЛЬЗОВАНИЕ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ Гильзовка блока цилиндровУ гильзовки двигателя есть несколько преимуществ перед обычным растачиванием. Так как в процессе…
• РЕМОНТ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ 15 Прокладка головки блокаНаш Интернет-магазин предлагает огромный выбор прокладок ГБЦ для легковых и прокладок ГБЦ для…
• ЧТО ТАКОЕ СВАП ДВИГАТЕЛЯ Каждый автолюбитель хотя бы раз слышал такое словосочетание как «свап двигателя». Причем очень часто звучит…