Блок картер двигателя

Блок картер двигателя

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

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.

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.

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.

Блок картер двигателя

Цилиндр вместе с поршнем и головкой цилиндра образуют замкнутый объем, в котором совершается рабочий цикл двигателя. Внутренняя поверхность стенок цилиндра служит направляющей при движении поршня. Цилиндры 4 (рис. 2) могут быть изготовлены каждый в от – дельности, как, например, у двигателей Д-21 и Д-37Е, или в общей отливке — блоке цилиндров. Блоки или отдельные цилиндры крепятся к корпусной детали двигателя — картеру 7, внутри которого установлен коленчатый вал.

Картер 7 двигателя представляет собой массивную неподвижную металлическую деталь, которая несет основные сборочные единицы и детали двигателя. В нем находятся подшипники коленчатого и распределительного валов, оси и валы шестерен приводов разных механизмов и др. Снизу картер закрыт поддоном 9, который служит резервуаром для масла.

Картер большинства двигателей выполнен в общей отливке с блоком, например А-41 (рис. 1), Д-240, А-41, СМД-60, ЯМЗ-238, ГАЗ-53, ЗИЛ-130. Такие отливки называются блок-картерами, они сообщают конструкции большую жесткость. Блок-картер отливают из серого чугуна (СМД-60, ЗИЛ-130) и алюминиевого сплава (ГАЗ-53).

Чугунные блоки обладают достаточной прочностью и сравнительно дешевы. Блоки из алюминиевого сплава легко обрабатываются, значительно легче чугунных, однако дороже их.

При У-образной конструкции блок-картера (рис. 3) ряды цилиндров обычно расположены под углом 90° между их осями. Такое расположение цилиндров уменьшает массу и габариты двигателя по длине и высоте и делает конструкцию более жесткой. Последнее снижает возможность появления нежелательных деформаций блок-картера и др.

Конструкция цилиндров в основном определяется способом охлаждения. При воздушном охлаждении цилиндры 4 (рис. 2) снабжаются специальными ребрами 10 для увеличения поверхности охлаждения.

При жидкостном охлаждении между наружной поверхностью цилиндра и внутренними стенками блока имеется кольцевое пространство — водяная рубашка 26 (рис. 1), заполняемая охлаждающей жидкостью. К верхней обработанной плоскости блок-картера (рис. 4) на шпильках крепится головка цилиндров. В стенках блок-картера расположены каналы для подвода масла к трущимся поверхностям деталей и отверстия для установки деталей. На внутренних и наружных поверхностях стенок имеются обработанные площадки для крепления различных деталей и механизмов.

Конструкция блок-картера зависит от расположения клапанов. В двигателях с боковым расположением клапанов в блок-картере имеется боковой прилив для их размещения, называемый клапанной коробкой, а в верхней стенке блок-картера сбоку каждого цилиндра сделаны клапанные отверстия. Такая конструкция применена в двигателях ГАЗ-52.

В двигателях с подвесным расположением клапанов последние помещаются в головке цилиндров, в результате чего конструкция блоккартера упрощается. Такая конструкция применена в двигателях А-41 (рис. 1), Д-240, А-41М, ЯМЗ-238, Д-37Е, Д-160, ГАЗ-53 и некоторых других.

Читайте также:  Выбор автомобиля для образованных и не образованных людей

Внутреннюю тщательно отполированную поверхность цилиндра называют зеркалом цилиндра. Точная обработка этой поверхности (ее овальность и конусность должны быть не более 0,02 мм) обеспечивает легкость движения поршня и плотное прилегание его к цилиндру.

Блок-картеры выполняются со вставными гильзами из легированных чугунов, обладающих большой износостойкостью и высокими механическими качествами. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера (путем замены изношенных гильз новыми) и упрощает его отливку.

Рис. 1. Дизель А-41:

1 — головка цилиндров; 2 — впускной клапан; 3 — валик декомпрессиоиного механизма; 4— пружины; 5 — колпак головки цилиндров; 6 — сапун; 7— коромысло клапана; 8 — выпускной клапан; 9 — штанга Толкателя; 10 — гильза цилиндров; 11 — зубчатый венец маховика; 12— маховик; 13 — ось толкателей; 14 — распределительный вал; 15 — крышка шатуна; 16 — крышка среднего коренного подшипника; 7 — механизм уравновешивания; 18 — маслоприемник; 19 — масляный насос; 20 —коленчатый вал; 21 — шатун; 22 — поршневой палец; 23 — поршень; 24 — блок-картер; 25 — вентилятор; 26 — водяная рубашка блок-картера.

Рис. 2. Детали двигателя Д-37:

1 — крышка клапанов; 2, 5, 8 — прокладки; 3 —головка цилиндра; 4— цилиндр; 6 — шпилька; 7 —картер; 9 — поддон картера; 10 — ребра цилиндра.

Рис. 3. Блок-картер двигателя ЗИЛ-130:

1 — блок-картер; 2 — крышка распределительных шестерен; 3 — крышка коренного подшипника; 4 — картер маховика.

Рис. 4. Блок-картер двигателя А-41:

1 — гильза цилиндра; 2 — верхний центрирующий пояс гильзы цилиндра; 3 и 4 — большая и малая шпильки крепления головки цилиндров; 5 — отверстия для штанг толкателей; 6 — резьбовое отверстие для шпильки крепления головки цилиндров; 7 — боковой люк для установки толкателей; 8 — площадка для крепления масляных фильтров; 9 — отверстие для присоединения маслопровода; 10— крышка коренного подшипника; 11 — шпилька крепления коренного подшипника; 12 — замковая шайба; 13 — передняя плоскость для крепления картера шестерен: 14 — опора коленчатого вала; 15 — втулка передней опоры распределительного вала; 16 — фланец для крепления пальца промежуточной шестерни; 17 — главная масляная магистраль: 18 — плоскость для крепления водяного насоса; 19 — окно в водораспределительный канал.

Блок-картер двигателя внутреннего сгорания

Блок-картер является остовом двигателя внутреннего сгорания. В основе блок-картера лежит сложная отливка коробчатой формы, чья верхняя часть формирует блок цилиндров, а нижняя – верхнюю половину картера. Основные элементы блок-картера тракторного двигателя [рис. 1] показаны на примере двигателей Д-144, СМД-14 и СМД-144.

Рис. 1. Блок-картер тракторного двигателя.

а) – Блок-картер жидкостного охлаждения с рядным расположением цилиндров;

б) – Блок-картер жидкостного охлаждения с V-образным расположением цилиндров;

в) – Блок-картер воздушного охлаждения;

1) – Отверстия для штанг;

2) – Отверстия для охлаждающей жидкости;

3) – Отверстия для шпилек крепления головки цилиндров;

4) – Подводящие каналы для охлаждающей жидкости;

5) – Подводящие каналы для масла;

6) – Крышка коренного подшипника;

7) – Прилив для коренного подшипника;

8) – Резиновое уплотнительное кольцо;

9) – Втулка распределительного вала;

10) – Гильза цилиндра;

11) – Воздушная полость;

13) – Отверстие для цилиндра;

16) – Уплотнительная прокладка;

А) – Плоскость крепления головки цилиндра;

Б) – Плоскость крепления картера распределительных шестерён;

В) – Плоскость крепления крышки с опорой под турбокомпрессор.

С целью увеличения жёсткости в конструкции блок-картера широко применяются различные перегородки и оребрения его внутренней поверхности. Как правило, поперечные (вертикальные) перегородки разделяют блок-картер двигателя на одинаковые отсеки, количество которых равно числу цилиндров. У двигателей, число цилиндров которых не превышает четырёх (в редких случаях шести) расположение цилиндров в блок-картере выполнено в один ряд – рядное [рис. 1, а)]. Если цилиндров шесть, восемь и более, то их располагают в два ряда (с наклоном друг к другу) – V-образное расположение [рис. 1, б)]. Угол, который образуется между осями цилиндров обоих рядов, называется угол развала. Применение V-образной схемы расположения цилиндров в блок-картере обусловлено стремлением уменьшения массо-габаритных характеристик двигателя, а также увеличения жёсткости блок-картера и коленчатого вала. При V-образной схеме достигается уровень минимальных деформаций гильз цилиндров, коренных подшипников и плоскости стыков блока с головкой цилиндров.

Блок-картер с рядным расположением цилиндров применяется для следующих двигателей: А-41, Д-240, А-01М, Д-144, СМД-14.

Блок-картер с V-образным расположением цилиндров используется в двигателях: СМД-60, ЗМЗ-53, ЗИЛ-130, а также в двигателях семейства КамАЗ и ЯМЗ.

Внутри и снаружи блок-картера (38) [рис. 2] расположены детали КШМ (кривошипно-шатунный механизм) и ГРМ (газораспределительный механизм), сборочные единицы и системы двигателя, а также опоры, используемые для крепления двигателя к раме. В блок-картере (примерно в средней его части) размещена перегородка, которая отделяет верхнюю полость (предназначенную для циркуляции охлаждающей жидкости) от нижней (заполнена масляным туманом, формирующимся в процессе вращения коленчатого вала двигателя с большой частотой). Нижняя половина картера либо поддон (33) картера используется для герметичного закрытия КШМ снизу. Как правило, поддон также является резервуаром для масла. Для предотвращения чрезмерного увеличения давления либо разряжения внутри картера на него монтируется сапун. Это даёт возможность не только устранить подтекание масла, но и защитить полость картера от пыли.

Рис. 2. Разрез тракторного двигателя Д-240 жидкостного охлаждения.

2) – Маслосъёмные кольца;

3) – Уплотняющая часть поршня с компрессионными кольцами;

4) – Камера сгорания и днище поршня;

5) – Валик коромысел;

7) – Тарелка клапана;

9) – Пружина клапана;

10) – Направляющая втулка клапана;

11) – Гильза цилиндра;

12) – Стойка валика коромысел;

13) – Регулировочный винт;

17) – Головка цилиндров;

20) – Шкив привода вентилятора;

21) – Шестерня привода распределительного вала;

22) – Шестерня привода распределительного вала;

23) – Шкив коленчатого вала;

24) – Шестерня привода распределительного вала;

25) – Шестерня привода масляного насоса;

26) – Уплотнение поддона картера;

27) – Шестерня привода масляного насоса;

29) – Распределительный вал;

31) – Уплотняющее резиновое кольцо;

32) – Поршневой палец;

33) – Поддон картера;

34) – Коленчатый вал;

35) – Вкладыш для коренного подшипника;

36) – Прилив для коренного подшипника;

Блок-картер в основном отливается из серого мелкозернистого чугуна СЧ 21-40 (СЧ 18-36), который обладает высокими механическими и литейными качествами. С целью снижения массы блок-картеры для некоторых автомобильных двигателей отливаются из алюминиевых сплавов (ЗМЗ-53), что приводит к практически двукратному уменьшению их массы. Алюминиевый блок-картер значительно дороже в производстве, чем чугунный.

Для крепления головки на чугунный блок-картер устанавливаются короткие шпильки, а на алюминиевый блок-картер – несущие силовые шпильки (в верхнюю половину картера).

В двигателях с воздушных охлаждением (Д-21А1 и Д-144) из-за необходимости создания охлаждающих воздушных потоков нет возможности использовать блок-картерный тип отливки [рис. 3]. Цилиндры в подобном блок-картере закрепляются между головкой и картером посредством несквозных анкерных связей [рис. 1, в)]. Количество анкерных связей, которые приходятся на один цилиндр, как правило, меньше, чем в дизельных двигателях с жидкостным охлаждением. Для дизельных двигателей большой мощности, имеющих воздушное охлаждение, блок-картер отливается из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (8ДВТ-330).

Рис. 3. Поперечный разрез тракторного двигателя Д-144 воздушного охлаждения.

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО БЛОК-КАРТЕРА

СОДЕРЖАНИЕ

1. Основные базовые детали двигателя автомобиля………………….4

1.1 Составые части двигателя……………………………………………4

1.2 Назначение и общее устройство блок-картера……………………..4

1.3 Устройство блок- картера двигателя камаз…………………………7

2. Возможные деффекты блок-картера………………………………. 9

3. Методы восстановления блок-картера………………………………11

4. Технология восстановления блок-картера…………………………..17

5. Расчет и подбор ремонтно-технического оборудования …………..23

6. Охрана труда и техника безопасности……………………………….25

ВВЕДЕНИЕ

Эксплуатация машин сопровождается процессами естественного старения, следствие которого – снижение технико-экономических показателей их использования. Для поддержания высоких показателей надежности эффективности работы машин необходимо управление их техническим состоянием, что достигается с помощью методов и средств ремонта и технического обслуживания.

Ремонт и восстановление деталей двигателей машин является один из важнейших направлений ремонтного производства. Эффективность ремонта техники определяется качеством и надежностью восстановления изношенных деталей. Этим самым решается проблема обеспечения эксплуатационных машин запасными частями, т.е. восстановление изношенных деталей – крупный резерв экономии материально-экономических ресурсов.

В условиях рыночной экономики особо важное значение приобретает правильный выбор наиболее эффективных технологий ремонта, создания и внедрения в производство нового более экономического технического оборудования, современных технологических процессов, прогрессивных форм и методов организации производства, труда и управления в ремонтном производстве. На современном этапе ремонтным предприятиям необходимо улучшать использование их производственных фондов, которые определяют производственные мощности ремонтной базы.

Неотъемлемой частью улучшения уровня ремонтного производства является стимулирование рационализаторской и изобретательской деятельности непосредственно на самих ремонтных предприятиях, усовершенствование и модернизация существующего технического оборудования, результатом которых явилось бы снижение себестоимости восстанавливаемых деталей.

Читайте также:  Восстановление механических свойств детали

ОСНОВНЫЕ БАЗОВЫЕ ДЕТАЛИ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

К базовым или корпусным деталям относятся детали, составляющие основу агрегата и обеспечивающие правильное размещение, взаимное расположение и функционирование всех остальных деталей и агрегата в целом. Работоспособность и ремонтопригодность базовых деталей, как правило, определяют полный срок службы агрегата и условия его списания.

СОСТАВЫЕ ЧАСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель состоит из двух механизмов:

1. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

2. Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для своевременного снабжения двигателя горючей смесью, а так же для выпуска выхлопных газов.

Грубо говоря, двигатель состоит из блока-картера, в котором установлен коленчатый вал с маховиком. На коленчатом валу крепятся шатуны, а на шатунах крепятся поршни. Поршни, в свою очередь, ходят в гильзах цилиндров. Всю эту конструкцию накрывает головка блока цилиндров.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из:

– поршни с кольцами и пальцами;

– блок цилиндров с картером;

– головки блока цилиндров;

– поддон картера двигателя.

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО БЛОК-КАРТЕРА

Блок-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.

Блок-картер при работе двигателя воспринимает большие нагрузки от сил давления газов и сил инерции движущихся масс, поэтому он должен обладать повышенной жесткостью и малой массой. Жесткость блок-картера повышают путем постановки перегородок и оребрения внутренней поверхности и понижения плоскости крепления поддона картера относительно оси коленчатого вала.

Блок-картер представляет собой отлитую из серого чугуна жесткую монолитную коробку, к которой крепят и в которой размещены различные механизмы, агрегаты и отдельные детали. Верхняя часть отливки является блоком цилиндров, а нижняя – картером. К верхней обработанной плоскости блок-картера на шпильках крепят головку цилиндров, к обработанной части передней торцовой плоскости блок-картера – крышку распределительных шестерен, а к задней – картер маховика. В стенках блок-картера расположены каналы для подвода масла к трущимся поверхностям деталей и отверстия для установки подшипников распределительного вала. На наружных поверхностях стенок блок-картера имеются обработанные площадки для крепления различных механизмов и агрегатов.

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

Вид блока-картера зависит от двигателя (число цилиндров и их расположения) (рис.1):

К обработанным плоскостям блок-картера крепят составные детали остова двигателя (рис.2): сверху — головки цилиндров, сзади — картер маховика 13, впереди — картер распределительных шестерен 7, снизу — поддон картера 11:

Рис. 2- Блок-картер с составными деталями остова двигателя

В верхней части блок-картера предусмотрены вертикальные расточки цилиндров, в которые вставляют гильзы цилиндров. Пространство между внутренними стенками блок-картера и наружной поверхностью цилиндра (гильзы) называют водяной рубашкой, оно заполнено охлаждающей жидкостью. Водяная рубашка блок-картера соединена с водяной рубашкой головки цилиндра посредством водопропускных отверстий. Нижняя часть блок-картера имеет поперечные перегородки, количество которых равно числу коренных опор коленчатого вала. В каждой перегородке расположены гнезда коренных подшипников коленчатого вала. К нижней обработанной плоскости крепят поддон картера. Материалом для изготовления блок-картеров служат серый и легированный чугуны и алюминиевые сплавы. Блок-картеры двигателей могут быть гильзованными и негильзованными.

Блок цилиндров, головка блока, картеры

Основной частью многоцилиндрового двигателя с жидкостным охлаждением является блок-картер 17 (см. рис. 141). В нём расположены все основные механизмы и детали двигателя: цилиндры 13, коленчатый вал 27, распределительный вал 16, крышки подшипников 37, коленчатого и распределительного валов, оси и валы шестерён 18, 23,24 и др. Снизу блок- картер закрыт поддоном 29, который служит резервуаром для масла.

Блок-картеры большинства двигателей устроены в основном одинаково. На рис. 143 показан блок цилиндров дизельного двигателя СМД- 14БН. Он представляет собой сложную чугунную отливку коробчатой формы с внутренними стенками и перегородками, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя – картер коленчатого вала. Эта часть расширена, так как в ней вращается коленчатый вал.

Рис. 143. Блок цилиндров двигателя СМД-14БН:

  • 1 – гильза цилиндра; 2 – продольная перегородка; 3 – шпилька крепления головки цилиндров; 4 – верхняя половина корпуса уплотнения; 5 – сальник;
  • 6 – прокладка; 7 – нижняя половина корпуса уплотнения; 8 – фланец для масляного фильтра; 9 -блок- картер; 10
  • – фланец для крепления маслозаливной горловины; 11 – крышка коренного подшипника; 12 – упорное полукольцо; 13 – шпилька коренного подшипника; 14 – втулка переднего подшипника распределительного вала; 15
  • – передняя опора распределительного вала; 16 – фланец для крепления жидкостного насоса; 17 – прокладка боковой крышки; 18 – боковая крышка; 19
  • – уплотнительное кольцо гильзы цилиндра; А – плоскость крепления головки цилиндров; Б – маслопровод; В – отверстие под ось промежуточной шестерни; Г
  • – посадочное место для коленчатого вала; Д – канал для подвода охлаждающей жидкости; Е – отверстия для штанг; Ж – отверстия для сообщения рубашек охлаждения блока с головкой цилиндров

Через отверстия в поверхности А и во внутренней горизонтальной перегородке, которая разделяет блок цилиндров и картер, в блок устанавливают гильзы цилиндров. Внутри блок разделён вертикальными перегородками с большими окнами в нижней части. Эти перегородки образуют с гильзами цилиндров рубашку охлаждения. Перегородка 2 отделяет рубашку охлаждения от камеры штанг газораспределительного механизма. В нижней части картера также имеются перегородки с выемками Г под коренные подшипники коленчатого вала.

В блоке отлиты каналы Д для подвода жидкости в рубашку охлаждения от насоса, а также просверлены отверстия и каналы для подвода смазки к некоторым трущимся частям двигателя. Снаружи блока цилиндров имеются обработанные поверхности и площадки с резьбовыми отверстиями для крепления деталей и приборов. Верхняя поверхность А блока служит для крепления головки цилиндров.

На нижней стороне блока цилиндров имеется плоскость для крепления поддона 29 (см. рис. 141). Поддон отштампован из листовой стали. Плоскость разъёма между поддоном и блоком цилиндров уплотнена пробковой прокладкой. К поддону с левой стороны под углом вварена трубка маслоиз- мерителя, а под трубкой маслосливной штуцер с резьбой для пробки.

Внутреннее пространство блока цилиндров закрыто и уплотнено во избежание попадания в него пыли и вытекания из него масла. Однако полностью герметизировать его нельзя, так как при работе двигателя возможен прорыв воздуха и газов из цилиндров в картер. Чтобы при этом избежать повышения давления, полость картера через сапун 4 (см. рис. 141) сообщается с атмосферой. Сапун может располагаться на крышке колпака головки цилиндров (СМД-14БН, СМД-18БН, А-01МЛ), на боковой стенке блока (Д-240), в крышке горловины для заливки масла (СМД-60, СМД-62, ЯМЗ-238НБ, ЯМЗ-240Б).

При перемещении поршни вместе с головкой цилиндров ограничивают объём, в котором совершается рабочий цикл. Тщательно обработанная внутренняя поверхность цилиндра называется зеркалом. Зеркало служит направляющей при движении поршня.

Отдельно изготовленный цилиндр называется гильзой (рис. 144). Блок-картеры большинства тракторных двигателей выполнены со вставными гильзами из легированных чугунов, обладающих большой износостойкостью и высокими механическими свойствами. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера, так как это упрощает его отливку, а изношенные гильзы можно заменять новыми. Гильзы устанавливают в блок сверху. Буртик 4 входит в выточку блока 8 и

Рис. 144. Гильза цилиндров: а – устройство; б – схема установки в блоке цилиндров: 1; 3 – установочные пояски; 2 – зеркало цилиндра; 4 – буртик; 5 – рубашка охлаждения; 6 – прокладка головки цилиндров; 7 – гильзы цилиндра; 8 – блок-картер; 9 – уплотняющее резиновое кольцо

прижимается к ней головкой цилиндров с помощью прокладки 6. Буртик на 0,06. 0,2 мм выступает над плоскостью блока. В результате достигается хорошее обжатие прокладки и надежное уплотнение гильзы. В верхней части буртика имеется кольцевой выступ, что предохраняет край прокладки от обго- рания.

Между стенками блока и наружной поверхностью гильзы образуется полость (рубашка охлаждения) для охлаждающей жидкости. Гильзы, наружная поверхность которых омывается жидкостью, называются мокрыми. Гильзы, не омываемые жидкостью, называются су

хими их устанавливают в предварительно расточенные цилиндры блок-картера. Мокрые гильзы применяются на большинстве тракторных двигателей. На нижнем пояске блок- картера сделана кольцевая выточка, в которую вставлено резиновое уплотняющее кольцо 9.

Читайте также:  Замена переднего тормозного шланга ВАЗ 2106, ВАЗ 2107, ВАЗ 2109, ВАЗ 2110, ВАЗ 2114, ВАЗ 2115

Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху и образует между головкой и днищем поршня камеру сгорания. Она представляет собой сложную литую деталь, в которой расположены камеры сгорания, клапаны, форсунки, впускные и выпускные каналы, а также имеется рубашка охлаждения.

Рис. 145. Головка цилиндров двигателя СМД-14БН: а – устройство; б – схема расположения впускных и выпускных каналов: 1 – корпус колпака; 2 – крышка колпака; 3 – валик декомпрессионного механизма;

сапун; 5 – выпускной клапан; 6 – маслоподводящий канал; 7 – головка цилиндров; 8 – отверстие для форсунки; 9 – шпилька форсунки; 10 – прилив для крепления топливного фильтра; 11 – седло выпускного клапана; 12 – седло впускного клапана; 13 – впускной клапан; 14 – направляющая втулка; 15 – впускной канал; 16 – болт, 17, 21, 30 – шпильки; 18 – гайка; 19 – площадка для крепления впускной трубы; 20 – площадка для крепления маслоотводящей трубы; 22 – установочный болт; 23 – вставка; 24- канал-диффузор; 25 – вихревая камера; 26 – выпускной канал; 27, 28 – каналы для подвода жидкости: 29 – площадка для крепления выпускных каналов

Головка цилиндров двигателя СМД-14БН (рис. 145, а) отлита из чугуна. Её нижняя плоскость тщательно обработана и служит верхней стенкой основных камер сгорания всех четырех цилиндров. Напротив каждого цилиндра со стороны нижней плоскости головки расточены по два отверстия (сёдла) И и 12, кромки которых скошены под углом 45°. Они служат опорными поясками для впускного 13 и выпускного 5 клапанов. Над каждым седлом в верхней части головки в отверстие запрессована направляющая втулка 14 клапанов.

Внутри головки отверстия для клапанов переходят во впускные 15 и выпускные 26 каналы. Два крайних и два средних отверстия выпускных клапанов служат началом выпускных каналов 26, которые выходят наружу с правой стороны. К площадке 29 для крепления выпускных каналов шпильками 30 крепится выпускной коллектор. Каналы впускных клапанов (первого и второго, а также третьего и четвертого) попарно объединены внутри головки и наверху имеют два общих выхода, образующих впускные каналы 15 (рис. 145, б). К площадке 19 корпуса 1 колпака крепится впускной коллектор.

В нижней части головки над каждым цилиндром расположена вихревая камера сгорания 25 шаровой формы, образованная двумя полусферами. Верхняя полусфера расточена в головке, а нижняя находится во вставке 23, изготовленной из жаропрочной стали, и каналом-диффузором 24 соединяется с основной камерой, расположенной над поршнем. Вставка фиксируется в нужном положении установочным болтом 22. В наклонные ступенчатые отверстия 8 головки цилиндров, сообщающиеся с вихревыми камерами 25, установлены форсунки, которые крепятся шпильками 9.

Между стенками впускных и выпускных каналов, камер сгорания и наружными стенками головки цилиндров находится рубашка охлаждения. Из головки жидкость отводится по отверстиям, расположенным в её верхней части в трубу, которая болтами крепится к площадке 20.

Через сквозные отверстия, расположенные с правой стороны головки, проходят штанги толкателей. Корпус 1 колпака и его крышка 2 закрывают клапанный механизм, смонтированный на головке цилиндров. Для уплотнения между корпусом колпака и головкой установлена паронитовая, а между крышкой и корпусом – пробковая прокладки. Уплотнение между головкой цилиндров и блок-картером достигается с помощью упругой ас- бостальной или медноасбестовой прокладки. В прокладке имеются окна, соединяющие отверстия блок-картера с отверстиями в головке цилиндров.

Картер двигателя: назначение и особенности конструкции

Картер является главной неподвижной деталью ДВС, в нижней части которого установлен коленчатый вал, а в верхней части – блок цилиндров. Соединение верхней и нижней части картера осуществляется за счет крепежных болтов при помощи уплотнительной прокладки.

«CarterBMW1». Под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 с сайта Викисклада – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CarterBMW1.JPG#mediaviewer/File.

Впрочем, для маленьких по размеру двигателей картеры могут делиться не в горизонтальной, а в вертикальной плоскости.

По сути, картер – это корпус двигателя, на котором держатся и в котором работают все детали двигателя. Помимо этого картер так же помогает в работе системе смазки и охлаждения двигателя.

Конструкция картера

Надо, конечно сказать, что картер бывает не только у двигателя, его имеют и редуктор, и коробка передач, и раздаточная коробка и прочие механизмы. Зачастую картер отливается из сверхпрочного и надежного алюминиевого сплава.

Снизу картер двигателя защищен специальным поддоном, изготовленным либо также из алюминиевого сплава, либо же из стали методом штамповки.

Основным назначением поддона картера является надежная защита КШМ от загрязнений и протечки масла. Дополнительно он выполняет функцию масляного резервуара, поэтому нижний отсек имеет специальное отверстие с небольшой пробкой для слива и замены моторного масла.

Чтобы увеличить жесткость всей конструкции, внутренние стенки картера имеют поперечные перегородки с углублениями, к которым крепятся подшипники коренных шеек всех валов – коленчатого и распределительного. Коренные подшипники оснащены съемными крышками, соединенными с картером болтами или шпильками.

Чтобы предотвратить утечку масла, на выступающих частях коленвала (задней и передней) предусмотрены специальные канавки и сальники, изготовленные из маслостойкой резины, войлока, кожи или пробки.

Для своевременного отвода масла, стремящегося вытечь наружу, в крышках подшипников и на стенках картера установлены отражатели масла и дренажные канавки.

Для установки дополнительных механизмов двигателя, например, бензинового и водяного насосов, стартера, генератора, в картере предусмотрено наличие специальных приливов.

В поддоне картера, служащего сборником и временным хранилищем масла, которое в данный момент времени не участвует в рабочем процессе двигателя, помимо масла скапливаются и различные частички металла – стружка, которая образуется в процессе работы двигателя от трения деталей друг о друга.

В некоторых двигателях для удержания этой стружки на дне или на стенках поддона устанавливаются магниты, притягивающие к себе металлические примеси.

Для защиты двигателя от стальной, алюминиевой стружки и прочих примесей масляный насос (его заборник), забирающий масло из поддона картера устанавливается не на самое его дно, а чуть выше, чтобы осевшая грязь не попадала в систему смазки.

Некоторые современные двигатели оснащены системой вентиляции картера. Эта система нужна для отвода газов из картера. Газы в картере – это смесь выхлопных газов (большая часть которых уходит через выхлопную систему), просачивающихся в картер из камер сгорания, пары бензина, масла. Накапливаясь, они оказывают негативное влияние на свойства и качество масла и состояние резиновых и металлических деталей двигателя.

Чтобы снизить негативное влияние картерных газов, их принудительно выкачивают из картера. За это как раз и отвечает система вентиляции картера.

Особенности картера двухтактного двигателя

Данный тип картера – это не просто корпус двигателя, это основная часть топливной системы транспортного средства. В данном случае картер отвечает за подготовку и своевременную подачу топливовоздушной смеси в цилиндры двигателя. Таким образом, обеспечивается надежная смазка всех основных деталей двигателя.

Передняя часть картера двухтактного двигателя оснащается кривошипной камерой, которая принимает участие в газораспределительном процессе.

Для надежной герметизации камеры в левой части картера предусмотрен резиновый уплотнительный сальник, который предотвращает попадание масла в камеру.

В правой части картера расположен уплотнительный сальник, основным назначением которого является предотвращение попадания в камеру внешнего воздуха.

Что такое сухой картер

Название «сухой картер», разумеется, появилось неслучайно и по нему легко догадаться, что раз картер сухой, то в нем нет масла, как в обычном картере, который служит резервуаром для сбора и хранения масла.

Отчасти это верно, но не совсем. В двигателе с сухим картером масло так же стекает в поддон, но вот задержаться ему там не дают насосы, которые сразу же откачивают это масло в специальный резервуар, который вынесен за переделы двигателя и может находиться, в общем-то, где угодно, но, как правило, неподалеку от двигателя или даже непосредственно на нем, но снаружи.

Такая система смазки двигателя применяется на спортивных, гоночных автомобилях, а так же на серьезных внедорожниках.

Необходимость в сухом картере возникает из-за того, что такие автомобили испытывают повышенные динамические и инерционные нагрузки, из-за которых масло в обычном картере очень сильно плескалось бы и пенилось.

В крутых затяжных поворотах или при преодолении крутых подъемов и спусков возможно оголение маслозаборника и как следствие – нарушение процесса смазки, которое ведет к работе двигателя с повышенной нагрузкой и может привести к поломке.

Система смазки «сухой картер» позволяет решить эту проблему. Масло подается из специального резервуара под давлением, и смазка двигателя обеспечивается в любых условиях его эксплуатации.

Вот такое непростое это устройство – картер двигателя, а на первый взгляд, всего лишь железяка :).

Ссылка на основную публикацию