Общее устройство поршневых двигателей

Механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания

Ос­новной (ба­зовой) частью дви­гате­ля яв­ля­ет­ся его кор­пус (ос­тов). На не­го ус­та­нав­ли­ва­ют все ме­ханиз­мы и сис­те­мы дви­гате­ля. Кор­пус дви­гате­ля кре­пит­ся на ра­ме трак­то­ра или ав­то­моби­ля.

Де­тали, пос­редс­твом ко­торых энер­гия рас­ши­ря­ющих­ся га­зов пре­об­ра­зовы­ва­ет­ся в кру­тящий мо­мент, на­зыва­ют кри­вошип­но-ша­тун­ным ме­ханиз­мом. Де­тали, с по­мощью ко­торых уп­равля­ют впус­кны­ми и вы­пус­кны­ми кла­пана­ми, объеди­нены в ме­ханизм га­зорас­пре­деле­ния (МГР).

Для обес­пе­чения оп­ти­мальных ус­ло­вий про­тека­ния ра­боче­го про­цес­са в дви­гате­ле не­об­хо­димы сис­те­мы: пи­тания топ­ли­вом, по­дачи воз­ду­ха, вы­пус­ка и ре­цир­ку­ляции ОГ, за­жига­ния, сма­зыва­ния, ох­лажде­ния, пус­ка дви­гате­ля и элек­трон­но­го уп­равле­ния.

Основные сборочные единицы корпуса двигателя

Кор­пус дви­гате­ля. Ра­бота­ет в очень тя­желых ус­ло­ви­ях. На не­го действу­ют вы­сокие пе­ремен­ные тем­пе­ратур­ные и ме­хани­чес­кие наг­рузки (от га­зов, сил инер­ции, тре­ния и кру­тяще­го мо­мен­та).

Та­кие ус­ло­вия тре­бу­ют, что­бы кор­пус не де­фор­ми­ровал­ся, имел не­большую мас­су и хо­рошую теп­лопро­вод­ность. Кор­пусные де­тали из­го­тов­ля­ют обыч­но из чу­гуна или алю­мини­ево­го спла­ва. Де­тали из чу­гуна ме­нее под­верже­ны де­фор­ма­ци­ям и бо­лее де­шевы, чем из алю­мини­ево­го спла­ва. Из­де­лия из алю­мини­евых спла­вов лег­че, име­ют луч­шую теп­лопро­вод­ность, лег­че об­ра­баты­ва­ют­ся, но ус­ту­па­ют чу­гуну в жес­ткос­ти. Для при­дания жес­ткос­ти внут­ри алю­мини­ево­го бло­ка пре­дус­мотре­ны пе­рего­род­ки.

В кор­пу­се дви­гате­ля раз­ли­ча­ют вер­хнюю часть ( блок ци­лин­дров ) и ниж­нюю часть ( кар­тер ). В бло­ке ци­лин­дров рас­по­лага­ют ци­лин­дры дви­гате­ля, а в кар­те­ре — ко­лен­ча­тый вал. Ес­ли блок и кар­тер объеди­нены вмес­те, то та­кую конс­трук­цию на­зыва­ют блок-кар­тер (рис. 5.1).

Рис. 5.1.Корпусные детали двигателя:
а — клaпанная крышка; б — головка блока; в — блок-картер; 1 — клапанная крышка; 2 — сапун; 3 — верхняя часть камеры сгорания; 4 — головка блока; 5 — отверстия для впуска воздуха и выпуска ОГ; 6 — отверстия для охлаждающей жидкости; 7 — направляющая втулка клапана; 8 — седло клапана; 9 — прокладка головки блока; 10 — отверстие для установки распределительного вала; 11 — крышка (картер) привода механизма газораспределения; 12 — опоры (постели) коленчатого вала; 13 — маслоуспокоитель; 14 — поддон; 15 — пробка для слива масла; 16 — прокладка поддона; 17 — блок-картер; 18 — картер маховика; 19 — гильза с уплотнительными кольцами; 20 — шпильки крепления головки блока; 21 — установочный штифт; 22 — площадка для установки впускного трубопровода; 23 — каналы для подачи охлаждающей жидкости

Блок мо­жет иметь раз­личные конс­трук­ции. В нем мо­гут быть вы­пол­не­ны ци­лин­дры. Та­кой блок из­го­тов­ля­ют из до­рогих вы­сокоп­рочных ма­тери­алов. Он име­ет не­большие раз­ме­ры и мас­су. Од­на­ко та­кой блок слож­нее в из­го­тов­ле­нии и ре­мон­те.

Ци­лин­дры мо­гут быть встав­ле­ны в блок, как от­дельные де­тали — гильзы. От то­го, как под­во­дит­ся к ним ОЖ, их на­зыва­ют мок­ры­ми или су­хими. Гильзы уве­личи­ва­ют жес­ткость бло­ка.

В кар­те­ре для ус­та­нов­ки ко­лен­ча­того ва­ла из­го­тов­ля­ют ци­лин­дри­чес­кие уг­лубле­ния — пос­те­ли. В них встав­ля­ют ко­рен­ные под­шипни­ки скольже­ния для ко­лен­ча­того ва­ла.

Кор­пус дви­гате­ля име­ет так­же ка­налы для под­во­да мо­тор­но­го мас­ла и спе­ци­альные пло­щад­ки для креп­ле­ния ме­ханиз­мов и сис­тем ДВС.

Ниж­нюю съем­ную часть кар­те­ра ( под­дон ) ис­пользу­ют как ем­кость для мо­тор­но­го мас­ла. Его от­ли­ва­ют из алю­мини­ево­го спла­ва или штам­пу­ют из ста­ли. Для по­выше­ния жес­ткос­ти и улуч­ше­ния ох­лажде­ния мас­ла на по­вер­хнос­ти под­до­на из­го­тов­ля­ют реб­ра. В ниж­ней час­ти под­до­на пре­дус­матри­ва­ют на­маг­ни­чен­ную проб­ку для сли­ва мас­ла. Для гер­ме­тиза­ции и шу­мо­изо­ляции меж­ду кар­те­ром и под­до­ном ус­та­нав­ли­ва­ют прок­ладку. Что­бы мас­ло не плес­ка­лось, в под­до­не рас­по­лага­ют мас­ло­ус­по­ко­итель.

Свер­ху на блок ци­лин­дров ус­та­нав­ли­ва­ют го­лов­ку бло­ка ци­лин­дров. Это — конс­трук­тивно слож­ное из­де­лие. В ней рас­по­ложе­ны вер­хние час­ти ка­мер сго­рания, впус­кные и вы­пус­кные кла­паны, фор­сунки или све­чи за­жига­ния. Го­лов­ка бло­ка мо­жет быть об­щей для не­скольких или всех ци­лин­дров ли­бо ин­ди­виду­альной для каж­до­го ци­лин­дра.

В го­лов­ке из­го­тов­ля­ют от­вер­стия для цир­ку­ляции мас­ла, ох­лажда­ющей жид­кости и дви­жения кла­панов га­зорас­пре­дели­тельно­го ме­ханиз­ма. В ней рас­по­лага­ют так­же ка­налы для впус­ка све­жего воз­ду­ха или го­рючей сме­си и вы­пус­ка ОГ.

Ка­налы для дви­жения ОЖ рас­по­лага­ют так, что­бы жид­кость под­хо­дила к на­ибо­лее наг­ре­тым мес­там го­лов­ки бло­ка (пе­ремыч­ки меж­ду гнез­да­ми кла­панов, рас­по­ложе­ние фор­су­нок или све­чей за­жига­ния).

Го­лов­ки от­ли­ва­ют обыч­но из чу­гуна или алю­мини­ево­го спла­ва. В них зап­рессо­выва­ют спе­ци­альные кольца и втул­ки из жа­роп­рочно­го чу­гуна или ме­тал­ло­кера­мики. Они слу­жат сед­ла­ми и нап­равля­ющи­ми кла­панов.

Что­бы обес­пе­чить гер­ме­тич­ность со­еди­нения го­лов­ки с бло­ком ци­лин­дров, меж­ду ни­ми ус­та­нав­ли­ва­ют жа­роп­рочную прок­ладку (прок­ладку го­лов­ки бло­ка). В прок­ладке пред­ус­матри­ва­ют от­вер­стия под ка­меры сго­рания и для про­хода мас­ла, ко­торые окан­то­выва­ют сталью или медью.

Го­лов­ку кре­пят к бло­ку шпилька­ми с гайка­ми или бол­та­ми.

Вни­мание! Что­бы обес­пе­чить рав­но­мер­ное при­лега­ние и при­тяги­вание го­лов­ки к бло­ку, гайки (бол­ты) за­вора­чива­ют ди­намо­мет­ри­чес­ким клю­чом. Опе­рацию про­водят в два или три при­ема, «раз­гла­живая» от­ливку от цен­тра к кра­ям. Об­щее пра­вило при­тяги­вания де­талей с больши­ми по­вер­хнос­тя­ми — кре­пеж за­тяги­ва­ют крест-нак­рест, от се­реди­ны к кра­ям.

Го­лов­ку бло­ка зак­ры­ва­ют кла­пан­ной крыш­кой (крыш­ка го­лов­ки ци­лин­дров). Она из­го­тов­ля­ет­ся из алю­мини­евой от­ливки или лис­то­вой ста­ли. Крыш­ка изо­лиро­вана от го­лов­ки прок­ладкой. Для вы­рав­ни­вания дав­ле­ния под кла­пан­ной крыш­кой на ней ус­та­нав­ли­ва­ют ус­тройства для со­еди­нения с ат­мосфе­рой (са­пун, проб­ку мас­ло­налив­ной гор­ло­вины).

К пе­ред­ней стен­ке блок-кар­те­ра кре­пят крыш­ку при­вода ме­ханиз­ма га­зорас­пре­деле­ния, а к зад­ней — кар­тер ма­хови­ка ко­лен­ча­того ва­ла.

Важ­но знать! Но­вые де­тали, от­ли­тые из ме­тал­ла, име­ют внут­ренние нап­ря­жения, ко­торые со вре­менем при­водят к де­фор­ма­ци­ям и мик­ротре­щинам. Для то­го что­бы их уменьшить, от­ливки на за­воде под­верга­ют ис­кусс­твен­но­му ста­рению, пе­ремен­но наг­ре­вая и ох­лаждая. Од­на­ко пол­ностью снять нап­ря­жение не уда­ет­ся.

Ес­ли в про­цес­се из­го­тов­ле­ния де­таль ро­няли, то со вре­менем это ло­кальное нап­ря­жение про­явит­ся в ви­де уве­личи­ва­ющейся мик­ротре­щины или де­фор­ма­ции.

Крепление двигателя к остову технического средства

Под­веска дви­гате­ля дол­жна обес­пе­чивать со­ос­ность дви­гате­ля и тран­смис­сии, га­шение виб­ра­ций, пре­дох­ра­нение его от де­фор­ма­ций при дви­жении по не­ров­но­му по­лю.

Су­щес­тву­ют раз­личные схе­мы креп­ле­ния дви­гате­ля к ос­то­ву ТС. Дви­гатель не­большой мас­сы при­со­еди­ня­ют жес­тко к тран­смис­сии (кон­сольная под­веска). В большинс­тве конс­трук­ций креп­ле­ние осу­щест­вля­ют че­рез ре­зино­метал­ли­чес­кие амор­ти­зато­ры (по­душ­ки) в трех, че­тырех, пя­ти или шес­ти точ­ках.

Под­веска мо­жет осу­щест­вляться так­же че­рез га­зовые и гид­равли­чес­кие амор­ти­зато­ры.