Блок картера двигателя из чего состоит

Основные конструктивные узлы и системы двигателя.

Поршневые ДВС имеют следующие основные узлы и системы:

1. Остов двигателя, воспринимающий все усилия при работе двигателя. В него входят неподвижные детали: фундаментная рама с рамовыми подшипниками, станина, цилиндры, цилиндровые крышки;

2. Кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Основные детали — поршень, шток, поперечина (крейцкопф), шатун и коленчатый вал.

3. Механизм газораспределения(газораспределительные органы и привод), осуществляющий выпуск продуктов сгорания из цилиндра и впуск свежего заряда воздуха (в дизелях) или горючей смеси (в карбюраторных двигателях) ;

4. Топливоподающую систему,предназначенную для подготовки и подачи топлива в цилиндры двигателя. Система состоит из емкостей для хранения топлива, устройства для его очистки и топливной аппаратуры — насосов, форсунок (дизели), карбюратора (карбюраторные двигатели);

5. Систему зажигания, обеспечивающую в карбюраторных ДВС принудительное воспламенение горючей смеси в цилиндрах двигателя;

6. Систему охлаждениядля отвода теплоты от деталей двигателя. Она состоит из водяных насосов, фильтров, холодильников (теплообменников) и трубопроводов;

7. Систему смазки , обеспечивающую подвод смазочных материалов к трущимся деталям. В нее входят емкости и устройства для хранения, очистки, охлаждения и подачи смазки;

8. Систему управления,предназначенную для пуска, остановки, изменения частоты вращения и направления вращения коленчатого вала. В систему входят специальные механизмы и контрольно-измерительная аппаратура;

9. Систему регулирования,для поддержания заданных параметров работы двигателя в пределах установленного режима, к которым относятся: частота вращения коленчатого вала, температура и давление в системах охлаждения, смазки, топливоподачи;

10. Система наддува для подвода воздуха в цилиндры двигателя под избыточным давлением;

11. Систему выпуска для отвода отработавших газов и привода в действие турбокомпрессора;

12. Система пуска двигателей а-воздушная, б-эл.стартером, в-ручная, г-гидравлическая.

Остов двигателя

Остов двигателя состоит из следующих основных частей: фундаментной рамы, станины, цилиндров и цилиндровых крышек.

Все части остова образуют единую жесткую конструкцию, обеспечивающую отсутствие деформаций при работе двигателя от действия сил давления газов и сил инерции движущихся частей. Для надежной работы двигателя необходимо, чтобы ось коленчатого вала была прямолинейна, а ось движения (поршень, шток, шатун) — перпендикулярна оси вала. Эти требования выполняются при обработке деталей и сборке двигателя. Остов должен быть жестким для того, чтобы не было деформаций вызывающих искривление оси коленчатого вала и КШМ жесткость создается за счет выбора материалов для изготовления его частей, конструктивного оформления, проверки расчетов на прочность и способа соединения деталей между собой. В судовых дизелях применяют различные схемы конструктивного оформления деталей остова. Рассмотрим три основные схемы.

I — Остов крейцкопфного двигателя (рис.2.1.а)состоит из фундаментальной рамы 4, станины, выполненной из отдельных А-образных стоек 2 и цилиндров 1, закрытых крышками. Рама, станина и цилиндры связаны длинными анкерными связями 3. Увеличенное сечение высоких поперечных и продольных балок фундаментной рамы обеспечивает жесткость конструкции;

I I — Остов тронкового двигателя (рис.2.1.б)состоит из фундаментной рамы 3, станины 2, отлитой заодно с блоком цилиндров 1, и цилиндровых крышек. Жесткость остова обеспечивается высокой прочностью станины, поэтому рама двигателя имеет относительно малую высоту;

I I I — Общий блок — картер- фундаментная рама 3 (рис.2.1.в),к которой шпильками 4 крепятся подвесные рамовые подшипники 5 и длинными силовыми шпильками 2 — цилиндры 1. Эта конструкция применяется для двигателей небольших размеров и позволяет уменьшить их массу.

Фундаментные рамы. Фундаментная рама является основанием станины двигателя. Она воспринимает силу давления газов в цилиндре, силы инерции движущихся частей силу всех деталей, расположенных над рамой. На рамовых подшипниках лежит коленчатый вал двигателя. Рама должна иметь достаточную предельную и поперечную жесткость, что необходимо для работы коленчатого вала. Фундаментные рамы изготавливают из чугуна (С418-36, С428-48),сварными или сварно-литыми (сталь 25). Для быстроходных двигателей узел блок-картер-фундаментная рама отливают из алюминиевых сплавов АП5. Современное производство судовых двигателей характеризуются применением сварных и сварно-литых конструкций, что приводит к уменьшению массы на 20-25%; снижение стоимости на 10-20%; уменьшение брака при изготовлении.

Рис. 2.2

2-гнезда для рамовых подшипников;

3- продольные балки;

Рис. 2.3

2-фасонные приливы для анкерных связей;

3- продольные сварные балки;

5-легкий сварной поддон.

Рис. 2.4

2-клинья для регулировки;

3- судовой фундамент;

Рис. 2.5

2-3- верхний и нижний диски сферических самоустанавливающих прокладок;

Рис. 21

3-постель ромовых (коренных) подшипников;

4-опорные полки (лапы) рамы двигателя.

Нижняя часть рамы предназначена для присоединения к продольным балкам поддона для масла (маслосборника) сварной конструкции.

Рис.22Присоединение производят при помощи шпилек и болтов. Состоит из: 1— грязеуловительная сетка; 2— заборный маслопровод; 3— поперечные перегородки.

Рамовые (коренные) подшипники рис.23устанавливают на поперечных перегородках фундаментной рамы в специальных гнездах. Они предназначены для укладки коленчатого вала и состоят из: 1— верхний вкладыш; 2-нижний вкладыш, которые прижимаются к раме крышкой с помощью шпилек с гайками, болтами или домкратами.

Рамовые подшипники коленчатого вала устанавливают в гнездах фундаментной рамы, а при отсутствии рамы подвешивают на длинных шпильках к картеру.

На рамовый подшипник при работе двигателя действуют переменные силы: давление газов, инерции и массы. Конструкция и материал подшипника должны обеспечить их надежную работу и высокую износоустойчивость.

Различают толстостенные и тонкостенные вкладыши с заливкой антифрикционного сплава соответственно 1,76-2,5мм или 0,3-0,7мм. Тип подшипника зависит от применяемого для его заливки антифрикционного сплава. Для заливки рамовых подшипников применяют высокооловяннистые баббиты Б-83, Б-89, Б-88 (с кадмием); свинцовистую бронзу, медносвинцовые сплавы на алюминиевой основе и многослойные вкладыши.

Станина служит для поддержания блока цилиндров. Она соединяет блок цилиндра с фундаментной рамой и образует закрытую камеру для кривошипно-шатунного механизма (картер).

В зависимости от типа двигателя станина может быть выполнена в виде отдельных А-образных стоек или колонн.

Рис.2.8 —колонны устанавливают в плоскости поперечных балок фундаментной рамы или в плоскости вращения кривошипов для двигателей крейцкопного типа.

В ДВУХТАКТНЫХ двигателях часто применяется блок-картер, представляющий собой цельную отливку картера совместно с блоком цилиндров (рис.29).

Такое конструктивное решение обеспечивает компактность и уменьшение массы остова. Блок — картеры изготовляют литыми или сварными, цельными или составными из нескольких частей, соединенных между собой болтами и шпильками, оправдано с точки зрения унификации производства и удешевления стоимости ремонта. Замена одной секции вышедшей из строя дешевле, чем замена блок-картера в целом.

Цилиндровые втулки 4-х тактного ДВС состоят (рис.2.13) из: рубашки 1, вставленной рабочей втулки 2. В блоке втулка верхним фланцем 4 опирается на опорный буртик 3 рубашки и прижимается к нему крышкой цилиндра. Рубашки отливают из чугуна СЧ21-40; СЧ24-44; СЧ28-48.

Материал втулок должен обладать повышенной прочностью и износостойкостью, высокой плотностью, устойчивой против коррозии, хорошо обрабатывается. Материал для их изготовления чугун СЧ28-48, СЧ32-52, для высокооборотных форсированных сталь 35ХМЮА.

Цилиндровые втулки 2-х тактных ДВС( рис.30) состоят из: 1-верхний бурт; 2— блок; 3-масляный штуцер; 4-выпускные окна; 5-продувочные окна; 6-красномедные пояски; 7— уплотнительные резиновые кольца; 8— кожух для лабиринтового уплотнения; 9-масляный штуцер;10— водяные переходные патрубки; 11-уплотнительная красномедная прокладка.

Для уменьшения тепловых и механических напряжений, а также для понижения высоты блока цилиндров и уменьшения массы двигателя на некоторых дизелях устанавливают проставочные кольца.

Составные втулки устанавливают на двухтактные дизеля для уменьшения температурных напряжений и деформаций в осевом направлении.

На рис.32изображена составная втулка фирмы «Фиат» 900S.Верхняя часть 1 такой втулки изготовлена из стали с запрессованной в нее из чугуна втулкой 2; нижняя часть втулки 3 изготовлена из чугуна. При износе меняют не всю втулку, а только

запрессованную чугунную часть

Крышки рабочих цилиндров 4-х тактных двигателей вместе с днищем поршня и стенками рабочей втулки, образующей камеру сгорания.

Она подвержена действию высоких температур и давления газов, испытывает механические напряжения от затяжки крышки. Материал крышек должен обладать высокой жаростойкостью, прочностью, иметь хорошие литейные свойства. Изготавливают крышки из чугуна СЧ28-48, СЧ32-52, молибденовой стали, алюминиевых сплавовАЛ5 и АЛ4.

На рис.2.19: 1- пусковой клапан; 2-гнездо форсунки; 3-предохранительный клапан; 4— перегородка охлаждения; 5-выпускные клапаны; 6-отверстия для шпилек; 7-впускные клапана;

На рис.33изображена крышка цилиндра двухтактного двигателя, которая проще по устройству, чем у четырехтактного, так как не имеет всасывающих и выхлопных клапанов (кроме двухтактных двигателей с прямоточно-клапанной продувкой).

Крышки многоцилиндровых двигателей взаимозаменяемые. Замена одной крышки обходится дешевле, чем замена головки блока. На тихоходных дизелях большой мощности для снижения тепловых напряжений иногда используют крышки составной конструкции.

На рис.34 показана такая крышка, где:

наружная кольцевая часть 1 крышки испытывает большие механические напряжения, поэтому ее изготавливают из стали. В кольцевую часть устанавливают вставку 2, которая подвергается меньшим напряжением, так как на нее действует только давление сгорания топлива. В корпусе вставки имеются форсунка, пусковой и предохранительные клапаны и индикаторный кран. Крышки цилиндров легких быстроходных двигателей изготавливают из алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ5, которые выполняют общими на весь блок или на два, три и более цилиндров. Такая общая крышка называется головкой блока.

Что такое автомобильный картер? Особенности и назначение

Описание и характеристики картера авто: кто придумал картер, особенности и назначение, виды, уход, фото. Видео про сухой картер.

Некоторые автомобильные агрегаты, такие как мотор, КПП, сцепление облачаются в корпус, именуемый также картером. Он защищает внутренние элементы от повреждений, хранит масло да и просто служит платформой для крепления отдельных деталей устройства. О том, какие картеры могут находиться в машине – далее в обзоре.

Кто придумал картер

Своим появлением это устройство обязано англичанину Джону Харрисону Картеру. Этот инженер в 1889 году изобрёл корпус для цепи велосипеда Sunbeam, ставший первым картером. Такое изделие хранило масло, а также оберегало велоцепь от нежелательных воздействий.

Со временем картер нашёл своё применение и в автомобильной технике, став, можно сказать, неотъемлемой её частью. Такие детали применяются практически на всех элементах машины, использующих масло. Ну, а на моторе – в первую очередь.

Картер автомобильного двигателя

В основном под понятием «картер» автолюбители подразумевают именно корпус мотора. Такая оболочка укрывает блок цилиндров, различные валы и содержит масляный поддон. Впрочем, конструкция кожуха двигателя во многом зависит от размера самого силового агрегата.

Кроме того, корпус лёгкого 2-тактного мотора, содержащего несколько цилиндров, бывает разделён на герметичные блоки, как это реализовано у автомобилей Wartburg, Trabant или DKW. Такие отсеки связаны со своими цилиндрами посредством персональных каналов. При данной конструкции силовой агрегат смазывается «двухтактной смесью», добавляемой в топливо.

Но уже для моторов, имеющих средние габариты, отлить картер как единое изделие не так-то просто, а для крупных – и подавно. Неудивительно, что корпуса силовых установок больших размеров обычно собираются из отдельных частей, соединённых крепёжными элементами или просто сваренных. Причём, в подобных агрегатах объём полости порой достигает нескольких кубометров!

К тому же, в моторах средней категории, а тем более в «тяжеловесах» типа Sulzer, ДКРН, Burmeister & Wain нашла своё применение конструкция с отдельной ёмкостью для масла, именуемая «сухим картером». Спорткары и крутые внедорожники оснащаются двигателями как раз такой разновидности.

Картером сухого типа обладают также и некоторые мотоциклы. Подобная конструкция используется, когда габаритный масляный поддон разместить в корпусе мотора проблематично, или на моделях, предназначенных для бездорожья, а также гонок эндуро. Даже если такой «байк» будет лежать на боку, его мотор не будет испытывать недостатка в масле.

Из чего делают картер

В основном из алюминиевого сплава или стали. Раньше активно применялся чугун, теперь это редкость. На некоторых европейских авто встречаются даже картеры с элементами из термостойкого пластика. Иногда с целью повышения жёсткости конструкции корпус мотора дополняют рёбрами.

Поддон для масла также отливают из алюминия или изготавливают из стали штамповочным способом. Причём, такая ёмкость, выполненная из алюминия, лучше охлаждает двигатель, но при этом имеет более высокую стоимость, менее прочна и слабо поддаётся ремонту. Кстати, отработанное масло сливают из картера через находящуюся на нём специальную пробку.

Картеры трансмиссии

Однако, корпус двигателя – если и главный, то, как правило, не единственный картер, входящий в состав автомобиля. У современных машин обычно имеется несколько таких изделий, причём, в большинстве своём они относятся к трансмиссии. В частности, к следующим элементам:

• КПП;
• сцеплению;
• ведущему мосту;
• раздаточной коробке.

Каждый из картеров этой группы имеет своё предназначение и особенности конструкции. Однако если не учитывать корпус системы сцепления, можно обозначить элементы, общие для всех этих изделий:

• заливная часть, через которую вносится смазывающее вещество;
• устройство для слива ненужной смазки;
• сапун, приводящий давление в картере в соответствие атмосферному, тем самым предотвращающий протекание масла в местах стыков при слишком высоком значении этого показателя, вызванном высокой температурой корпуса.
• отверстия для валов и уплотнителей.

Картер КПП и раздаточной коробки

Это кожух коробки передач, а для полноприводных авто – ещё и раздаточной коробки. Одно из основных его назначений – обеспечение этих устройств смазывающим веществом.

В настоящее время среди оболочек этих устройств превалируют чугунные или алюминиевые изделия, выполненные как единое целое. Такие картеры можно разделить на 2 вида, исходя из места расположения крышки:

• верх изделия;
• торец с другой стороны от сцепления.

Размещение крышки сверху присуще старым коробкам, для современных же характерно нахождение её сбоку. Механические коробки с такой конструкцией в настоящее время часто устанавливаются на грузовиках. Причём, некоторые грузовые машины оборудованы отдельными корпусами сцепления, делителя и КПП. Ну, а картер «автомата» нередко бывает объединён с аналогичной частью гидротрансформатора.

А ещё на корпусе КПП имеются участки для подключения устройства, переключающего скорости, а также разных датчиков, в частности – сопряжённого со спидометром.

Картер сцепления

В трансмиссии имеется только один сухой картер, и это корпус сцепления, расположенный между мотором и КПП. При штатном функционировании автомобиля в этом изделии не должны находиться ни масло, ни другие жидкие вещества.

На данном корпусе могут быть установлены приспособления для наблюдения за сцеплением и его настройки, правда, так бывает не всегда. А в машинах с автоматической КПП кожух сцепления заменён на аналогичную деталь для гидротрансформатора.

Картер ведущего моста

Это изделие объединяет главную передачу, межколёсный, а для трёхосных грузовых машин – межосевой дифференциал, колёсные передачи и колёсные же редукторы при наличии таковых. Можно выделить 2 основных вида мостовых кожухов:

1. Разрезной, или разъёмный – состоящий из двух отлитых частей, соединённых вертикально. Он свойственен старым машинам, хотя всё ещё устанавливается на УАЗах и ряде российских грузовиков средней тоннажности.
2. Неразъёмный, свойственный современным авто. Одна или две его стороны накрываются штампованными крышками, которые могут находиться в передней, задней либо нижней части корпуса.

При этом мостовые балки, называемые «чулками», представляют собой либо самостоятельные детали, запрессованные в корпус, либо образуют с ним единое изделие.

Последнюю разновидность кожуха называют «банджо» из-за похожей формы. Ну, а в некоторых мостах – например, у УАЗов, в ряде грузовиков и машин с высокими внедорожными качествами, картер обладает формулой «3 в 1». К нему относятся центральный картер главной передачи и дифференциала, плюс ещё два – колёсных редукторов.

Уход за картерами

Масляный поддон картера мотора находится недалеко от поверхности трассы, поэтому его можно запросто деформировать при помощи предметов, попадающихся на пути, или неровностей на бездорожье. Последствия таковы: масло вытекает из мотора, подшипники распределительного и коленчатого вала остаются без смазки. Дальнейшее продолжение езды в таких условиях чревато износом и заклиниванием подшипников скольжения.

Во избежание такого кошмара под мотором автомобиля монтируется защита картера, изготавливаемая из металла высокой прочности или композитного вещества. Такая деталь присоединяется к лонжеронам кузова и надёжно защищает картер от контакта с камнями, бордюрами или «лежачими полицейскими».

Если в же в поддоне картера мотора всё же возникла трещина, то этот дефект можно попробовать исправить путём сварки, электрической или газовой для стальных корпусов, а также исключительно аргоновой – для алюминиевых. Ещё в магазинах можно найти специальные герметики для поддонов, но такие средства скорее всего будут эффективны только до следующего удара.

В крайнем случае, может потребоваться замена поддона, что, впрочем, не является архисложной задачей. Для этого сливается старое масло, если оно ещё не вытекло через пробоину, снимаются крепёжные болты и монтируется новый поддон. Кстати, если менять поддон, то вместе с ним желательно заменить и его прокладку.

Что касается картеров трансмиссии, то они представляют собой вылитые из металла или штампованные изделия, причём, уход за этими кожухами требуется минимальный. Но для того, чтобы они качественно выполняли свои функции, автовладельцам всё же следует:

• следить, не протекает ли масло через стыки картера, о чём также могут сообщить масляные следы под машиной при продолжительном нахождении транспортного средства на одном месте;
• своевременно выявлять на картерах возможные повреждения;
• в зависимости от модели автомобиля и условий его эксплуатации, через каждые 4-15 тыс. км езды осуществлять прочистку или промывку сапунов;
• при сливе отработанного масла очищать сливную пробку от грязи и металлической стружки.

Если картер был разобран, то при последующей его сборке болтовым соединениям следует придать степень затяжки, предусмотренную инструкцией. Также иногда требуется установить на корпус новые прокладки. Немаловажна и степень надёжности крепления самого изделия к несущей поверхности машины.

А в общем, картеры трансмиссии отличаются выносливостью и долгим сроком эксплуатации, так что лишними хлопотами автолюбителей обременяют очень редко.

Заключение

Картеры бывают разные, и все они требуют ухода, хотя и отличающегося по степени сложности. Наиболее уязвимой частью корпуса двигателя считается масляный поддон, поэтому за ним нужен особый присмотр. Трансмиссионные картеры надёжны сами по себе, но и о них автолюбителям забывать не стоит.

Видео про сухой картер:

Описание и характеристики картера авто: кто придумал картер, особенности и назначение, виды, уход, фото. Видео про сухой картер.

Что такое картер двигателя

Конструкция автомобильного мотора состоит из множества деталей. Все они необходимы для качественной работы силового агрегата. Основным элементом конструкции является картер двигателя, представляющий не что иное, как его корпус, в котором размещены и работают все элементы. Помимо основной нагрузки, корпус движка играет большую роль по смазыванию маслом всех вращающихся деталей. В стенках картера предусмотрены специальные каналы, по которым подаётся или стекается моторное масло. На его верхнюю часть устанавливается головка блока цилиндров, а нижняя часть закрывается поддоном.

Конструкция

Материалом для производства корпуса силового агрегата является сплав алюминия с другими крепкими металлами. Это позволяет сделать корпус лёгким, прочным, хорошо отводящим повышенную температуру. Нижнюю часть закрывает поддон картера двигателя, который, помимо защитных функций, служит ёмкостью для стекающего вниз масла. Крепится поддон с помощью болтов, а между ним и картером находится прокладка, предотвращающая утечку масла через место стыка поддона с корпусом движка. Для улучшения жёсткости конструкции предусмотрены отливы, играющие роль рёбер жёсткости и служащие посадочным местом для коленвала.

Коленчатый вал удерживается на рабочем месте специальными крышками, называемыми коренными. Они прикручиваются к корпусу силового агрегата специальными болтами. Выступающие наружу части вала закрываются крышками, которые называются передней и задней. Они снабжены сальниками для предотвращения вытекания моторного масла. Помимо коленчатого, в картере присутствуют также промежуточные валы, предназначение которых заключено в балансировке работы агрегата.

С наружной стороны картер двигателя имеет несколько отливов для усиления посадочного места стартёра, генератора, компрессора кондиционера и помпы системы охлаждения. К задней части прикручивается коробка передач, а места стыковки также усилены дополнительными отливами.

Сверху на картер устанавливается головка блока цилиндров, удерживающаяся на нём с помощью болтов или металлических шпилек с нарезанной на них резьбой. Во избежание утечек с места стыковки корпуса мотора и головки блока проложена прокладка картера двигателя. Она предотвращает утечку наружу охлаждающей жидкости.

Особенности работы

В корпусе агрегата предусмотрены разные каналы, предназначенные для протекания масла и охлаждающей жидкости. Моторное масло находится в поддоне в то время, когда двигатель машины не работает. Наличие прокладок между картером и разными крышками не позволяет маслу вытечь наружу. Для обеспечения смазки крутящихся деталей агрегата в поддоне размещён маслозаборник. Масляный насос начинает работу вместе с заведённым мотором, обеспечивая подачу смазки всем необходимым валам и деталям по каналам картера. Во время работы трущихся друг о друга металлических деталей в поддоне скапливается стружка, что может привести к засорению масляных каналов. Чтобы этого не случилось, на дно поддона устанавливается небольшой магнит, который собирает всю стружку на себя.

При работе мотора внутрь картера проникают выхлопные газы, их ещё называют картерными, что негативно сказывается на работе мотора и всех его деталей. Для отвода их в конструкции предусмотрена вентиляция картера двигателя, способствующая выходу излишков газа обратно к выхлопной системе. А также с помощью вентиляции осуществляется подача части газов к системе топливного впрыска в камеру сгорания, что улучшает сгораемость топливной смеси, значительно снижает нагрузку на прокладку поддона двигателя и все маслоотражательные сальники. Засорение системы вентиляции приводит к выходу из строя всего силового агрегата.

Характерные поломки

Во время работы мотора его корпус сильно нагревается. Для понижения температуры в нём предусмотрены каналы для охлаждающей жидкости. Циркуляцию жидкости обеспечивает помпа. Проходя по всему контуру корпуса, горячая жидкость поступает в радиатор системы охлаждения, где, остыв, подаётся обратно в мотор. Важным моментом в системе охлаждения является состояние жидкости. Она имеет свойство терять свои теплоотводящие характеристики. Поэтому её необходимо вовремя менять, если этого не сделать, двигатель будет работать на повышенной температуре, что приведёт к его заклиниванию или в картере может образоваться трещина.

Ещё одной характерной поломкой картера является следствие несвоевременной замены моторного масла, имеющего определённый ресурс пользования, составляющий десять тысяч километров пробега автомобиля. По истечении этого срока моторное масло начинает терять свои свойства и трущиеся металлические детали не получают должной смазки. Это влечёт за собой повышенный износ и образование большого количества металлической стружки, забивающейся между трущихся элементов, что приводит к заклиниванию двигателя. Заклинившие детали ломаются и могут повредить внутреннюю часть картера, а также, что бывает довольно часто, сломанный пополам шатун поршня пробивает корпус мотора и это приводит к его дорогостоящей замене.

Причиной поломки картера двигателя может послужить и отсутствие на автомобиле так называемой защиты поддона. Это металлический щит, который прикручивается к кузову автомобиля внизу моторного отсека. Он защищает поддон от возможного повреждения во время наезда на препятствие, лежащее посреди дороги, или от удара о край дорожного ухаба. Отсутствие защиты способно причинить поддону двигателя значительный ущерб от попадания в него какого-нибудь твёрдого предмета, который может пробить сквозную дыру. Вследствие этого из поддона вытечет всё масло и мотор заклинит, а сломавшийся шатун, как было описано выше, может пробить в картере дыру. Так что не стоит пренебрегать установкой защитного металлического щита, который при столкновении с препятствием весь удар примет на себя.

Картер двигателя является едва ли не главным конструктивным элементом. Обладая очень крепким материалом изготовления, он довольно чувствителен к внимательному уходу за автомобилем. При должном отношении к техническому обслуживанию картер будет самой долго эксплуатируемой деталью. А при небрежном отношении он быстро выйдет из строя, а ремонт или замена приведут к большим финансовым затратам.

Напишите нам, если статья оказалась полезной.

СДВС для студентов ЗСМ / Судовые двигатели внутреннего сгорания

Г л а в а IV. УСТРОЙСТВО

И КОНСТРУКЦИЯ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

§ 10. Остов двигателя

Остов — неподвижная основа двигателя, состоящая из фундаментной рамы, станины (картера), блока цилиндров (или отдельных цилиндров) и крышек цилиндров. Остов двигателя является корпусом для размещения движущихся частей и обеспет чения протекания рабочего процесса, а также объединяет все детали в единую конструкцию.

В современных ДВС остов двигателя не всегда включает все перечисленные элементы; в некоторых конструкциях они попарно образуют одну деталь, совмещающую их функции (блок-кар- тер и др.). В зависимости от состава остова двигателя можно выделить шесть основных принципиальных схем (рис. 7). На рис. 7, а изображена конструкция, состоящая из изготовленных раздельно фундаментной рамы, станины (картера), блока цилиндров и крышки. Такая схема характерна для крейцкопфных малооборотных двигателей, а также для тронковых МОД большой мощности. По этой схеме выполнены все отечественные двухтактные крейцкопфные малооборотные двигатели (ДКРН 74/160 и др.), а также многие МОД зарубежных фирм («Зульцер», МАН, «Нохаб» и др.).

Фундаментная рама малооборотного двигателя фирмы «Бурмейстер и Вайн» показана на рис. 8.

Для снижения массы и габаритов двигателя блок цилиндров может быть конструкционно объединен со станиной в единую деталь — блок-картер (рис. 7,6), например у малооборотных двигателей и у среднеоборотных. Аналогичный остов имеют отечественные двигатели 6ЧН 25/34, ДРН 30/50, ЧН 18/22, 423/30 И др.

Соединение фундаментной рамы и станины (рис. 7, б) — сравнительно новое конструктивное решение, возникшее при пере-

ходе от литых деталей к сварным.

имеет повышенную жесткость и сравнительно небольшую

Подобная схема использована в

Современные среднеоборотные и высокооборотные двигатели, отличающиеся низкой удельной массой, не имеют фундаментных рам, их функцию выполняет несущий картер или блок-кар- тер (рис. 7, г, (3, е). В этих схемах к судовому фундаменту кре-

а — раздельные фундаментная рама

цилиндров 3 и крышка

и картер — рама-картер 6 ; г — фундаментная рама

сутствует, ее заменяет несущий картер 2, снизу закрытый под-

доном 7; д — фундаментную

раму заменяет несущий блок-

картер 5; е — несущий картер

2 с поддоном 7, блок совмещен

с крышкой — моноблок 8.

пится непосредственно картер, который снизу закрывается поддоном, являющимся маслосборником. Особенность такой конструкции— подвесное крепление коленчатого вала. Схема, показанная на рис. 7, г, характерна для ВОД небольшой мощности (например, отечественный двигатель 12ЧСП 15/18). Схема, показанная на рис. 7,д , используется как в ВОД небольшой

мощности (64 10,5/13), так и во многих СОД (двигатели зарубежных фирм «Зульцер», «Пилстик» и др.). Схема (см.рис.7,е), в которой блок цилиндров объединен с крышкой — моноблок — в современном дизелестроении применяется в ВОД большой мощности (отечественные двигатели 12ЧНСП 18/20 и ЧН 16/17).

Некоторые современные ДВС имеют совершенно другую схему. Например, у двигателей с противоположно движущимися

Рис. 8. Фундаментная рама малооборотного двигателя фирмы «Бурмейстер и В айн».

1 — отверстия для крепления к судовому фундаменту; 2 — поперечные переборки; 3 — рамовые подшипники.

поршнями отсутствуют крышки, так как камера сгорания в них располагается в средней части втулки цилиндра, у двигателей Н-образной конструкции имеется своеобразный остов, обусловленный горизонтальным расположением цилиндров.

Основными элементами остова двигателя, как следует из рис. 7, могут быть фундаментная рама, станина, блок цилиндров, крышка, рама-картер и моноблок. Конструкции этих элементов в современных двигателях весьма разнообразны, что обусловлено различными компоновочными схемами двигателей, количеством и размерами цилиндровых втулок и величиной действующих на них сил. Рассмотрим наиболее общие особенности этих элементов.

Фундаментная рама — основание двигателя, опирающееся на судовой фундамент. Она находится под воздействием масс располагаемых на ней деталей, а также сил давления газов и сил инерции движущихся «частей. Поэтому ее конструкция должна обеспечивать продольную и поперечную жесткость двигателя. Все фундаментные рамы (см. рис. 8) имеют поперечные переборки,

рамовые (коренные) подшипники

рис. 7, г — е). Конструкция

тая или сварная. Материал для изготовления рам —чугун или сталь.

Рама крепится к судовому фундаменту путем установки между ними компенсирующих звеньев: стальных клиньев или амортизаторов. Различают фундаментные рамы закрытого типа (нижняя часть рамы является и масляным поддоном для сбора стекающего масла) и открытого типа (к нижней части рамы крепится отдельный поддон). Вкладыши рамовых подшипников изготовляются из свинцовистой бронзы или баббитов. Крышки рамовых подшипников крепят к раме болтами (рис. 9). Конструкция картера может быть в виде отдельных стоек или цельнолитой (сварной). В крейцкопфных двигателях распространены стойки А-образного типа, к которым жестко крепятся направляющие для ползуна крейцкопфа.

Картер обычно анкерными связями соединяет цилиндры двигателя с фундаментной рамой в единую жесткую систему. В боковых стенках картера делаются отверстия, закрываемые щитами, для доступа к шатунному механизму и осмотра внутренних полостей двигателя. Картер может воспринимать растягивающие и сжимающие усилия, в крейцкопфных двигателях он подвергается действию изгиба от давления на направляющую ползуна. Картер должен обладать герметичностью для паров масла и газов.

При работе двигателя скапливающиеся в картере пары масла образуют взрывоопасную смесь. Для защиты двигателя от разрушения при возможном взрыве в картере устанавливается предохранительный клапан. Чтобы защитить людей при выбросе пламени во время срабатывания клапана, предусматривается устройство, исключающее поражение обслуживающего персонала. Картеры изготовляют из чугунных отливок, свариваемых

стальных заготовок или алюминиевых сплавов.

и вставленной в нее втулки

трех основных типов: отдельная рубашка

для каждого цилиндра (рис. 10); рубашки одного ряда объединяются в общий цилиндровый блок; общий блок, состоящий из секций, объединяющих часть рубашек. Между рубашкой (или блоком цилиндров) и втулкой циркулирует охлаждающая вода. Индивидуальные рубашки для каждого цилиндра воспринимают через крепящие крышку шпильки давление сгорания; блоки цилиндров, обычно крепящиеся анкерными связями, подвергаются сжатию от усилия их затяжки. Материалом для блока цилиндров (отдельных рубашек) служит чугун, сталь или алюминиевые сплавы. Рубашка цилиндра должна обеспечивать возможность продольного и поперечного расширения втулки от нагре-

Рис. 9. Рамовый подшипник.

крышка; 5 — верхний

вкладыш; 6 — штуцер

7 — штифт-втулка; S — заплечики;

канавка; 10 — охладитель.

Рис. 10. Цилиндр малооборотного двигателя фирмы «Бурмейстер и Вайн».

крепления крышки; 4

вания. Втулки цилиндров изготовляют из стали или чугуна. Повышение износостойкости втулок достигается азотированием (стальные втулки) или хромированием (чугунные втулки) их внутренней поверхности. Для предохранения внешней стороны втулки (омываемой водой) от коррозии в полости охлаждения устанавливают протекторы. По конструкции цилиндровые втулки четырехтактных двигателей отличаются от втулок двухтактных двигателей. Первые имеют сплошную поверхность (возможны только сверления для смазки), у вторых имеются окна продувочные и выпускные (при контурной и прямоточно-щелевой продувке) или только продувочные (при прямоточно-клапанной

Рис. П. Конструкция цилиндровой втулки двухтактного малооборотного двига-

окна; 2 — продувочные окна.

продувке). На рис. 11 представлена конструкция цилиндровой втулки двухтактного двигателя.

Крышка цилиндра устанавливается на цилиндровую втулку и закрывает рабочую полость цилиндра. Она является одной из самых ответственных деталей двигателя, так как соприкасается с газами высокой температуры и испытывает силу давления газов. Поэтому крышка цилиндра должна удовлетворять требованиям жаростойкости, прочности и непроницаемости для газов. Крышки изготовляют из чугуна, стали или алюминиевых сплавов. Обычно для каждого цилиндра предназначается отдельная крышка (для двигателей небольшого размера с диаметром цилиндра менее 200 мм можно применять блок-крышки — на несколько цилиндров). Крышка состоит из двух днищ — нижнего (соприкасающегося с газами) и верхнего, на котором устанав-

ливаются клапаны и нх приводы. Днища соединяются стенками, образующими внутри крышки каналы сложной конфигурации.

По конструкции крышки делятся на цельные и составные, имеющие отдельную вставку (рис. 12). Составные крышки применяют в малооборотных двигателях большой мощности для снижения тепловых напряжений. Крышки четырехтактных дизелей имеют впускные, выпускные, пусковые и предохранительные

Рис. 12. Крышка цилиндра двухтактного малооборотного дизеля типа РНД фирмы «Зульцер».

/ — подвод охлаждающей воды;

крышки; 4— шпилька

вставки; 5 — предохранительный кла-

7 — пусковой клапан;

клапаны, отверстия для форсунки. У двухтактных дизелей, за исключением дизелей с прямоточно-клапанной продувкой, впускные и выпускные клапаны отсутствуют. Надежность крышки обеспечивается равномерным распределением металла по ее объему.

Моноблоки (объединение блока цилиндров и крышки) обычно применяют в высокооборотных двигателях и изготовляют из алюминиевых сплавов. В отечественных двигателях 12ЧНС 18/20 и ЧН 16/17 моноблоки соединяются с несущим картером анкерными связями. В этой конструкции втулка с напрессованной рубашкой крепится к моноблоку.

Блок-картер состоит из блока цилиндров и станины. Блоккартеры можно крепить к фундаментной раме (рис. 13) или непосредственно к судовому фундаменту — несущий блок-картер (см. рис. 7,(9). Наибольшее распространение блок-картеры получили в среднеоборотных двигателях V-образной компоновки (см. рис. 13). Как правило, блок-картеры имеют сварную конструкцию (ДПН 23/30, 16LVA-24 фирмы Зульцер и др.).

Рис. 13. Общий вид и поперечное сечение блок-картера среднеоборотного четырехтактного дизеля фирмы «Зульцер».

1 — крышка рамового подшипника (подвеска); 2 — отверстия для шпилек крепления крышек цилиндров.

Краткий анализ наиболее распространенных компоновок остова и его элементов свидетельствует о их большом разнообразии. Главные задачи при создании остодов современных ДВС — облегчение массы, упрощение конструкции и повышение жесткости в продольном и поперечном направлениях.

§ 11. Кривошипно-шатунный механизм

Основным рабочим органом двигателя внутреннего сгорания является кривошипно-шатунный механизм (КШМ). Он воспринимает силу давления газов на поршень и преобразует его воз- вратног-лоступательное движение во вращательное движение коленчатого вала. При работе двигателя основные элементы КШМ (поршень, шатун, коленчатый вал) находятся в непрерывном движении и испытывают большие нагрузки. Например, в двигателе 6ЧРН 36/45 в момент сгорания топлива сила давления газов составляет более 83т. Поэтому к прочности деталей КШМ предъявляются особо высокие требования.

Поршень рабочего цилиндра воспринимает силу давления газов и передает ее на шатун. В двухтактных двигателях поршень предназначен и для открытия, и для закрытия продувочных и выпускных окон. Поршень находится под воздействием сил давления газов, сил инерции и высоких температур.

Поршень состоит из частей верхней (головки) и нижней, тронковой, называемой юбкой (рис. 14). Головка имеет проточенные канавки для расположения поршневых колец и является основной уплотнительной частью. Нижняя часть служит направляющей при движении поршня в цилиндре и передает на втулку нормальные силы. Верхняя часть головки, непосредственно воспринимающая давление газов, называется днищем. Высокая температура газов, образующихся при сгорании топлива (до 2000°С), приводит к значительным температурным напряжениям. Днища

поршней могут иметь различные формы (плоскую, вогнутую, выпуклую, фигурную) в зависимости от конфигурации камеры

сгорания, системы продувки и расположения клапанов.

На рис. 14 показано вогнутое днище, на рис. 15— выпуклое. Снижение температурных напряжений днища достигается большим радиусом закругления перехода от днища к боковым стенкам на внутренней части поршня (это способствует лучшему отводу теплоты), охлаждением внутренней поверхности поршня маслом, поступающим по каналу в шатуне, покрытием днища теплоизолирующими материалами. Надежность работы днища повышается хромированием (хром повышает жаростойкость). Диаметр верхней части поршня в районе днища меньше, чем нижней, потому что днище больше нагревается, в результате

чего происходит его расширение.

Повышению прочности поршня способствуют ребра, предус-