Конструкция неподвижных деталям деталей корпуса двигателя

К неподвижным деталям относятся цилиндры или блок цилиндров (в зависимости то применяемой конструкции), головки цилиндров или головки блока цилиндров, картер, поддон картера.

Цилиндр является направляющей поверхностью для поршня при его перемещении от ВМТ к НМТ. Высокая температура и давление воспринимаются стенками цилиндра.

На двигателях с воздушным охлаждением применяются отдельные цилиндры. В этом случае каждый цилиндр имеет развитое оребрение для обеспечения эффективной теплоотдачи. На двигателях с жидкостным охлаждением применяют блок цилиндров, при этом на большинстве современных двигателей блок цилиндров и картер образуют единый узел - блок-картер, имеющий рубашку охлаждения, заполненную охлаждающей жидкостью. Применение блок - картера позволяет уменьшить число разъемов и увеличивает жесткость корпуса. Цилиндры могут быть образованы непосредственно в теле блок - картера, или выполнены в виде чугунных гильз, установленных в блоке цилиндров. Если наружная часть гильзы омывается охлаждающей жидкостью, гильза называется мокрой. Для исключения возможности утечки охлаждающей жидкости через место стыка гильзы и блока в этом случае применяют уплотнения, представляющие собой медные, алюминиевые или стальные (из мягкой стали) уплотнительные прокладки, а также резиновые кольца.

Блок цилиндров является основной деталью двигателя, к которой крепятся все механизмы и детали.

В нижней части блока-картера устанавливается коленчатый вал. Он вращается в подшипниках скольжения, установленных в расточках блока, к которым крепятся нижние крышки этих подшипников.

Снизу картер закрыт литым или штампованным поддоном, прикрепляемым по всему периметру к картеру шпильками или винтами. Внутренняя полость поддона выполняет функции масляного резервуара, в котором устанавливается маслоприемник системы смазки, вместе с масляным насосом.

Блок- картеры двигателей малой и средней мощности получают литьем из серого чугуна или алюминиевых сплавов. Большая жесткость заготовки при этом достигается рациональным распределением толщины стенок (от 3-х до 7 мм- для чугуна и от 5 до 12 мм- для алюминиевых сплавов), количеством ребер и их расположением в соответствии с действующими нагрузками. Отливкой получают необходимые полости и пространства, в том числе полости блока цилиндров, по которым циркулирует охлаждающая жидкость (рубашка охлаждения). Внутренние поверхности для предохранения от коррозии покрывают бакелитовым лаком.

Блоки цилиндров современных иномарок часто отливается в кокиль под низким давлением из высокопрочного алюминиевого сплава, а рабочие поверхности цилиндров, например двигателя Volkswagen R5-TDI рабочим объемом 2,5 л имеют покрытие, наносимое плазменным напылением. Напыляемый на стенки цилиндра порошок подается через плазматрон. Это решение исключает применение вставных или залитых в алюминиевый блок гильз цилиндров. В результате достигается снижение массы по сравнению с конструкцией с вставными гильзами цилиндров, уменьшение размеров двигателя по сравнению с ранее выпускаемой моделью с чугунным блоком цилиндров за счет сужения перемычек между цилиндрами, увеличение срока службы цилиндров благодаря износостойкому покрытию, наносимому плазменным напылением.

Ниже представлены примеры выполнения блок-картеров современных двигателей Volkswagen с различной компоновкой.

Рядный двигатель

Этот двигатель известен с самого начала автомобильного двигателестроения. Цилиндры расположены в один ряд перпендикулярно коленчатому валу.

Достоинство: простота конструкции

Недостаток: при большом количестве цилиндров получается очень длинный агрегат, который невозможно расположить поперечно относительно продольной оси автомобиля.

 

Рис. 2.1. Блок-картер рядного двигателя

V-образный двигатель

Чтобы уменьшить длину двигателей, в этом двигателе цилиндры расположены под углом от 60 до 120, при этом продольные оси цилиндров проходят через продольную ось коленчатого вала.

Достоинство: относительно короткий двигатель

Недостатки: двигатель относительно широк, имеет две раздельные головки блока, повышенная стоимость изготовления, слишком большой рабочий объем.

Рис. 2.2. Блок-картер V- образного двигателя

VR-двигатели

В поисках компромиссного решения исполнения двигателей для легковых автомобилях среднего класса пришли к созданию VR-двигателей. Шесть цилиндров под углом 15 образуют относительно узкий и в целом короткий двигатель. Кроме того, такой двигатель имеет только одну головку блока. Например, компактный двигатель VR6 устанавливают на автомобиль Volkswagen Golf.

Рис. 2.3. Блок-картер VR- образного двигателя

W-двигатели

В двигателях W-семейства в одном двигателе соединены два ряда цилиндров в VR-исполнении.

Цилиндры каждого ряда размещены под углом 15 один к другому, а сами ряды цилиндров расположены под углом 72.

Рис. 2.4. Блок-картер W-образного двигателя