Устройство корпусных деталей двигателя и его подвески

К корпусным деталям двигателя (рис. 2.3) относятся блок цилиндров, головка блока цилиндров, масляный картер, передняя и задняя крышки, крышка клапанов, картер маховика.

Блок цилиндров

Основой двигателя является блок цилиндров, на котором крепятся все детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также детали и узлы других систем.

Картером называется общая отливка блока цилиндров совместно с картером сцепления, образующая корпус двигателя и служащая для сборки и крепления всех механизмов и устройств двигателя. Цилиндры, закрытые сверху головкой цилиндров, образуют пространства, где осуществляется рабочий процесс двигателя, а стенки цилиндров направляют движение поршней.


У рядных двигателей имеется одна секция блок-цилиндра, а у V-образных — две секции (правая и левая), объединенные общим картером.

На двигателях грузовых автомобилей цилиндры изготовляют со сменными гильзами, которые облегчают ремонт двигателя при их износе. Цилиндры двигателей легковых автомобилей выполняются, как правило, вместе с картером, что делает блок-картер более жестким, приспособленным к форсированным режимам работы двигателя.

Блок-картер отливают из серого или легированного чугуна или из алюминиевого сплава и подвергают термообработке (отжигу, нормализации) и обработке резанием. Алюминиевую отливку блок-картера для герметизации пропитывают специальной смолой.

В дизелях давление газов при сгорании значительно выше, чем в карбюраторных двигателях, т. е. детали дизелей испытывают большие нагрузки, поэтому их делают более прочными и жесткими.

Блок-картер дизеля изготовляют из специального чугуна особенно прочным и жестким. Это достигается увеличением толщины стенок цилиндра и картера, наличием внутри картера большого количества ребер и смещением плоскости разъема картера намного ниже оси коленчатого вала.

В передней и задней стенках блок-картера и внутренних его перегородках размещены опоры коленчатого и распределительного валов.

Перегородки соединены со стенками блок-картера ребрами, что повышает его жесткость. Картер, отлитый вместе с блоком, имеет внизу плоскость с фланцем, к которому на прокладке крепится стальной штампованный поддон, служащий емкостью для масла и предохраняющий снизу двигатель от загрязнения. Плоскость разъема картера совпадает с осью коленчатого вала или расположена ниже ее, что также увеличивает жесткость блок-картера.


Верхняя плоскость блока цилиндров или каждой его секции при V-образной конструкции двигателя тщательно обрабатывается, и на нее устанавливается общая или отдельная для каждого цилиндра головка (например, на дизеле КамАЗ-740.10), закрывающая цилиндры сверху.

Гильзы цилиндров

В блоке гильза закрепляется верхним или нижним буртом, входящим в выточки перегородок блока, и зажимается устанавливаемой сверху на блоке головкой на прокладке. Для надежного закрепления гильзы ее верхний бурт должен выступать за верхнюю плоскость блока на 0,02...0,10 мм. Гильзы цилиндров центрируются по тщательно обработанным пояскам в отверстиях перегородок.

Внутренняя рабочая поверхность цилиндров, тщательно обработанная и отшлифованная, называется зеркалом цилиндра. Между стенками цилиндров и наружными стенками блока имеется полость, называемая рубашкой, которая заполняется водой или специальной жидкостью, охлаждающей двигатель.

Гильза, непосредственно соприкасающаяся с охлаждающей жидкостью, циркулирующей в рубашке блока, называется «мокрой». В этом случае гильзу надежно уплотняют в нижней перегородке блока медными или резиновыми кольцами, устанавливаемыми внизу в выточках на пояске гильзы. Гильза, запрессованная в блок и не имеющая соприкосновения с охлаждающей жидкостью, называется «сухой».

На рис. 2.3, в показана конструкция алюминиевых корпусных деталей карбюраторного двигателя B5252S фирмы Volvo (Швеция), состоящего из трех частей и имеющего «сухие» чугунные гильзы с толщиной стенки 2 мм, запрессованные в алюминиевый цилиндр. Блок цилиндров и картер блока сопрягаются по плоскости, лежащей вдоль оси коренных подшипников. Шесть опор коренных подшипников имеют отлитые в картере блока чугунные усиления.


У некоторых двигателей наружная поверхность гильз для уменьшения коррозии от соприкосновения с водой покрыта тонким слоем кадмия. Гильзы отливают из серого или легированного чугуна и подвергают термообработке.

В верхнюю часть цилиндров блока или гильз, наиболее подвергаемую воздействию высокой температуры и разъедающему действию отработавших газов, обычно запрессовывают короткие гильзы из специального износоустойчивого антикоррозионного чугуна для увеличения срока службы цилиндров двигателя.

Головка цилиндров

Для карбюраторных двигателей головка цилиндров отливается из алюминиевого сплава (типа АЛ4). Такая головка обладает высокой теплопроводностью, вследствие чего снижается температура рабочей смеси в цилиндре двигателя в конце такта сжатия. Это дает возможность повысить степень сжатия без появления детонационного сгорания топлива во время эксплуатации двигателя. Головка цилиндров дизеля отливается, как правило, из высокопрочного чугуна с увеличенной жесткостью конструкции.

В головке над цилиндрами имеются углубления, образующие камеры сгорания, а также рубашка системы охлаждения, сообщающаяся с рубашкой охлаждения блока. Разные типы камер сгорания показаны на рис. 2.4. В головке цилиндров, кроме того, сделаны гнезда для клапанов, впускные и выпускные каналы и отверстия с резьбой для ввертывания свечей зажигания.




В случае верхнего двухрядного расположения клапанов камере сгорания карбюраторного двигателя придается шатровая, или полусферическая, форма (рис. 2.4, а). Камера сгорания такой формы вследствие ее простоты может быть подвергнута обработке резанием, что позволяет точно выдержать объем камер сгорания во всех цилиндрах и повысить равномерность работы двигателя. Для обеспечения наилучших условий для сгорания рабочей смеси в карбюраторных двигателях камера сгорания обычно имеет полу-клиновую форму (рис. 2.4, б).

Камеры сгорания обычно имеют поверхности, близко расположенные от днища поршня при его нахождении в ВМТ, — вытеснители, которые способствуют лучшему распределению объема сжатой рабочей смеси и ее завихрению, что снижает возможность возникновения детонации при сгорании смеси. Для этого днище поршня у двигателей некоторых типов сделано выпуклым (см. рис. 2.4, а).

В двигателях с непосредственным впрыском топлива (дизели ЯМЗ) головка не имеет углублений над цилиндрами, а камера сгорания образуется соответствующим углублением в днище поршня (рис. 2.4, в).

Также применяют камеры сгорания для двигателей с пристеночно-пленочным (рис. 2.4, г) и комбинированным смесеобразованием (рис. 2.4, д).

Головка цилиндров плотно и равномерно по всей поверхности крепится к блоку болтами или шпильками с гайками. Между блоком и головкой установлена прокладка для предотвращения в месте их стыка утечки газов из цилиндров и охлаждающей жидкости из системы охлаждения.

Прокладка изготовляется из специальной жаростойкой композиции, облицованной тонкой листовой сталью или пропитанной графитом. В последнем случае края прокладки и отверстия в ней окантованы металлом.

Подвеска двигателя

Двигатель со всеми имеющимися на нем механизмами и устройствами крепится на раме автомобиля. Подвеска двигателя сделана упругой, чтобы некоторые перекосы рамы, возникающие при движении автомобиля, не нарушали крепления двигателя, а вибрации и сотрясения от двигателя не передавались на раму и кузов.

Подвеска двигателя осуществляется в трех или четырех точках. При подвеске в трех точках две опоры располагаются на кронштейнах, прикрепленных с обеих сторон к передней пластине блок-картера (грузовые автомобили) или по обеим сторонам блок-картера примерно в плоскости расположения центра тяжести двигателя (легковые автомобили), а одна опора размещается за картером сцепления или коробкой передач.

Некоторые двигатели впереди крепятся в одной точке, а сзади — лапами картера маховика в двух точках. Резиновые подушки, а иногда вместе с ними и пружины, устанавливаемые в подвеске двигателя, уменьшают передачу вибраций от двигателя на раму и кузов, а также компенсируют возможные перекосы рамы.

При подвеске в четырех точках двигатель опирается на раму четырьмя опорами, из которых две опоры располагаются впереди обычно на кронштейнах передней пластины блок-картера, а две опоры — сзади на картере маховика.

Опоры двигателя соединяются с кронштейнами рамы болтами. Упругость подвески обеспечивается резиновыми подушками, установленными под опорами и под болтами внизу рамы. Используются также и другие способы расположения опор.

При наличии упругой подвески двигатель может иметь некоторые поперечные колебания, особенно заметные при неустойчивой его работе (с малой частотой вращения коленчатого вала или при перегрузке). Поэтому соединения с двигателем различных трубок и тяг сделаны так, чтобы не нарушать работу двигателя при его колебаниях.