Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

Туннельные картеры

Туннельные картеры одноцилиндровых и двухцилиндровых V-образных мотоциклетных и малых стационарных двигателей обычно отливают без съемного поддона, а с разъемом их по плоскости, параллельной оси цилиндров. Однако осмотр подшипников кривошипно-ша-тунного механизма возможен при этом только через люки, сделанные в боковых стенках картера. Для стационарных двигателей это удобно и совсем неприемлемо для автомобильных двигателей, в которых осмотр подшипников в эксплуатации возможен только снизу при снятом поддоне.
В современных форсированных двигателях- вновь вводят картеры с плоскостью разъема по оси коленчатого вала и одновременно применяют съемные литые рамы, выполняемые совместно с крышками коренных опор (рис. 2.4). Такое решение конструктивнее и проще туннельных картеров, причем стык между съемной рамой и верхней частью картера уплотняют герметизирующим составом без прокладок. Заметим, что известны конструкции, в которых составные части картера пригнаны с тщательностью, вообще исключающей уплотнительные прокладки.
Цилиндры относятся к главным элементам поршневых двигателей. Стенки их внутренней полости служат направляющими для поршня при его перемещениях между крайними положениями, поэтому длина образующих цилиндра предопределяется величиной хода поршня и размерами последнего/Цилиндр работает в условиях резко переменных давлений в надпоршневой полости. Стенки ее соприкасаются с пламенем и горячими газами, раскаленными до температуры 1500—2500°С, а средняя скорость скольжения поршня по стенкам достигает 11—17 м/с,-поэтому цилиндры должны обладать большой механической прочностью, повышенной жесткостью и хорошо противостоять различным видам износа при ограниченной смазке. Металл цилиндров должен обладать^ хорошими литейными свойствами и легко обрабатываться на станках.
В соответствии с этими требованиями основным материалом для цилиндров служит перлитный серый чугун с небольшими добавками легирующих элементов (никель, хром и др.), а также высоколегированный чугун, сталь и алюминиевые сплавы с хромовыми и другими покрытиями внутренних стенок. Поверхности последних тщательно обрабатывают и называют зеркалом цилиндра.
Высокая температура газов в надпоршневой полости и большое количество теплоты, выделяющейся при трении поршня и поршневых колец о зеркало цилиндра, вызывают интенсивный нагрев стенок, вследствие чего возникает необходимость в постоянном отводе от них теплоты. Достигают это непрерывным охлаждением стенок цилиндров жидкостью или воздухом. Даже кратковременное прекращение такого охлаждения приводит к аварии цилиндра и выходу из строя двигателя. На прогретом двигателе температуру стенок поддерживают в пределах 100—150°С. Более высокую температуру имеют при этом стенки верхней зоны цилиндров, омываемые наиболее горячими газами. В двигателях с воздушным охлаждением отдельные участки верхней зоны цилиндров нагреваются до 170— 180°С, а средняя температура' их стенок всегда бывает выше, чем при жидкостном охлаждении. В зависимости от способа охлаждения конструкция цилиндров и всего двигателя приобретает свои характерные особенности.
Цилиндры двигателей воздушного охлаждения отливают индивидуально, а для увеличения теплоотвода наружную поверхность их снабжают ребрами треугольного и реже прямоугольндго сечения, как показано на рис. 2.5. Следовательно, при воздушном ох-
лаждении цилиндр, строго говоря, состоит из двух конструктивных элементов: гильзы, или, как ее называют иногда, втулки и оребре-ния. Размер ребер и межреберных промежутков выбирают из условий, чтобы оребрение оказывало возможно меньшее сопротивление потоку охлаждающего воздуха и в то же время было достаточно
развитым и обеспечивало нужную интенсивность теплоотво-. да. В существующих конструкциях площадь поверхности оребрения цилиндра примерно в 10 раз превышает площадь его зеркала в зоне оребрения.
Оребряемой поверхности гильзы, как показано на рис. 2.5, а, б, придают цилиндрическую или коническо-цилиндри-' ческую (корсетную) форму. Чаще применяют гильзы с цилиндрической средней частью и с конической формой ее периферийных зон. Это способствует выравниванию температуры как по окружности, так и по высоте цилиндра, в частности уменьшает перепад температур в зоне перехода от оребренной части цилиндра к неоребрен-ной. Утолщение стенок гильзы в верхней и нижней ее зонах повышает также обшую жесткость цилиндра, а уменьшение толщины стенок гильзы в средней части увеличивает сечение воздушных каналов. Остов
них отливают из чугуна, реже делают стальными, а в малых двигателях применяют также алюминиевые сплавы с хромированной поверхностью зеркала. Ребра отливают вместе с гильзой и механически не обрабатывают или нарезают на станках. Известен также способ навивки ребер из тонкой ленты (с развальцовыванием ее у основания). Чаще используют первый, наиболее простой и экономически выгодный методлКом-бинированные цилиндры представляют собой алюминиевую ореб-ренную основу с запрессованной в нее, например, чугунной гиль-
зой (рис. 2.5, в). В таких цилиндрах высокая износостойкость сочетается с хорошим теплоотводом, так как теплопроводность алюминиевых сплавов в три-четыре раза выше теплопроводности чугуна. Более высокими качествами обладают биметаллические цилиндры, получаемые методом заливки ребер, обеспечивающим монолитность их соединения с основой цилиндра|(рис. 2.5, г).
В большинстве автомобильных и тракторных двигателей с воздушным охлаждением цилиндры вместе с их головками крепят общими болтами или шпильками к верхней части картера, т. е. несквозными. анкерными связями, как показано, например, на рис. 2.6.
Способ крепления цилиндров с помощью сквозных несущих или анкерных шпилек и особенно болтов облегчает сборку и разборку двигателя, не мешает необходимому сближению смежных цилиндров (компактен) и разгружает стенки цилиндров от растягивающих усилий, возникающих в результате давления газов в надпоршневой полости. Все это благоприятно сказывается на общей компоновке двигателя и позволяет несколько уменьшить толщину стенок цилиндра, но -в известной мере увеличивает негативное влияние тепловых деформаций.
В случае крепления цилиндров к картеру с помощью присоединительного фланца, отливаемому совместно с гильзой (рис. 2.5, с^), стенки ее подвержены растягивающим усилиям и должны, следовательно, быть толще. Фланцевое крепление менее надежно, наличие
его затрудняет монтажно-демонтажные работы и увеличивает массу цилиндра. Поэтому в современных многоцилиндровых двигателях такой способ применяют редко, хотя использование его уменьшает деформацию гильзы от затяжки и нагрева.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.