Цилиндры

03/03/2012 в 16:07

Цилиндры являются направляющими для поршней. Внутренняя часть цилиндров образует рабочую полость, которая ограничивается днищем поршня и головкой цилиндра. В рабочих полостях совершается рабочий цикл двигателя. Гильзы цилиндров устанавливают в блок-цилиндры.

У четырехтактных дизелей блок-цилиндры имеют простую конструкцию коробчатой формы, которая состоит из верхней и нижней досок с отверстиями для установки гильз цилиндров и вертикальных перегородок между цилиндрами, имеющих отверстия для перепуска воды.

Более сложную конструкцию представляют собой блок-цилиндры двухтактных дизелей, которые дополнительно снабжены полостями для подвода продувочного воздуха, а некоторые еще и полостями для отвода выпускных газов.

Блок-цилиндры с вставленными в них гильзами образуют рабочие цилиндры. Изготовление группы рабочих цилиндров в одном блоке значительно снижает их стоимость, а также массу и размеры двигателя. Часто для двигателей малой мощности отливают гильзы блок-цилиндров заодно с ними.

Гильза цилиндра работает в очень тяжелых условиях. Она деформируется в результате действия силы, прижимающей к ней поршень, сильно нагревается и подвергается коррозии из-за воздействия газов. Внутренние стенки гильзы, называемые зеркалом цилиндра, изнашиваются вследствие трения, возникающего при движении поршня и поршневых колец. Поэтому при эксплуатации двигателя к гильзам предъявляют следующие требования: прочность и износостойкость стенок гильзы; малые потери на трение при перемещении поршня в гильзе; антикоррозионную устойчивость внутренней и наружной поверхностей гильзы; хорошее уплотнение в местах газового стыка и стыков водяного охлаждения; свободное расширение гильзы как в продольном, так и в диаметральном направлениях.

Гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, называются мокрыми, а гильзы, наружная поверхность которых соприкасается с внутренней поверхностью блок-цилиндра, - сухими.

Мокрые гильзы лучше отводят тепло, однако обладают меньшей жесткостью, чем сухие. Для повышения жесткости наружную поверхность мокрых гильз иногда выполняют с кольцевыми ребрами. Мокрые гильзы цилиндров получили наибольшее распространение

Для охлаждения стенок гильз цилиндров наряду с жидкостным применяют и воздушное охлаждение, которое используют преимущественно в мотоциклетных, автомобильных и тракторных двигателях. Цилиндры двигателей с воздушным охлаждением (рис. 14) выполняют индивидуальными, т. е. отдельно друг от друга. При необходимости они могут отниматься от картера. Для увеличения теплоотдачи их наружную поверхность делают ребристой. Следовательно, у двигателей с воздушным охлаждением цилиндр состоит из двух конструктивных элементов: гильзы и ребер. Размер ребер и межреберных промежутков выбирают таким, чтобы отводилось необходимое количество тепла.

Площадь оребрения цилиндра примерно в 10 раз превышает площадь его зеркала в зоне оребрения. Цилиндры изготовляют стальными цельными с механически обработанными ребрами, чугунными с отлитыми пебрами а также составными - стальная гильза с напрессованной алюминиевой оребренной муфтой. Ребра придают также большую жесткость цилиндру.

Ребра располагают в соответствии с направлением потока охлаждающего воздуха, в наиболее нагретой верхней части их делают большей высоты.

Цилиндры

Рис. 14. Цилиндры двигателей с воздушным охлаждением: а -моноблок, 6 -составной; 1 - цилиндр, 2 - головка цилиндра

На рис. 14, а показан цилиндр двигателя с воздушным охлаждением, состоящий из собственно цилиндра 1, головки 2, охлаждающих ребер и впускного и выпускного патрубков. Цилиндр чугунный с отлитыми ребрами, головка отлита заодно с цилиндром. Цилиндр (рис. 14, б) выполнен составным. Отъемную головку 2 обычно изготовляют из алюминиевого сплава и объединяют с цилиндром с помощью шпилек и гаек. Фланец с отверстиями в нижней части цилиндра служит для крепления болтами цилиндра к картеру.

Рассмотрим устройство цилиндров при жидкостном охлаждении. Конструкция гильзы в значительной степени зависит от назначения Двигателя, числа тактов и схемы газораспределения. На рис. 15 показан рабочий цилиндр четырехтактного двигателя, основными частями которого являются гильза 5 и блок-цилиндр 6. Гильза цилиндра в верхней части имеет опорный фланец 1, который ложится на бурт 2 блок-цилиидра.

Цилиндры

Рис. 15. Рабочий цилиндр четырехтактного двигателя: 1 - опорный фланец, 2 - бурт, 3 - сальник, 4 - масляный штуцер, 5 - гильза, 6 - блок-цилиндр

Верхний вертикальный поясок опорного фланца гильзы установлен с зазором для возможности расширения наиболее нагреваемой верхней ее части. Для уплотнения посадочных мест обычно ставят медные прокладки. Чтобы гильза могла свободно удлиняться, в нижней ее части помещают сальник 3, представляющий собой резиновые кольца, укладываемые в расточку гильзы. Иногда расточку под кольца выполняют в блок-цилиндре.

Гильзы цилиндров смазывают при помощи масляных штуцеров 4 (у дизелей) или разбрызгиванием масла, стекаемого с поршневого пальца и других смазываемых деталей двигателя.

Рабочий цилиндр двухтактного двигателя показан на рис. 16. В средней утолщенной части гильзы 3 расположены выпускные 4 и продувочные 2 окна. После отливки гильзы окна механической обработке не подвергают. Выходы окон на зеркало цилиндра закруглены, чтобы предохранить поршневые кольца от излома и чрезмерного износа. Для предохранения от попадания охлаждающей воды в продувочные и выпускные окна устанавливают резиновые кольца или специальные уплотнения из медных и резиновых колец. Места выпуска газов уплотняют прокладками из отожженной красной меди. Рассмотренные гильзы цилиндров омываются снаружи охлаждающей водой, поэтому называются мокрыми.

Цилиндры

Рис. 16. Рабочий цилиндр двухтактного двигателя: 1 - резиновое кольцо, 2 и 4 - продувочные и выпускные окна, 3 - гильза

Съемные гильзы обычно изготовляют из перлитового чугуна или легированного чугуна с присадкой титана, ванадия, хрома и других металлов, повышающих износостойкость. Для повышения твердости и износостойкости трущейся поверхности зеркала гильзу подвергают специальной термической обработке - закалке, а в отдельных случаях покрывают пористым хромом. Иногда блок-цилиндры со съемными гильзами изготовляют из алюминиевого сплава.

Мокрые гильзы некоторых автомобильных двигателей снабжают короткой (около 50 мм длины) вставкой, выполненной из никель-медь-хромистого сплава (нирезита). Нирезит обладает высокой износостойкостью и хорошо сопротивляется коррозии.

Еще по теме

  • Виды и периодичность технического обслуживания
    Своевременное и качественное выполнение операций технического обслуживания значительно повышает срок службы деталей, механизмов и систем двигателя. Техническое обслуживание двигателей должно проводиться в строгом соответствии с действующими правилами и периодичностью. В качестве примера рассмотрим правила технического обслуживания тракторных двигателей. Правилами предусмотрена единая периодичность технического обслуживания: ежесменное техническое обслуживание (ЕТО)-перед началом работы;[..]
  • Дизели СМД
    Дизели СМД представляют собой четырехтактные о вихрекамерным смесеобразованием четырехцилиндровые двигатели водяного охлаждения, которые применяют на передвижных электростанциях и на многих других установках и машинах. На рис. 171, а показан общий вид дизельного двигателя СМД-14, остов которого образуют блок-картер 10, головка 2 цилиндров, картер 9 маховика и картер 16 распределительных шестерен.[..]
  • Топливные насосы высокого давления
    Топливный насос высокого давления является одним из наиболее сложных узлов системы топливоподачи дизелей. Топливные насосы предназначены для подачи в цилиндры дизеля под определенным давлением и в определенный момент точно отмеренных порций топлива, соответствующих данной нагрузке. По способу впрыска различают топливные насосы непосредственного действия и с аккумуляторным впрыском. В топливном насосе[..]