Устройство блока цилиндров двигателя: просто о сложном

Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.


В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

  • Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
    • карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
    • инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
    • дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
  • Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
  • Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Особенности их устройства заключаются в преображении тепловой энергии в механическую работу с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

  1. Впуск топлива;
  2. Сжатие топлива;
  3. Сгорание;
  4. Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Читайте также:
Автомобильный генератор – схема, виды, поломки, ремонт + Видео

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

  1. ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
  2. Система смазки;
  3. Система охлаждения;
  4. Система подачи топлива;
  5. Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

  • Распределительный вал;
  • Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
  • Детали привода клапанов;
  • Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

  • Масляный картер (поддон);
  • Насос подачи масла;
  • Масляный фильтр с редукционным клапаном;
  • Маслопроводы;
  • Масляный щуп (индикатор уровня масла);
  • Указатель давления в системе;
  • Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

  • Рубашка охлаждения двигателя;
  • Насос (помпа);
  • Термостат;
  • Радиатор;
  • Вентилятор;
  • Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

  • Топливный бак;
  • Датчик уровня топлива;
  • Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
  • Топливные трубопроводы;
  • Впускной коллектор;
  • Воздушные патрубки;
  • Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

  • Выпускной коллектор;
  • Приемная труба глушителя;
  • Резонатор;
  • Глушитель;
  • Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Устройство блока цилиндров двигателя: просто о сложном

Блок цилиндров двигателя — это деталь 2-х и более цилиндровых поршневых двигателей. Блок цилиндров выполняет две основные функции: он является корпусом для размещения всех узлов, механизмов и деталей двигателя. Второе – блок цилиндров основа для навесных частей двигателя: картер, головка блока цилиндров.

Разновидности

Существует несколько типов гильз:

  • Сухие.
  • Мокрые.

Первый устанавливается в блок двигателя, который не имеет контакта с охлаждающей жидкостью. Мокрые гильзы с одной стороны вступают в контакт с антифризом. Такие элементы оснащены специальными прокладками, которые исключают утечку жидкости из системы охлаждения и ее проникновение в цилиндр. Также данный уплотнитель предотвращает прорыв отработавших газов в СОД.

Основные требования к гильзам:

  • Устойчивость к перепадам температур.
  • Коррозионная защита.

При подборе данных элементов, обращают внимание на толщину стенок цилиндров, их эллипсность и конусность. Учитываются допуски под расточку гильзы после ее установки в двигатель.

Поршень

Поршень представляет собой металлический стакан, установленный в цилиндре с определенным зазором. При рабочем ходе поршень воспринимает давление газов. Поршни бензиновых двигателей изготовляют из алюминиевых сплавов.

В бензиновых двигателях днище поршня имеет плоскую поверхность и толстые стенки с внутренними ребрами, повышающими его прочность и обеспечивающими хороший отвод тепла. Однако в современных бензиновых двигателях днище поршня имеет более сложную форму: начиная от выборок под клапаны (на случай поломки пружины и выпадения клапана в цилиндр, чтобы исключить «встречу поршня с клапаном») и заканчивая весьма сложной формой, необходимой для лучшего смесеобразования при использовании непосредственного впрыска топлива в цилиндр.

На боковой поверхности поршня имеются канавки для установки уплотнительных колец. На современных двигателях устанавливаются два компрессионных и одно маслосъемное кольцо (оно состоит из трех элементов, смотрите рисунок 4.27).

Примечание
Существуют определенные названия отдельных поверхностей поршня, так, верхняя поверхность, непосредственно воспринимающая все нагрузки от расширяющихся газов при сгорании топливовоздушной смеси, называется днищем поршня, а боковая вертикальная поверхность — юбкой поршня.


Рисунок 4.27 Поршень с поршневыми кольцами.

На дизельных двигателях поршни имеют иную форму, так как камера сгорания находится непосредственно в поршне, как это видно из рисунка 4.28. Камеры сгорания в данном случае могут иметь очень сложную форму, что обусловлено стремлением конструкторов к более тщательному перемешиванию воздуха с распыленным топливом.


Рисунок 4.28 Поршень дизельного двигателя с камерой сгорания в днище поршня.

Поршневые кольца

Компрессионные кольца уплотняют поршень в цилиндре и служат для предотвращения прорыва газов через зазор между юбкой поршня и стенкой цилиндра. Маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок цилиндров, препятствуя проникновению его в камеру сгорания. Место установки колец и внешний вид представлен на рисунке 4.27.

На кольце делают прямой вырез, называемый замком и позволяющий кольцу пружинить.

Поршневой палец

Поршневой палец, представляющий собой короткую стальную трубку, проходит через верхнюю головку шатуна и отверстия в поршне (в так называемых бобышках поршня), таким образом соединяя их.

Для того чтобы при работе двигателя палец не мог выдвинуться из поршня и повредить стенки цилиндра, его закрепляют стопорными кольцами.

Также применяют пальцы плавающего типа. Такой палец может проворачиваться и в бобышках поршня (они видны на рисунке 4.26), и в верхней головке шатуна. Для устранения бокового смещения палец крепят по бокам двумя пружинящими стопорными кольцами, установленными в канавках бобышек поршня.

Примечание
При установке плавающего пальца вся его поверхность является рабочей, вследствие чего обеспечивается меньший износ и уменьшается возможность заедания.

Рисунок 4.29 Поршень и поршневой палец без шатуна.

Рисунок 4.30 Поршень и поршневой палец в сборе с шатуном.

Маховик

Маховик представляет собой чугунный тщательно сбалансированный диск. Кроме обеспечения равномерного вращения коленчатого вала маховик после раскручивания вала способствует преодолению сопротивления сжатия в цилиндрах при пуске двигателя. Маховик, вследствие запасенной энергии, полученной при вращении, также обеспечивает двигателю возможность преодоления им кратковременных перегрузок, например, при трогании автомобиля с места и т.п. Схематически маховик отчетливо виден на рисунке 4.1 данной главы.

Маховик крепится к фланцу коленчатого вала болтами. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя от стартера и нанесены установочные метки для определения ВМТ поршня первого цилиндра и для установки зажигания.

Подраздел 4.6 Головка блока цилиндров

Основные технические характеристики двигателя
Назначение и устройство рулевого управления

Подраздел 4.8 Система охлаждения двигателя

comments powered by

Шестой движок — описание технических характеристик

Основные технические характеристики мотора:

  • Блок 2106 цилиндров изготовлен из чугуна.
  • Питание производится по карбюраторной схеме.
  • Тип мотора — бензиновый, рядный.
  • Число цилиндров в блоке равно 4.
  • Каждый цилиндр диаметром 79 мм оборудован двумя клапанами.
  • Величина хода поршня равна 80 мм.
  • Степень сжатия движка равна 8,5 атмосфер.
  • Мощность двигателя ВАЗ 2106 — 75 лс.
  • Обороты равны 5400 об/мин.
  • Величина крутящего момента 116 Нм.
  • Рекомендуемое топливо — АИ 92.
  • Вес двигателя ВАЗ 2106 в сборе равен 121 кг.
  • Замена масла в двигателе ВАЗ 2106 — требуемое количество 3,5 литров.
  • Виды рекомендованных марок моторного масла:10w-40,5w-40, 15w-40, 5w-30.
  • Тюнинг ВАЗ 2106 — лошадиный равен 200.

Каждая инженерная доработка привела к значительному улучшению конструкции, о чем свидетельствует представленная характеристика двигателя ВАЗ 2106.

«Алюминиевые» двигатели и их преимущества

Использование в производстве современных технологий дает возможность изготовления легких «алюминиевых» двигателей, у которых блок цилиндров не имеет чугунных гильз. В рабочих поверхностях цилиндров в алюминиевых блоках электролитическим путем создается повышенное содержание кремния, а затем цилиндры подвергаются химическому травлению для создания на рабочей поверхности цилиндров износостойкой пористой пленки чистого кремния, хорошо удерживающей смазку.

Рабочие поверхности цилиндров современных алюминиевых блоков двигателей могут иметь покрытие, наносимое плазменным напылением. Напыляемый на стенки цилиндра порошок подается через плазматрон. Газ, предназначенный для создания плазмы, проходит через распылитель и поджигается электродугой. При этом температура газа повышается примерно до 11700°C и он переходит в плазменное состояние. Частицы порошка в расплавленном состоянии заполняют неровности поверхности цилиндра. При застывании частиц они надежно соединяются со стенками цилиндра. Дополнительно внутри напылённого слоя возникает напряжение сжатия, что еще больше укрепляет связь между металлом цилиндра и напылённым слоем.

После напыления, как и при традиционном исполнении цилиндров, производится хонингование, однако этом случае риски вследствие хонингования не так глубоки. Возникает весьма ровная наружная поверхность с небольшими впадинами (микроуглублениями), в которых находится масло. Каждое микроуглубление не связано с другими микроуглублениями, в отличие от хонингования чугунных гильз. Когда поршневое кольцо проходит над микроуглублением, в последнем создается давление, которое воздействует на поршневое кольцо. В результате этого поршневое кольцо всплывает поверху масляной подушки, чем и обеспечивается гидродинамическая смазка. Благодаря этому потери на трение и износ существенно уменьшаются.

Преимуществами данного способа изготовления цилиндров по сравнению с обычными являются:

  • снижение массы по сравнению с конструкцией с вставными гильзами цилиндров
  • уменьшение размеров двигателя по сравнению с чугунным блоком цилиндров за счет сужения перемычек между цилиндрами
  • увеличение срока службы цилиндров благодаря износостойкому покрытию, наносимому плазменным напылением

Рис. Схема нанесение покрытия на стенки цилиндра плазматроном: 1 – струя плазмы с напыляемым порошком; 2 – плазматрон; 3 – рабочая поверхность цилиндра

Обзор основных деталей блока цилиндров

Цилиндр двигателя. Основной деталью цилиндра двигателя является гильза. Применяются два типа гильз:

  • гильзы, впрессованные непосредственно в блок цилиндров. Как правило, в алюминиевых блоках;
  • съёмные гильзы, которые подразделяются на «мокрые» и «сухие».

Головка блока цилиндров. В её состав входят: камера сгорания, места крепления ГРМ, рубашка охлаждения и каналы смазки, резьбовые отверстия для свечей (форсунок), отверстия для впускных и выпускных каналов.

Картер двигателя. В ДВС картер является частью блока цилиндров. Снизу картер закрывается поддоном. По сути, картер – это корпус для кривошипно-шатунного механизма. Крепится к блоку цилиндров снизу.

Удачи вам при изучении и эксплуатации блока цилиндров двигателя.

Устройство блока цилиндров двигателя: просто о сложном

Блок цилиндров двигателя — это деталь 2-х и более цилиндровых поршневых двигателей. Блок цилиндров выполняет две основные функции: он является корпусом для размещения всех узлов, механизмов и деталей двигателя. Второе – блок цилиндров основа для навесных частей двигателя: картер, головка блока цилиндров.

  • 1 Материал изготовления блока цилиндров
  • 2 Основные требования к блоку цилиндров двигателя
  • 3 Обзор основных деталей блока цилиндров

Материал изготовления блока цилиндров

Чугун – традиционный материал, из которого до недавнего времени изготавливались блоки. Чугун применяется с добавками: никель, хром. Положительные качества чугунного блока цилиндров: меньшая чувствительность к перегреву, жёсткость, необходимая при высокой степени форсировки двигателя. Минус – большая масса, которая влияет на динамику легкового автомобиля.

Алюминий – занимает второе место в изготовлении блоков цилиндров. Положительными качествами алюминиевого блока являются: лёгкость и лучшее охлаждение. Как недостаток отмечается проблема с подбором материала, из которого должен выполняться цилиндр.

В современных условиях, для изготовления цилиндров в алюминиевые блоки цилиндров двигателя разработаны технологии: Locasil – запрессовка гильз из алюминий — кремния, Nicasil – в виде никелевого покрытия на алюминиевой поверхности блока цилиндров.

Недостатком никасиловой технологии считается то, что при прогаре поршня или обрыве шатуна, никелевое покрытие выходит из строя и блок цилиндров не подлежит ремонту. Он меняется в сборе. В отличие от чугунного, который подвергается расточке и гильзованию ремонтным комплектом.

Блок цилиндров из магниевого сплава сочетает в себе твердость чугунного, и лёгкость алюминиевого. Но, такой блок очень дорогое удовольствие и на конвейерном производстве не применяется.

Каждый из материалов имеет свои плюсы и минусы, поэтому однозначно заявлять какой из них лучше, некорректно.

Основные требования к блоку цилиндров двигателя

  • отверстия всех постелей должны обеспечивать соосность;
  • постели должны иметь одинаковый диаметр. Исключение составляют специальные конструкции;
  • оси постелей и плоскости блока цилиндров должны быть идеально параллельны.

Обзор основных деталей блока цилиндров

Цилиндр двигателя. Основной деталью цилиндра двигателя является гильза. Применяются два типа гильз:

  • гильзы, впрессованные непосредственно в блок цилиндров. Как правило, в алюминиевых блоках;
  • съёмные гильзы, которые подразделяются на «мокрые» и «сухие».

Головка блока цилиндров. В её состав входят: камера сгорания, места крепления ГРМ, рубашка охлаждения и каналы смазки, резьбовые отверстия для свечей (форсунок), отверстия для впускных и выпускных каналов.

ГБЦ крепится к блоку цилиндров сверху. Отдельным пунктом нужно отметить технологию крепления ГБЦ к блоку цилиндров. Она требует специальных болтов крепления и выполнения инструкций производителя. Затяжка ГБЦ производится только при помощи динамометрического ключа с соблюдением рекомендуемых параметров момента затяжки и схемы затяжки болтов.

Картер двигателя. В ДВС картер является частью блока цилиндров. Снизу картер закрывается поддоном. По сути, картер – это корпус для кривошипно-шатунного механизма. Крепится к блоку цилиндров снизу.

Удачи вам при изучении и эксплуатации блока цилиндров двигателя.

Устройство блока цилиндров двигателя: просто о сложном

Блок цилиндров изготавливается с помощью литья с последующей механической обработкой. Нижняя часть блока цилиндров обычно обрабатывается для установки в блок коренных подшипников коленчатого вала и для присоединения поддона картера. Большое значение имеет расстояние между соседними цилиндрами. Увеличение расстояния дает возможность повысить жесткость блока и обеспечить возможность увеличения в дальнейшем рабочего объема двигателя путем увеличения диаметра цилиндров (наиболее простой способ получения модификаций двигателей различной мощности). С другой стороны, это приводит к увеличению га­баритных размеров двигателя и его массы.

В последнее время некоторые производители автомобильных двигателей изготавливают блоки цилиндров, в которых соседние цилиндры соприкасаются стенками (так называемые сиамские блоки с «сухими» гильзами). Такой способ дает возможность получить довольно жесткую конструкцию при сравнительно небольшом размере. Жесткость блока цилиндров в значительной степени определяет шумовые характеристики двигателя.

Рис. Блок цилиндров двигателя Nordstar GM с «сухой» гильзой.

Характерной особенностью современных высоконагруженных двигателей является применение опорной рамы, которая крепит коленчатый вал. К опорной раме крепится высокий алюминиевый масляный поддон, который максимально изолирован от вибраций кривошипно-шатунного механизма, что положительно сказывается на акустике двигателя. Дополнительную функцию выполняет контур опорной рамы коленчатого вала. Он играет роль маслоотражателя в области противовесов коленчатого вала и шатунов. Таким образом, стекающее масло не разбрызгивается по стенкам всего блока двигателя, а улавливается и отводится непосредственно в поддон.

Рис. Блок цилиндров двигателя Audi 4,2 л V8 TDI: 1 – главная масляная магистраль; 2 – блок цилиндров; 3 – опорная рама; 4 – алюминиевый масляный поддон; 5 – каналы слива масла; 6 – приливы опорной рамы; 7 – коленчатый вал

Долгое время единственным материалом для изготовления блоков цилиндров служил чугун. Этот материал недорог, он обладает прочностью и жесткостью при хороших лить­евых качествах. Кроме того, обработанные хонингованием внутренние поверхности чугунных цилиндров обладают отличными антифрикционными свойствами и высокой износостойкостью. Су­щественными недостатками чугуна являются его большая масса и низкая теплопроводность. Стремление конструкторов к созданию более легких двигателей привело к разработке конструк­ции блоков цилиндров из алюминиевых сплавов. Алюминий значительно уступает чугуну в жесткости и износостойкости, поэтому блок из алюминия должен иметь большое количество ребер жесткости, а в качестве цилиндров обычно служат чугунные гильзы, которые вставляются в алюминиевый блок в процессе сборки, заливаются или запрессовываются в него при изготовлении.

5 Устройство блока цилиндров

Система охлаждения блока цилиндров

Помимо кривошипно-шатунного механизма, в состав блока цилиндров входит «рубашка» охлаждения.

Она служит для циркуляции охлаждающей жидкости, то есть отвода тепловой энергии от двигателя.

Это обеспечивает поддержание оптимальной температуры работы ДВС. «Рубашка» охлаждения вырезана внутри блока цилиндров специальным инструментом.

Во избежание ее засорения и закоксовывания следует менять охлаждающую жидкость через определенное время, согласно нормативно-технической документации по эксплуатации автомобиля.

Она составляется заводом-изготовителем.

Назад

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Блок цилиндров двигателя – самая большая массивная деталь корпуса ДВС. Условно его можно считать корпусом.

Он – опора для подвижных узлов кривошипно-шатунного механизма. В нем располагаются цилиндры, к нему крепятся навесные агрегаты, например, стартер, генератор и т. п.

В этой статье мы расскажем историю создания блока цилиндров, из каких материалов он изготавливается и из каких деталей состоит.

«Алюминиевые» двигатели и их преимущества

Использование в производстве современных технологий дает возможность изготовления легких «алюминиевых» двигателей, у которых блок цилиндров не имеет чугунных гильз. В рабочих поверхностях цилиндров в алюминиевых блоках электролитическим путем создается повышенное содержание кремния, а затем цилиндры подвергаются химическому травлению для создания на рабочей поверхности цилиндров износостойкой пористой пленки чистого кремния, хорошо удерживающей смазку.

Рабочие поверхности цилиндров современных алюминиевых блоков двигателей могут иметь покрытие, наносимое плазменным напылением. Напыляемый на стенки цилиндра порошок подается через плазматрон. Газ, предназначенный для создания плазмы, проходит через распылитель и поджигается электродугой. При этом температура газа повышается примерно до 11700°C и он переходит в плазменное состояние. Частицы порошка в расплавленном состоянии заполняют неровности поверхности цилиндра. При застывании частиц они надежно соединяются со стенками цилиндра. Дополнительно внутри напылённого слоя возникает напряжение сжатия, что еще больше укрепляет связь между металлом цилиндра и напылённым слоем.

После напыления, как и при традиционном исполнении цилиндров, производится хонингование, однако этом случае риски вследствие хонингования не так глубоки. Возникает весьма ровная наружная поверхность с небольшими впадинами (микроуглублениями), в которых находится масло. Каждое микроуглубление не связано с другими микроуглублениями, в отличие от хонингования чугунных гильз. Когда поршневое кольцо проходит над микроуглублением, в последнем создается давление, которое воздействует на поршневое кольцо. В результате этого поршневое кольцо всплывает поверху масляной подушки, чем и обеспечивается гидродинамическая смазка. Благодаря этому потери на трение и износ существенно уменьшаются.

Рекомендуем: Замена крана отопителя на ВАЗ-2113, 2114, 2115

Преимуществами данного способа изготовления цилиндров по сравнению с обычными являются:

  • снижение массы по сравнению с конструкцией с вставными гильзами цилиндров
  • уменьшение размеров двигателя по сравнению с чугунным блоком цилиндров за счет сужения перемычек между цилиндрами
  • увеличение срока службы цилиндров благодаря износостойкому покрытию, наносимому плазменным напылением

Рис. Схема нанесение покрытия на стенки цилиндра плазматроном: 1 – струя плазмы с напыляемым порошком; 2 – плазматрон; 3 – рабочая поверхность цилиндра

Обзор основных деталей

Цилиндр двигателя

Основная деталь цилиндра двигателя – гильза.
Существуют гильзы двух типов:

  • впрессованные гильзы, (в алюминиевом блоке);
  • съёмные гильзы – они бывают «мокрыми» и «сухими».

Головка блока цилиндров двигателя – ГБЦ

Она закреплена сверху конструкции направляющими шпильками и болтами крепления ГБЦ. Очень важная деталь – прокладка блока, она расположена между ГБЦ и самим блоком. Изготавливают ее из асбестометалла, металла, а может быть безасбестовой.

Головка блока цилиндров двигателя состоит из: камеры сгорания, мест крепления ГРМ, рубашки охлаждения, каналов для смазки, резьбовых отверстий свечей (форсунок), отверстий впускных и выпускных каналов.

Отдельно стоит упомянуть технологию крепления ГБЦ. Для этого используются специальные болты крепления, а сама операция выполняется согласно инструкциям производителя.

В частности затягивать головку нужно динамометрическим ключом с соблюдением момента затяжки и пользуясь схемой затяжки болтов.

Из чего сделан блок цилиндров двигателя

Самый распространенный материал, который используется при производстве ‒ чугун. Это традиционный вариант. На втором месте алюминий. Вернее его различные сплавы. Ну и еще достаточно экзотический материал – магниевый сплав. Теперь обо всех трех вариантах – более подробно.

Чугун

Это – традиционный материал, из него на протяжении многих десятилетий изготавливали эту деталь.

Чугун использовали с добавками: никелем, хромом. Среди положительных качеств чугунного изделия можно выделить: меньшую чувствительность к перегреву, жесткость, которая очень важна при форсировке двигателя.

Устройство, в основном, работает при частой смене температурного режима, поэтому изделия из чугуна в приоритете. Главный недостаток – значительный вес, который ухудшает динамику легкового авто.

Алюминий

Обладает такими положительными свойствами, как оптимальное охлаждение двигателя и незначительный вес. Он находится на втором месте по количеству выпускаемых блоков цилиндров. Особенность конструкции из алюминия – установка гильз.

Сегодня для выполнения этой операции, в основном, применяют две технологии Locasil и Nicasil. В первом случае запрессовываются гильзы из алюминий-кремниевого сплава во втором – наносится никелевое покрытие. Вторая технология имеет существенный недостаток – если, к примеру, прогорает поршень, обрывается шатун или выходит из строя никелевое покрытие, то изделие отремонтировать не получится.

Рекомендуем: Лучшие средства-очистители для двигателей

Также никосиловая технология не предусматривает расточку, приходится менять весь узел в сборе. Понятно, что в таком случае владельцу автомобиля приходится раскошелится на солидную сумму.

Магниевый сплав

Блок цилиндров двигателя из него твердый как чугунный, и легкий, как алюминиевый. Правда стоит такое изделие дорого, и по этой причине в условиях конвейерного производства не используется, хотя соединяет в себе лучшие качества чугуна и алюминия. Как видите, у каждого из упомянутых материалов есть определенные плюсы и минусы, но утверждать, что какой-то из них лучше, было бы некорректно.

Гильзы

Гильзы применяются в блоках из алюминиевых сплавов, так как алюминий менее стоек к нагрузкам и тяжелым температурным режимам, в отличие от чугуна. Они бывают съемными и несъемными. Последние выполняются путем запрессовки в блок. Также гильзы делят на «мокрые» и «сухие». «Мокрыми» называют гильзы, которые непосредственно соприкасаются своими стенками с охлаждающей жидкостью в рубашке охлаждения блока. Таким образом, достигается лучшее охлаждение. «Мокрые» гильзы легко заменить. Часто их применяют на сельхозтехнике, тягачах и другом спецтранспорте.

«Сухие» гильзы чаще всего несъемные и запрессованы в тело цилиндра, что обеспечивает цельность и жесткость всего блока. Но «сухие» гильзы хуже отводят тепло, чем «мокрые».

После появления дефектов и выработки на стенках применяют расточку цилиндров. Со стенок снимается металл определенной толщины, а затем устанавливаются другие ремонтные поршни и кольца под новый размер. Число расточек ограничено, так как объем постепенно увеличивается, а прочность снижается.

После максимального числа расточек применяют гильзовку. Это сложный процесс, который можно сделать только при наличии специального оборудования. «Мокрые» гильзы поменять намного легче, даже в полевых условиях. Если установлены «сухие» гильзы или это монолитный чугунный блок, то он растачивается под новые гильзы, которые запрессовываются с высокой точностью. Сам блок нагревается до 150-200 градусов, а новая гильза охлаждается. Так достигается наиболее плотная и точная посадка.

Каков итог?

Изучение вопроса применяемости материалов в двигателестроении показывает четкую направленность: для снижения массы и улучшения других характеристик применение каких-то суперматериалов либо не особо требуется, либо невозможно в принципе в силу физических и химических свойств. Развитие технологий идет путем эволюционным — усовершенствования как самого производства, так и традиционных материалов, реорганизации рабочего процесса и конструкторской оптимизацией. Так что даже в среднесрочной перспективе мы вряд ли увидим революцию в производстве ДВС, скорее речь будет идти о постепенном отказе от этого типа двигателя в принципе в пользу электротехнологий, хотя и там пока не наблюдается бурного технологического прорыва.

Клапанная крышка

Клапанная крышка закрывает головку блока цилиндров и ГРМ. Крепится к голове болтами. Между головкой и крышкой также устанавливается прокладка для герметичного и плотного соединения. Это нужно для того, чтобы масло при эксплуатации не протекало наружу и не попадали грязь и пыль во внутрь. На крышке также есть маслозаливная горловина.

Раньше крышки делали из стали, но в современных двигателях предпочитают алюминиевые или пластиковые. Это снижает уровень шума и повышает надежность и доступность детали.

Блок цилиндров и головка цилиндров составляют основу двигателя. Многое зависит от материалов и качества производства. При правильной эксплуатации и своевременном уходе они служат долго.

Конструкция ГБЦ

Головка блока цилиндров устанавливается сверху блока и фактически является крышкой, закрывающей его. Для изготовления головки блока цилиндров в основном используются алюминиевые сплавы. Головка крепится к блоку шпильками или болтами, которые затягиваются динамометрическим ключом в строгой последовательности, как указано в руководстве по ремонту конкретного автомобиля.

Камеры сгорания образованы плотной посадкой ГБЦ на БЦ. Чтобы выхлопные газы не попадали между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров, устанавливается прокладка. Она основана на асбестографитовой основе и способена выдерживать рабочие температуры и давление. Головка блока цилиндров состоит из следующих элементов:

  • корпус с камерами сгорания, патрубками, масляными каналами и каналами системы охлаждения;
  • газораспределительный механизм (впускные и выпускные клапаны, коромысла и толкатели);
  • распредвалы с приводом от коленчатого вала;
  • отверстий для свечей зажигания;
  • впускные и выпускные коллекторы для подачи воздуха и отвода отработанных газов;
  • прокладка ГБЦ.

В современных двигателях ГРМ клапаны и распределительный вал расположены в головке блока. Но раньше были двигатели с нижним распредвалом. Двигатели V-образные имеют отдельную головку блока цилиндров для каждого ряда цилиндров.

В передней части головки блока цилиндров размещается цепь или ремень привода механизма газораспределения. Впускной и выпускной коллекторы установлены с обеих сторон на фланце. Также рядом установлены патрубки для подачи теплоносителя.

Чугунный блок или хотя бы гильзы: на каких современных автомобилях они еще есть?

Назначение головки блока цилиндров

В двигателях внутреннего сгорания головка блока цилиндров (ГБЦ), (ее часто называют просто головкой) устанавливается и крепится на блоке цилиндров.

Головка блока цилиндров закрывает цилиндры, образуя закрытые камеры сгорания. Между головкой блока и блоков цилиндров устанавливается прокладка головки блока цилиндров. Устройство головки блока может быть разным и значительно отличаться в зависимости от типа двигателя. В головке блока монтируются клапана с пружинами, свечи зажигания и форсунки.

Выбор алюминиевого литейного сплава

Выбор алюминиевого литейного сплава для блока цилиндров требует учета различных факторов. Алюминиевые литейные сплавы, которые применяют в производстве таких сложных литых изделий как блоки цилиндров, должны соответствовать целой комбинации технических требований. Эти требования включают:

  • низкую стоимость;
  • хорошие литейные свойства;
  • хорошую обрабатываемость резанием;
  • достаточно высокая прочность при повышенных температурах.

Прочность

Уровень прочности сплава определяет, например, минимально допустимую толщину стенки. Поэтому выбор алюминиевого литейного сплава должен производиться уже на первом этапе проектирования блока цилиндров двигателя. Обычно выбор алюминиевого сплава является компромиссом. Высокопрочные литейные сплавы могли бы быть предпочтительным выбором, но часто у них могут быть такие недостатки, как высокая стоимость, низкие литейные свойства и недостаточная прочность при повышенных температурах.

Из соображений цены и по техническим причинам почти все автомобильные алюминиевые блоки цилиндров делают из сплавов, которые основаны на применении вторичного алюминия – алюминиевых сплавов, который получают из алюминиевого лома. Это, например, сплавы EN AC-46200 (AlSi8Cu3) и EN AC-45000 (AlSi6Cu4). При повышенных требованиях к вязкости материала применяют сплавы с более жесткими требованиями по примесям и загрязнениям, которые уже близки к требованиям для сплавов из первичного алюминия.

Литейные свойства

Литейные свойства алюминиевых сплавов обычно повышаются с повышением содержанием в них кремния. С другой стороны, добавки медь, которые нужны для повышения прочности при высокой температуре, оказывают отрицательное влияние на литейные свойства алюминиевых сплавов, в первую очередь, на текучесть сплава при заполнении литейной формы. Кроме того, когда применяется метод литья под высоким давлением, то применяют сплавы с некоторым содержанием железа, а также марганца, чтобы предотвратить налипание жидкого алюминия к стальной литейной форме. Однако повышенное содержание железа снижает прочностные свойства алюминиевой отливки.

Иногда наиболее важными при выборе литейного сплава являются не цена и литейные свойства, а некоторые другие его свойства, например, износостойкость.

Материал изготовления головки блоков цилиндров

На легковых автомобилях головка блока двигателя, как правило, изготавливается из алюминиевого сплава литьем в кокиль или под давлением.

На тяжелых (дизельных двигателях) двигателях применяют головку блока, изготовленную из чугуна методом литья. В таких двигателях седла клапанов охлаждаются и затем запрессовываются. В головке блоков имеются каналы для газов, охлаждающей жидкости, масла, и отверстия под болты для крепления головки к блоку цилиндров.

Для крепления головки к блоку цилиндров используются силовые болты и шпильки с гайками. Прокладка головки блока служит для уплотнения. Затяжка болтов головки блока проводится в определенной последовательности в рекомендуемом порядке заводом изготовителем.

Чугунный блок или хотя бы гильзы: на каких современных автомобилях они еще есть?

«Недавно узнал, что в Toyota Camry 2020 г.в. устанавливается бензиновый двигатель объемом 2,5 л (код 2AR-FE) с алюминиевым блоком цилиндров и чугунными гильзами. Я думал, что уже практически не выпускаются двигатели с чугунным блоком цилиндров или хотя бы с чугунными гильзами. Хотелось бы узнать, какие еще современные производители автомобилей применяют аналогичные двигатели, на каких моделях они устанавливаются».

Не так давно мы уже отвечали на вопрос о «чугунных» моторах, правда, в сегменте «бюджетников». И тогда упоминали, например, двигатели Renault: 8-клапанный К7М и 16-клапанный К4М объемом 1,6 л имеют чугунный блок. Да, им сто лет в обед, они остались в производстве лишь ради бюджетных моделей (прежде всего «логановского» семейства) только на рынках развивающихся стран. Ведь европейские Dacia Logan & Co уже вовсю оснащаются турбированными движками 0.9T. Да и в нашем регионе 16-клапанник уступает место более современному «ниссановскому» HR16DE с алюминиевым блоком, производство которого налажено в Тольятти. Но 8-клапанный К7М пока в строю. Это же относится и к 2,0-литровому F4R, который устанавливают на Duster и Kaptur.

Чугунный блок имеют и двигатели ВАЗ. И не только выпускаемые уже не первый год 8- и 16-клапанные (ВАЗ-21116 и ВАЗ-21126 соответственно) версии объемом 1,6 л, которыми оснащаются современные модели Lada. На базе последнего мотора построен и новый ВАЗ-21179 объемом 1,8 л и мощностью 122 л.с., который сейчас устанавливается на Vesta и XRay. Двигатель имеет другие поршни, коленвал, усовершенствованную систему охлаждения, а также оснащен системой изменения фаз газораспределения на впуске, но блок по-прежнему чугунный.

Положим, ВАЗ занимается дальнейшим развитием старых конструкций, а можно ли увидеть чугун в современных моторах? Да! И пример тому — знаменитый Ford EcoBoost объемом 1,0 л, предназначенный для моделей Fiesta, Focus, B-MAX, C-MAX, Mondeo и т.д. Его трехцилиндровый блок отлит не из алюминия, а из чугуна, что позволило снизить необходимое для прогрева количество энергии на 50% и сократить расход топлива. Это официальная версия, а злые языки утверждают, что сделано это еще и для повышения жесткости блока.

При этом двигатель имеет сложную конструкцию, включающую целый ряд интересных технических решений. Так, для оптимизации температурного режима используется разделенная система охлаждения с двумя термостатами. Выпускной коллектор, интегрированный в головку блока цилиндров, снижает температуру выхлопных газов, оптимизируя работу двигателя в широком диапазоне оборотов. Чтобы снизить вибронагруженность трехцилиндрового мотора, применена новая схема балансировки, а низкофрикционный зубчатый ремень в масляном тумане с динамическим натяжителем призван сделать работу двигателя очень тихой. Для обеспечения «незамедлительной» тяги уже с низких оборотов используются малоинерционная турбина Continental и система независимого изменения фаз впуска и выпуска, также применен непосредственный впрыск топлива. Несмотря на всю «навороченность» и довольно высокую степень форсировки, двигатель оказался достаточно надежным и ресурсным.

Opel также имеет современный двигатель с чугунным блоком цилиндров. Это 1.6 SIDI (A16XHT/A16SHT), увидевший свет в 2013 году. Его можно встретить на моделях Astra и Insignia в версиях мощностью 170 и 200 л.с. Двигатель оснащен турбиной Garrett, непосредственным впрыском топлива, балансирными валами, системой изменения фаз газораспределения и цепным приводом ГРМ. К слову, чугунный блок имеют и более «возрастные» атмосферные моторы 1.6 (Z16XER/A16XER) и 1.8 (Z18XER/A18XER), которые до недавнего времени ставились практически на весь легковой модельный ряд Opel.

Современные двигатели VW, как правило, изготовлены по схеме «алюминиевый блок + чугунные гильзы». Пример — представители семейства ЕА211 (1.0 TSI, 1.2 TSI, 1.4 TSI, 1.6 MPI), знакомые по моделям VW Polo, Golf, Tiguan и Passat, Skoda Rapid, Octavia и т.д. Хотя их предшественники серии ЕА111 имели чугунный блок. А вот двигатели семейства EA888 (1.8 TSI/TFSI и 2.0 TSI/TFSI) его сохранили. Эти моторы можно увидеть под капотом VW Passat, Tiguan, Audi A4, Skoda Octavia, Superb, Kodiaq и т.д.

Относительно современными можно назвать нынешние двигатели Subaru: семейство FB было представлено в 2010 году. С учетом того, что предшествующее семейство EJ продержалось в производстве более 20 лет, можно предположить, что нынешние японские «оппозиты» задержатся в модельном ряду Subaru надолго. Как и у предшественников, блок цилиндров отлит из алюминия, но гильзы чугунные.

Само собой, мы рассказали не обо всех производителях и модификациях двигателей с чугунным блоком или гильзами. Но и приведенные примеры наглядно демонстрируют, что полностью от тяжелого металла инженеры не спешат отказываться даже в случае с очень «продвинутыми» моторами. С точки зрения ресурса самого «железа» это, безусловно, неплохо. Но еще раз пройдитесь по списку указанных моторов: к числу беспроблемных многие из них не относятся, так как серьезных проблем с надежностью достаточно по другим узлам и системам.

Иван КРИШКЕВИЧ Фото из открытых источников ABW.BY

Более 950 блоков цилиндров для любых автомобилей с фотографиями и ценой каждой детали на BAMPER.BY: все запчасти Беларуси на одном сайте!

У вас есть вопросы? У нас еcть ответы. Интересующие вас темы квалифицированно прокомментируют либо специалисты, либо наши авторы — результат вы увидите на сайте abw.by. Оставляйте вопросы на форуме или воспользуйтесь кнопкой «Написать в редакцию»

Верхне- клапанная головка цилиндров

Может быть исполнена индивидуально для каждого цилиндра, так и для ряда цилиндров. Привод клапанов осуществляется штангами, которые передают усилие от распредвала.

Верхне- клапанные головки имеют несколько вариантов компоновки:

— Привод клапанов от штанг;

— Верхний распредвал (OHC);

— Два верхних распредвала (DOHC).

Индивидуальные головки цилиндров

Преимущество индивидуальных головок цилиндров в меньшей массе головки и в простоте монтажа. Чаще всего индивидуальные головки применяются на дизельных и крупноразмерных двигателях, что значительно облегчает монтаж.

Стоимость двигателя

Двигатель от D4 Toyota привезли на металлолом

Решив сдать автомобильный двигатель на металлолом, необходимо примерно знать, сколько денег это может вам принести. Помните, что в каждом пункте приема будут специально занижать цену, поэтому внимательно подходите к решению этого вопроса. Лучше всего сверить цену у нескольких конкурирующих компаний.

Как было сказано выше, двигатель весит от 60 до 200 кг. Масса завит от его объема и модели. Средняя цена черного металлолома в России 4–9 рублей за 1 килограмм. Вот и имеем, что сдав двигатель, вы обогатитесь на 240–1800 рублей. Т.е. несмотря на то, что в двигателе имеется цветной лом – принимать его будут как лом черных металлов! Со стандартным засором – 5%.

На особо “наглых” пунктах приема лома процент засора может составить до 30%. Т.е. от подсчитанной суммы отнимите еще 30%. С таких пунктов бегите сразу! Дело в том, что двигатель обрабатывают специальными защитными материалами. Как правило, их общий вес не превышает 2–3 килограмма, но скупщики могут настаивать на 15%-30% засора от общей массы двигателя.

Согласитесь, сумма небольшая, но если подойти с умом, то можно более выгодно сдать двигатель.

Типовые технические характеристики цилиндров автомобильных двигателей

  • Диаметр цилиндра
  • Высота цилиндра
  • Рабочий объем – объем цилиндра от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки движения поршня.
  • Полный объем цилиндра – объем камеры сгорания и рабочего объема вместе.
  • Степень сжатия — определяется делением полного объема цилиндра на объем камеры сгорания. Этот критерий показывает, во сколько раз сжата горючая смесь в цилиндре. От увеличения степени сжатия в цилиндре увеличивается давление на поршень при сгорании топлива, а значит, возрастает мощность силовой установки в целом. Увеличение этого параметра очень выгодно, так как от такого же количества смеси можно получить больший КПД.

Блок-картер автомобильных двигателей часто делают со вставными гильзами.

Жесткость блока цилиндров зависит от типа гильзы и ее установки. Различают сухие и мокрые гильзы.

Гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, называют мокрыми, а гильзы, внешняя поверхность которых соприкасается с внутренней поверхностью цилиндра, называются сухими.

Мокрые гильзы, отличающиеся лучшим отводом теплоты, ставятся на форсированные двигатели. Блок-картеры с мокрыми гильзами по сравнению с блок-картерами с сухими гильзами обладают меньшей жесткостью.

Для повышения жесткости мокрых гильз их наружную поверхность иногда делают с кольцевыми ребрами. Применение вставных сухих гильз позволяет получить износостойкие поверхности прималыхзатратахдорогостоящихлегирующихматериалов.

К гильзам цилиндров предъявляются следующие требования: достаточная прочность стенок при действии на них сил газов, хорошая износостойкость зеркала цилиндра при длительной работе двигателя, высокие антифрикционные и антикоррозионные свойства, надежное уплотнение и свободное расширение в осевом направлении (для мокрых гильз).

Сухие гильзы устанавливаются или по всей длине цилиндра или только в верхней его части, где наблюдается максимальный износ. Иногда сухие гильзы вставляют по всей длине цилиндра свободно, с небольшим зазором. Так, в двигателях ЯАЗ зазор между гильзой и цилиндром достигает 0,05 мм. При работе двигателя вследствие неодинаковости температур гильзы и стенок блока цилиндров зазор исчезает.

Сухие запрессованные гильзы, устанавливаемые по всей длине цилиндра, могут не иметь опорных кольцевых буртиков.

Для предохранения гильзы от осевого сдвига при заедании поршня следует применять упругие предохранительные опорные кольца 1. Зазор sдает возможность свободно перемещаться гильзе при тепловой деформации.

Мокрые гильзы лучше охлаждаются и их легко заменять в случае повреждения без снятия двигателя с шасси. Для того чтобы гильза сохраняла геометрическую форму, на ней имеются два направляющих пояса (вверху и внизу), при этом диаметр нижнего пояса несколько меньше диаметра верхнего. Опорные плоскости мокрой гильзы располагаются в кольцевых приливах блока цилиндров, жесткость которых должна быть такой, чтобы при затяжке шпилек как можно меньше нарушалась геометрическая форма гильзы.

Опорные плоскости гильзы могут быть расположены в верхней, части блока в кольцевом приливе торцовой стенки , в кольцевом приливе, находящемся от торцовой плоскости на расстоянии 1/3—1/2 диаметра цилиндра , и в приливе, расположенном в нижней части блока.

При более низком расположении опорной плоскости гильзы по отношению к головке цилиндров улучшаются условия охлаждения верхней части гильзы и понижается температура поршневых колец. Стык гильзы с головкой цилиндров может быть уплотнен с помощью кольцевой канавки 1 (178, б), проточенной в головке цилиндров, что дает возмоншость уменьшить толщину верхней части гильзы и тем самым несколько понизить ее температуру. Площадь опорной кольцевой поверхности фланца мокрой чугунной гильзы — г(DI — D2)не превышает 15% площади поршня .Опорные приливы могутбытьразличной формы.

Несмотря на отмеченные выше преимущества, применение сменных гильз усложняет конструкцию двигателя и увеличивает его массу и стоимость.

Недостатки блоков с гильзами воздушного охлаждения

Двигатели с гильзами воздушного охлаждения очень восприимчивы к температурному режиму и при перегреве «страдают» отпусканием резьбы шпилек крепления цилиндров в алюминиевом блоке. Это ведет к вытягиванию шпильки и разрушению резьбы, что ослабляет затяжку гильзы и вызывает разгерметизацию и потерю компрессии. Попытка подтяжки соединения заканчивается полным выходом посадочной резьбы шпильки из тела картера и последующим ремонтом. Иными словами, допускать перегрева алюминиевого двигателя не стоит ни при каких обстоятельствах.

Гильзы в двигателях с воздушным охлаждением

Для двигателей воздушного охлаждения гильзы цилиндров выполнены по образу мотоциклетных, с ребрами охлаждения. Так как цилиндры должны охлаждаться потоком воздуха, из них нельзя сформировать блок и они устанавливаются на двигатель в виде отдельных деталей.

Гильзы крепятся к картеру (через медные прокладки) посредством невысоких шпилек через специальный опорный фланец или же посредством анкерных шпилек, проходящих сквозь всю головку цилиндров. Головка устанавливается на эти шпильки и затягивается в обычном порядке, прижимая тем самым цилиндры к картеру и обеспечивая герметизацию.

Мотоциклетные двигатели с воздушным охлаждением и стали «донором», давшим миру автомобильные гильзованные двигатели

Для двигателей с воздушным охлаждением гильзы цилиндров изготавливаются либо из одного вида металла (монометаллические), либо из двух металлов (биметаллические).

Монометаллические цилиндры воздушного охлаждения выполняют в основном из чугуна, иногда из стали или из легких сплавов.

Биметаллические цилиндры также выполнены из чугуна или стали, а поверх корпуса отлиты алюминиевые ребра.

Течь масла из-под сальника коленвала: почему и что делать?

Коленчатый вал считается одним из основных узлов в любом двигателе. Нарушение работоспособности этого устройства может отразиться на функционировании силового агрегата в целом. Поэтому при появлении проблем в его работе проблемы необходимо оперативно устранять. Почему течет сальник коленвала, как самостоятельно определить утечку и что делать в таких случаях, мы расскажем ниже.

Как определить место утечки

Можно ли ездить?

Течь из-под переднего сальника

Протечка заднего сальника

Как устранить проблему?

Что необходимо для работы?

Замена переднего сальника

Замена заднего сальника

Что делать, если течет после того, как поменял?

Видео «Наглядное пособие по замене устройства»

Комментарии и Отзывы

Причины протечки

Для начала разберем причины, по которым протекает из-под сальника коленчатого вала. Прежде чем искать место утечки, надо разобраться, какой конкретно элемент вышел из строя.

В автомобиле может быть два сальника:

  1. Передний. Эта деталь характеризуется небольшими размерами и невысоким ресурсом эксплуатации. Обычно он ломается и протекает чаще.
  2. Задний. Обычно ресурс эксплуатации этой детали более высокий. Как правило, он соответствует сроку службы транспортного средства в целом. Размеры заднего сальника больше, чем переднего.

Потекший сальник коленвала

Ниже рассмотрены причины, из-за которых необходимо снимать и производить смену сальника:

  1. Естественный износ. С такой проблемой автовладельцы сталкиваются при пробеге транспортного средства более 100 тысяч км. Естественный износ обусловлен вибрациями, которые издает коленвал, что способствует разрушению внутренней составляющей детали. Ведь сальник плотно крепится и прилегает к валу. В течение всего срока службы устройство разбивается и может потерять свою форму, из-за чего оно будет отходить от поверхности узла.
  2. Разрушение конструкции в результате длительной стоянки транспортного средства на улице зимой. Если автомобиль не используется, то сальник может засохнуть либо затвердеть из-за долгого воздействия отрицательных температур. В результате засыхания устройство будет не в состоянии плотно прилегать к коленвалу.
  3. Новые детали текут из-за заводских дефектов. Если сальник прослужил недолго, дело заключается в плохом качестве используемого для его разработки материала. Чтобы не допустить такой проблемы, специалисты рекомендуют не использовать детали от неизвестных производителей на машины.
  4. Ошибки, допущенные в результате установки. Проблема возникает при неравномерном монтаже устройства на коленчатый вал. При установке сальник забивается в посадочное место с помощью молотка слабыми ударами. Но лучше использовать специальный инструмент для монтажа, это облегчит процесс и не повредит устройство.
  5. Проблемы в работе силового агрегата. Появление дефектов в работе мотора таких, как увеличение давления картерных газов, может привести к утечке. Из-за этого сальник силой выдавливается. В месте прилегания детали к коленвалу появляется зазор, через который выходит моторная жидкость.

Наглядная инструкция по замене устройства предоставлена каналом KozTas.

Как определить место утечки

Наши соотечественники часто путают повреждение сальника с выходом из строя масляного фильтра.

Видя следы потеков, многие автолюбители сразу меняют сальник, не разобравшись в причине. В итоге необходимость замены масляного фильтра не отпадает. Прежде чем менять устройство и ликвидировать следы протечки, надо определиться с тем, какая деталь вышла из строя. При появлении следов масла в задней части силового агрегата следует выполнить визуальную диагностику поддона, а также блока трансмиссии. Утечка может произойти и в коробке передач, поэтому капните масло на воду. Если протекает сальник на КПП, то смазка сразу расплывается по поверхности воды, а жидкость из двигателя будет держаться на ней в виде капли.

К признакам утечки можно отнести недостаток моторного масла в системе смазки. Если вы проверите уровень масла и обнаружите, что его не хватает, не нужно сразу заливать жидкость. Выполните проверку мотора на предмет наличия протечки, после чего можно устранять проблему.

Последствия протечки

Разберем последствия, которые могут возникнуть в результате эксплуатации авто с потекшим сальником. Подробнее о протечке устройства узнаете из ролика канала Небитанекрашена.

Можно ли ездить?

Кроме необходимости постоянного добавления моторной жидкости, водитель может столкнуться с серьезными проблемами. Силовой агрегат начнет засоряться, что приведет к его дальнейшей промывке, ведь к маслу будет прилипать грязь. Недостаток смазочного вещества в системе станет причиной поломки агрегата, а также основных механизмов мотора в целом. Оборвется ремень ГРМ, а это может привести к повреждению клапанов. В конечном счете потребуется капитальный ремонт агрегата. При протекании заднего сальника могут возникнуть неисправности в работе коробки передач. Иногда проблема приводит к появлению неполадок в работе электрического оборудования либо контроллеров и датчиков. Скопление пыли на устройствах негативно влияет на их функциональность.

Течь из-под переднего сальника

Неважно, почему течет сальник коленвала. При появлении первых симптомов неисправность надо устранять.

Это чревато такими последствиями:

  • обрыв ремешка ГРМ;
  • повреждение клапанов, из-за чего потребуется их менять и выполнять притирку;
  • необходимость шлифовки поверхности ГБЦ;
  • повреждение прокладки головки блока;
  • утечка масла и охлаждающей жидкости, что приведет к необходимости их покупки и добавления;
  • ремонт головки блока потребует замены болтов, фиксирующих устройство;
  • повреждение поршней;
  • необходимость замены прокладки поддона, поскольку потребуется смена рабочей жидкости;
  • изгиб и повреждение поршневых колец.

Протечка заднего сальника

Подробнее о причинах и последствиях протечки устройства можете узнать из ролика, снятого пользователем Саня Автослесарь.

Если произошло повреждение задней детали, то для устранения неполадок обычно приходится демонтировать трансмиссию, механизм сцепления с валом, а также маховик. Все зависит от конструктивных особенностей конкретной модели авто, но в большинстве случаев демонтаж этих агрегатов и узлов необходим. Это потребуется сделать для того, чтобы получить доступ к детали. Из-за утечки смазочного вещества может заливать само сцепление, из-за чего узел потеряет фрикционные свойства.

  • потере мощности двигателя авто;
  • повышению расхода потребляемого горючего, поскольку водителю придется сильнее жать на педаль газа для обеспечения стандартной мощности ДВС;
  • необходимости добавления смазки в мотор.

Как устранить проблему?

Если подтекает устройство, то единственным вариантом решения неисправности будет замена сальников.

Что необходимо для работы?

Набор инструментов может отличаться в зависимости от конкретной модели авто. Обычно для выполнения ремонтных работ требуются гаечные ключи, сам сальник, ветошь и две отвертки — с крестовым и плоским наконечником.

Замена переднего сальника

Смена передней детали осуществляется так:

  1. Сначала производится демонтаж блока шкивов. Для снятия используйте сервисную книжку к автомобилю.
  2. Отсоедините пластиковую накладку с ремня газораспределительного механизма.
  3. Демонтируйте сам ремешок.
  4. Выполните снятие приводного шкива, используя для этого необходимые ключи.
  5. Получив доступ к детали, снимите ее и выполните смену. Дальнейшую сборку выполните в обратном порядке.

Замена заднего сальника

Процесс смены устройства выполняется так:

  1. Выполните снятие трансмиссии. Процесс демонтажа отличается в зависимости от конкретного авто. Для снятия прочитайте сервисную книжку к автомобилю.
  2. Используя отвертку, извлеките из посадочного места вышедший из строя сальник. Для демонтажа можно использовать и нож, но будьте аккуратны с рабочей поверхностью коленчатого вала.
  3. После снятия выполните очистку коленвала. Для этого используйте сухую ветошь. Применение наждачной бумаги для очистки поверхности коленчатого вала при замене сальника не допускается. Это приведет к ускоренному износу и выходу из строя механизма.
  4. Выполните установку новой детали.
  5. Поставьте на место трансмиссию. Убедитесь в отсутствии подтеков.

Подробнее о замене устройства без демонтажа трансмиссии вы можете узнать из видео, снятого каналом Бомбеж TV.

Промывка двигателя

Чтобы удалить загрязнения из системы смазки, следует выполнить очистку силового агрегата.

Для этого сделайте следующее:

  1. Слейте старый расходный материал из системы в ведро или тазик.
  2. Залейте промывочное масло в мотор.
  3. Заведите двигатель, дайте ему поработать.
  4. Слейте промывочную жидкость.
  5. Замените масляный фильтр.
  6. Залейте новую смазку.

Что делать, если течет после того, как поменял?

Если после того как заменил деталь, она все равно продолжает подтекать, причина может заключаться либо в неправильной установке сальника, либо в его непригодности.

Есть два варианта решения проблемы:

  1. Если поменял сальник неправильно, то деталь следует демонтировать и установить заново.
  2. При низком качестве устройства верните его в магазин и купите работоспособный сальник.

Видео «Наглядное пособие по замене устройства»

Как правильно поменять сальник — процесс замены описан на примере автомобиля ВАЗ 2114 и снят каналом Абдулла-69 Warface.

Куда уходит масло или замена переднего сальника коленвала

Началось всё с того, что стала иногда подмигивать лампа давления масла (на повороте и на кочках). Поймал себя на мысли, что давно не проверял уровень масла. Дергаю ручку открывания капота и … ничего не происходит. Оказалось — слетел трос с рукоятки открывания. Ладно, тяну трос плоскогубцами и капот открывается.
Вытаскиваю щуп и вижу, что на щупе масла нет совсем. Вытираю щуп тряпкой, вставляю его на место, снова вытаскиваю — нет ничего на щупе, чистый… Ну ладно, выливаю остатки масла из канистры, примерно грамм 300. После этого масло появилось на кончике щупа, но всё равно ниже минимальной отметки. Вылил в двигатель остатки масла из литровой канистры (грамм 600). После это уровень масла в двигателе стал выше отметки минимума. Куда делось масло и почему я как-то не стал анализировать, долил и забыл. Но как оказалось, ненадолго…
Через пару недель снова стала иногда подмигивать лампа давления масла. Проверил уровень — опять ниже минимума. Тут я уже начал немного волноваться. Начал осматривать двигатель. Обнаружил небольшие подтеки под клапанной крышкой в задней части. Подтянул гайки клапанной крышки. В районе картера сцепления сухо — значит задний сальник коленвала в порядке. Тут обратил внимание, что передняя крышка двигателя сильно замаслена и на защите блестит масло. Хотя явных подтеков и капельной течи под двигателем не замечал. В общем решил заехать на яму, снять защиту и посмотреть. Перед этим пришлось купить литр масла на доливку (Ликви Моли 10W-40 с дисульфидом молибдена) — 665 рублей.

Начал разбирать. Снял защиту и увидел, что передняя крышка сильно замаслена, сомнений нет, нужно менять передний сальник.

Пытаюсь открутить гайку шкива, это вечная проблема. Не получается. Вспоминаю про способ откручивания гайки стартером. Ставлю ключ на гайку, упираю его и пытаюсь крутануть движок стартером. Несколько попыток и ничего. Удар, ключ падает, гайка не срывается. Остается брать в руки зубило и молоток. Тук-тук-тук и гайка поддается и откручивается. Снимаю шкив.

Осматриваю шкив, видна выработка от сальника. Надо бы наверно новый шкив поставить, а то замена сальника ненадолго решит проблему.

Сальник извлекается легко. Надеваю его на шкив. Надевается он неплотно, износ налицо.

Пора за запчастями в магазин. Купил сальник и заодно головку на 13, утерянную ранее.

Шкива в наличии в магазине не оказалось. Ну и ладно, поставлю старый. Перед установкой взял наждачку зернистостью 2000 и обработал шейку шкива.

Протер бензином от грязи и масла переднюю крышку. Очистил от масла бензином шкивы помпы, генератора. Почистил и помыл бензином снятый шкив. Почистил от масла ремень.

Установил новый сальник на место. Встал он довольно плотно, не то что старый.

Установил шкив на место, затянул гайку. Законтрил её (добил) зубилом и молотком.

Ну и потом натянул ремень, установил на место защиту. Вылил весь купленный литр масла в двигатель. Когда вскрывал канистру, то засомневался в оригинальности масла. Раньше горловина под крышкой была заклеена фольгой, а тут её нет. Может подделка?
Ну всё, буду надеяться, что причина пропадания масла устранена.

Дополнение от 02.03.17
Проехал около 300 км, масло все равно уходит неизвестно куда. За 300 км пробега “убежало” не менее поллитра масла…

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: