Каково назначение перегородок в блок картере

Каково назначение перегородок в блок картере

Картер является главным из элементов остова (корпуса) двигателя. С внешней стороны к нему крепят цилиндры, а внутреннюю его полость занимает коленчатый вал с его опорами. В картере размещают также основные устройства механизма газораспределения, различные узлы системы смазки с ее сложной сетью каналов и чаще всего с емкостью для смазочного масла и другое вспомогательное оборудование. К одной из торцовых стенок картера в автомобильных двигателях крепят кожух маховика, к боковым – кронштейны или лапы для установки двигателя на подмоторную раму.

Блок-картер при работе двигателя воспринимает большие нагрузки от сил давления газов и сил инерции движущихся масс, поэтому он должен обладать повышенной жесткостью и малой массой. Жесткость блок-картера повышают путем постановки перегородок и оребрения внутренней поверхности и понижения плоскости крепления поддона картера относительно оси коленчатого вала.

Блок-картер представляет собой отлитую из серого чугуна жесткую монолитную коробку, к которой крепят и в которой размещены различные механизмы, агрегаты и отдельные детали. Верхняя часть отливки является блоком цилиндров, а нижняя – картером. К верхней обработанной плоскости блок-картера на шпильках крепят головку цилиндров, к обработанной части передней торцовой плоскости блок-картера – крышку распределительных шестерен, а к задней – картер маховика. В стенках блок-картера расположены каналы для подвода масла к трущимся поверхностям деталей и отверстия для установки подшипников распределительного вала. На наружных поверхностях стенок блок-картера имеются обработанные площадки для крепления различных механизмов и агрегатов.

В общем случае блок-картер представляет собой сложную пространственную конструкцию коробчатой формы, которая воспринимает все силовые нагрузки, возникающие в процессе осуществления рабочего цикла, действующие на остов двигателя.

Вид блока-картера зависит от двигателя (число цилиндров и их расположения) (рис.1):

К обработанным плоскостям блок-картера крепят составные детали остова двигателя (рис.2): сверху — головки цилиндров, сзади — картер маховика 13, впереди — картер распределительных шестерен 7, снизу — поддон картера 11:

Рис. 2- Блок-картер с составными деталями остова двигателя

В верхней части блок-картера предусмотрены вертикальные расточки цилиндров, в которые вставляют гильзы цилиндров. Пространство между внутренними стенками блок-картера и наружной поверхностью цилиндра (гильзы) называют водяной рубашкой, оно заполнено охлаждающей жидкостью. Водяная рубашка блок-картера соединена с водяной рубашкой головки цилиндра посредством водопропускных отверстий. Нижняя часть блок-картера имеет поперечные перегородки, количество которых равно числу коренных опор коленчатого вала. В каждой перегородке расположены гнезда коренных подшипников коленчатого вала. К нижней обработанной плоскости крепят поддон картера. Материалом для изготовления блок-картеров служат серый и легированный чугуны и алюминиевые сплавы. Блок-картеры двигателей могут быть гильзованными и негильзованными.

Источник: studopedia.ru

Блок-картер двигателя внутреннего сгорания

Блок-картер является остовом двигателя внутреннего сгорания. В основе блок-картера лежит сложная отливка коробчатой формы, чья верхняя часть формирует блок цилиндров, а нижняя – верхнюю половину картера. Основные элементы блок-картера тракторного двигателя [рис. 1] показаны на примере двигателей Д-144, СМД-14 и СМД-144.

Рис. 1. Блок-картер тракторного двигателя.

а) – Блок-картер жидкостного охлаждения с рядным расположением цилиндров;

б) – Блок-картер жидкостного охлаждения с V-образным расположением цилиндров;

в) – Блок-картер воздушного охлаждения;

1) – Отверстия для штанг;

2) – Отверстия для охлаждающей жидкости;

3) – Отверстия для шпилек крепления головки цилиндров;

4) – Подводящие каналы для охлаждающей жидкости;

5) – Подводящие каналы для масла;

6) – Крышка коренного подшипника;

7) – Прилив для коренного подшипника;

8) – Резиновое уплотнительное кольцо;

9) – Втулка распределительного вала;

10) – Гильза цилиндра;

11) – Воздушная полость;

13) – Отверстие для цилиндра;

16) – Уплотнительная прокладка;

А) – Плоскость крепления головки цилиндра;

Б) – Плоскость крепления картера распределительных шестерён;

В) – Плоскость крепления крышки с опорой под турбокомпрессор.

С целью увеличения жёсткости в конструкции блок-картера широко применяются различные перегородки и оребрения его внутренней поверхности. Как правило, поперечные (вертикальные) перегородки разделяют блок-картер двигателя на одинаковые отсеки, количество которых равно числу цилиндров. У двигателей, число цилиндров которых не превышает четырёх (в редких случаях шести) расположение цилиндров в блок-картере выполнено в один ряд – рядное [рис. 1, а)]. Если цилиндров шесть, восемь и более, то их располагают в два ряда (с наклоном друг к другу) – V-образное расположение [рис. 1, б)]. Угол, который образуется между осями цилиндров обоих рядов, называется угол развала. Применение V-образной схемы расположения цилиндров в блок-картере обусловлено стремлением уменьшения массо-габаритных характеристик двигателя, а также увеличения жёсткости блок-картера и коленчатого вала. При V-образной схеме достигается уровень минимальных деформаций гильз цилиндров, коренных подшипников и плоскости стыков блока с головкой цилиндров.

Блок-картер с рядным расположением цилиндров применяется для следующих двигателей: А-41, Д-240, А-01М, Д-144, СМД-14.

Блок-картер с V-образным расположением цилиндров используется в двигателях: СМД-60, ЗМЗ-53, ЗИЛ-130, а также в двигателях семейства КамАЗ и ЯМЗ.

Внутри и снаружи блок-картера (38) [рис. 2] расположены детали КШМ (кривошипно-шатунный механизм) и ГРМ (газораспределительный механизм), сборочные единицы и системы двигателя, а также опоры, используемые для крепления двигателя к раме. В блок-картере (примерно в средней его части) размещена перегородка, которая отделяет верхнюю полость (предназначенную для циркуляции охлаждающей жидкости) от нижней (заполнена масляным туманом, формирующимся в процессе вращения коленчатого вала двигателя с большой частотой). Нижняя половина картера либо поддон (33) картера используется для герметичного закрытия КШМ снизу. Как правило, поддон также является резервуаром для масла. Для предотвращения чрезмерного увеличения давления либо разряжения внутри картера на него монтируется сапун. Это даёт возможность не только устранить подтекание масла, но и защитить полость картера от пыли.

Рис. 2. Разрез тракторного двигателя Д-240 жидкостного охлаждения.

2) – Маслосъёмные кольца;

3) – Уплотняющая часть поршня с компрессионными кольцами;

4) – Камера сгорания и днище поршня;

5) – Валик коромысел;

7) – Тарелка клапана;

9) – Пружина клапана;

10) – Направляющая втулка клапана;

11) – Гильза цилиндра;

12) – Стойка валика коромысел;

13) – Регулировочный винт;

17) – Головка цилиндров;

20) – Шкив привода вентилятора;

21) – Шестерня привода распределительного вала;

22) – Шестерня привода распределительного вала;

23) – Шкив коленчатого вала;

24) – Шестерня привода распределительного вала;

25) – Шестерня привода масляного насоса;

26) – Уплотнение поддона картера;

27) – Шестерня привода масляного насоса;

29) – Распределительный вал;

31) – Уплотняющее резиновое кольцо;

32) – Поршневой палец;

33) – Поддон картера;

34) – Коленчатый вал;

35) – Вкладыш для коренного подшипника;

36) – Прилив для коренного подшипника;

Блок-картер в основном отливается из серого мелкозернистого чугуна СЧ 21-40 (СЧ 18-36), который обладает высокими механическими и литейными качествами. С целью снижения массы блок-картеры для некоторых автомобильных двигателей отливаются из алюминиевых сплавов (ЗМЗ-53), что приводит к практически двукратному уменьшению их массы. Алюминиевый блок-картер значительно дороже в производстве, чем чугунный.

Для крепления головки на чугунный блок-картер устанавливаются короткие шпильки, а на алюминиевый блок-картер – несущие силовые шпильки (в верхнюю половину картера).

В двигателях с воздушных охлаждением (Д-21А1 и Д-144) из-за необходимости создания охлаждающих воздушных потоков нет возможности использовать блок-картерный тип отливки [рис. 3]. Цилиндры в подобном блок-картере закрепляются между головкой и картером посредством несквозных анкерных связей [рис. 1, в)]. Количество анкерных связей, которые приходятся на один цилиндр, как правило, меньше, чем в дизельных двигателях с жидкостным охлаждением. Для дизельных двигателей большой мощности, имеющих воздушное охлаждение, блок-картер отливается из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (8ДВТ-330).

Рис. 3. Поперечный разрез тракторного двигателя Д-144 воздушного охлаждения.

Источник: xn—-itbachmidudk6msa.xn--p1ai

Каково назначение перегородок в блок картере

Конструкция БЛОК-КАРТЕРа

Конструкция блок-картера должна быть технологичной, обладать необходимой прочностью и жесткостью, хорошо отводить теплоту, быть удобной для монтажа, осмотра и регулировки расположенных на двигателе и внутри него механизмов. Кроме того, блок-картер должен иметь минимальные габаритные размеры и массу.

В том случае, когда блок цилиндров отливается вместе с верхней частью картера, возрастает жесткость отливки в плоскостях действия суммарных сил и моментов. Такая отливка полностью отвечает изложенным выше требованиям, отличается компактностью и требует значительно меньше механической обработки.

В двигателях с жидкостным охлаждением цилиндры отливаются в виде одного блока вместе с верхней частью картера. При отливке блоков и верхней части картера отдельно, первые крепятся к картеру болтами или шпильками.

Жесткость блок-картера можно увеличить следующими способами: 1) более низким расположением плоскости крепления нижней части картера (поддона) относительно оси коленчатого вала (двигатель ЗИЛ-130); 2) применением полноопорных коленчатых валов (двигатель ГАЗ-21); 3) созданием в отливке перегородок, оребрением наружных стенок, утолщением мест сверления масляных каналов и постановкой дополнительных агрегатов на двигатель и др., 4) применением картера тоннельного типа (двигатель ДБ-67). В последнем случае коленчатые валы делают разъемными, а в качестве коренных подшипников применяют шарико — или роликоподшипники.

Высокая жесткость блок-картера обеспечивает минимальные деформации в зонах коренных подшипников, гильз цилиндров и плоскостей стыков как с головкой цилиндров, так и с поддоном. Однако большая жесткость блок-картера не должна достигаться за счет увеличения его массы. Чтобы уменьшить массу блок-картера, наружные стенки и внутренние перегородки делают более тонкими. Масса блок-картера при отливке его из чугуна составляет 23—37% массы карбюраторного однорядного двигателя и 22—25% массы V-образного короткоходного дизеля.

Цилиндры двигателей с жидкостным охлаждением отливаются с двойными стенками, между которыми циркулирует охлаждающая жидкость.Это пространство называется водяной рубашкой.

Для уменьшения неравномерности нагрева блока цилиндров применяют раздельный подвод охлаждающей жидкости. Так, например, в ряде двигателей охлаждающая вода подается насосом в верхнюю часть блока цилиндров отдельно в водяную рубашку блока цилиндров и отдельно в специальную плоскую трубу, расположенную вдоль блока цилиндров между стенками рубашки. В головку цилиндров охлаждающая жидкость поступает от каждого цилиндра, чем достигается равномерная циркуляция ее в системе охлаждения.

Водяная рубашка цилиндров внизу кончается на уровне днища поршня при положении его в н. м. т., а иногда продолжается до картера. В последнем случае увеличивается масса двигателя, но улучшается его внешний вид, возрастает жесткость блока-картера и улучшается охлаждение масла.

Наиболее эффективной является такая конструкция водяной рубашки, при которой наружная поверхность цилиндра со всех сторон омывается охлаждающей жидкостью. Это не всегда удается выполнить, в особенности для двигателей, имеющих неполноопор-ные коленчатые валы. В этом случае цилиндры делают с общей стенкой.

В двигателях с воздушным охлаждением цилиндры отливают отдельно и крепят к верхней половине картера. По типу крепления различают: 1) цилиндры с несущими шпильками, когда длинные шпильки протягиваются через головку и цилиндр и закрепляются в верхнем картере (сжатые цилиндры); 2) цилиндры с отдельным креплением их к верхней части картера и навернутыми на них головками (несущие цилиндры).

Цилиндры изготовляют: 1) цельностальными с механически обработанными ребрами; 2) чугунными с литыми ребрами; 3) составными (чугунные или стальные гильзы с напрессованной алюминиевой оребренной втулкой или такие же гильзы, залитые в алюминиевую отливку с оребрением); 4) цельноалюминиевыми с внутренней поверхностью, покрытой слоем твердого пористого хрома.

Площадь поверхности охлаждения прямо пропорциональна высоте и числу ребер и составляет примерно 25—40% потребной поверхности охлаждения. Длина оребренной части цилиндра равна 45—55% его длины.

Источник: maestria.ru

Блок картер двигателя

Блок картер двигателя

Блок – картер является корпусной деталью, представляет собой чугунную отливку, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя – верхнюю часть картера коленчатого вала. В верхней части блок – картера выполнены вертикальные расточки, в которых установлены гильзы цилиндров. Полость между стенками блок – картера и гильзами служит для прохода ОЖ. В поперечных перегородках нижней части блок – картера расточены поверхности, предназначенные для подвески коленчатого вала. Вместе с крышками они образуют постель для коренных подшипников коленчатого вала. Для обеспечения соосности коренных подшипников расточка постелей блок – картера производится в сборе с крышками с одной установки. Поэтому крышки коренных подшипников невзаимозаменяемые.

В передней стенке блок – картера запрессована бронзовая втулка, которая является передней опорой распределительного вала, две другие опоры расточены в теле блока.

На наружных боковых поверхностях блок – картера имеется ряд обработанных привалочных плоскостей для крепления сборочных единиц и агрегатов. К переднему торцу блок – картера крепится картер и крышка картера распределительных шестерен. К крышке картера крепится разъёмная передняя опора. К задней привалочной плоскости блок – картера крепится картер маховика. Картер маховика выполнен из алюминиевого сплава. Картер маховика дизелей со стартерным пуском – фланец для крепления картера. Установочная шпилька, ввёрнутая в резьбовое отверстие на картере маховика, служит для определения положения поршня первого цилиндра в в.м.т.

В связи с применением на дизелях охлаждения поршней маслом в блок – картере касательно каналу главной масляной магистрали выполнены четыре сверления, в которые устанавливаются форсунки. Выходя из сопла форсунки, струя масла омывает донышко поршня, охлаждая его.

Вкладыши коренных подшипников изготовлены из биметаллической полосы сталь – сплав А020 – 1.

Гильзы цилиндров съемные, “мокрого” типа, изготовлены из специального чугуна. Внутренняя поверхность гильзы закалена ТВЧ. Гильза устанавливается в блок – картер по двум центрующим пояскам: верхнему и нижнему. В верхнем пояске гильза закрепляется буртом, в нижнем уплотняется резиновыми кольцами, размещенными в канавках блок – картера.

Полость между стенками блока цилиндров и гильзами образует рубашку охлаждения, заполненную ОЖ.

Головка цилиндров лита из чугуна, общая для всех цилиндров. Для уплотнения плоскости разъёма между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка из асбостального полотна. В головке выполнены впускные и выпускные каналы, закрываемые клапанами. Для совершенствования процесса смесеобразования впускные каналы в головке цилиндров дизелей выполнены по типу винтового канала, создающего вращательное движение воздушного заряда вокруг оси цилиндра. Для повышения износостойкости посадочных мест под клапаны головки цилиндров установлены седла из специального жаропрочного сплава. На головке цилиндров имеется четыре гнезда для установки форсунок. Внутренние полости, выполненные в головке цилиндров, служат для прохода ОЖ.

На головке монтируется клапанный механизм, который закрыт алюминиевым колпаком. Стык между колпаком и корпусом колпака уплотнён паронитовой прокладкой.

Источник: www.autoezda.com

Кривошипно-шатунный механизм

Остов

Остов двигателя служит основанием, внутри и снаружи которого расположены детали механизмов и систем двигателя.

Блок-картер. В большинстве рядных двигателей он изготовлен в виде единой коробчатой отливки.

Для повышения жесткости и разделения на несколько отсеков внутри блок-картера выполнены перегородки. Горизонтальная перегородка 2 делит его на две половины: верхнюю — блок цилиндров и нижнюю — картер.

В блоке устанавливают гильзы цилиндров, которые плотно входят в отверстия верхней плиты и горизонтальной перегородки.

Вдоль одной из сторон блока проходит сплошная вертикальная перегородка 6, отделяющая камеру 7 штанг от водяной рубашки (пространство между вертикальной перегородкой, стенками блока и гильзами цилиндров, заполняемое водой).

Нижняя часть (картер) расширена для размещения коленчатого вала.

В картере выполнены перегородки 4. В их нижней части имеются приливы 7, образующие вместе с крышками 6 опоры для коренных подшипников коленчатого вала.

Со стороны камеры штанг в перегородках картера расположены отверстия 9 под втулки распределительного вала.

Чтобы вода из водяной рубашки блока не проникла в картер, в расточках горизонтальной перегородки помещены уплотнительные резиновые кольца 8. Водяная рубашка блока через отверстия 2 в верхней плите сообщается с водяной рубашкой головки цилиндров.

В верхней плите находятся резьбовые отверстия 3 для шпилек, соединяющих головку цилиндров с блок-картером, и отверстия 1 для штанг толкателей. В блоке отлиты каналы 4 для подвода воды в водяную рубашку от насоса, просверлены отверстия и каналы 5 для подвода масла к некоторым трущимся деталям двигателя.

Блок-картер V-образного двигателя объединяет в одной коробчатой отливке картер и два блока цилиндров, расположенных под углом. В верхних и нижних продольных (горизонтальных) перегородках блока цилиндров расточены отверстия для установки гильз цилиндров. Нижние перегородки отделяют водяные полости блок-картера от полостей для масла. Рубашка охлаждения (водяная полость) образуется наружными стенками гильз, стенками блок-картера и внутренними перегородками блока цилиндров.

Правый блок цилиндров смещен относительно левого назад, что необходимо для установки двух шатунов на каждой шатунной шейке коленчатого вала.

Снаружи каждый блок-картер имеет обратные приливы и площадки с резьбовыми отверстиями для крепления различных агрегатов и сборочных единиц. Чтобы не допустить утечки воды или масла и попадания в блок-картер загрязнений, между ним и деталями в местах стыка помещены прокладки.

К обратным площадкам блок-картера крепят составные детали остова двигателя: сверху – головки цилиндров, сзади — картер маховика, впереди – картер распределительных шестерен, снизу – поддон картера.

У двигателей с воздушным охлаждением в отличие от двигателей с жидкостным охлаждением отсутствует блок-картер. Все детали расположены на литом картере. В его верхней плите расточены отверстия для установки гильз цилиндров. Между последними и картером находятся медные уплотнительные прокладки.

Внутри картера, как и у двигателей с жидкостным охлаждением, размещены коленчатый и распределительный валы.

Головка цилиндров. На рис. показана головка цилиндров многоцилиндрового двигателя. Она представляет собой толстую плиту, которая закрывает блок-картер сверху.

Нижняя плоскость головки тщательно обработана, она же – верхняя поверхность камер сгорания всех цилиндров. В головке размещены отверстия для клапанов, форсунок, штанг, впускные и выпускные каналы.

Пространство между стенками каналов и головки (водяная рубашка А) заполнено водой. Чтобы не было утечки газов и воды, между головкой цилиндров и блок-картером устанавливают металлоасбестовую прокладку 5. Отверстия в прокладке под гильзы цилиндров и для прохода масла к клапанному механизму окантованы листовой сталью.

На двигателях с рядным расположением цилиндров обычно размещена одна головка цилиндров, на V-образных – две или раздельно на каждый цилиндр. В двигателях воздушного охлаждения головки изготовляют отдельно для каждого цилиндра.

Наружная поверхность такой головки снабжена охлаждающими ребрами Б.

Головки цилиндров отливают из легированного чугуна вместе с размещенными в них газораспределительными каналами. Так как наполняемость цилиндра свежим зарядом с повышением температуры ухудшается, то впускные и выпускные каналы головки цилиндров иногда направлены в противоположные стороны.

Корпусные детали остова. К нижней плоскости блок-картера прикреплен поддон 15, который служит резервуаром для масла и закрывает нижнюю часть двигателя. По месту разъема поддон уплотнен прокладкой из пробки или паронита. Чтобы масло меньше плескалось во время работы трактора, поддон снабжен успокоителем 19.

Картер 11 распределительных шестерен закрывает шестерни, передающие вращение от коленчатого вала 17 к распределительному валу 18, приводам топливного, гидравлического и масляного 16 насосов.

На задней плоскости блок-картера закреплен картер маховика, который необходим для размещения маховика, крепления двигателя к раме и присоединения различных агрегатов (например, пускового двигателя, редуктора пускового устройства и др.). В картере маховика у двигателей некоторых типов предусмотрены специальные устройства (стрелочный указатель, установочная шпилька) для определения в.м.т. поршня.

Детали остова тракторных двигателей, за исключением поддона, обычно отливают из чугуна.

Подвеска двигателя. Двигатели опираются на раму. Во время их работы возникают вибрации, которые не должны передаваться на раму. Поэтому крепление (подвеска) двигателя должно быть таким, чтобы уменьшить передачу вибраций на раму и предотвратить появление напряжений в блоке цилиндров при перекосах рамы вследствие движения трактора по неровной дороге. Двигатель закрепляют на раме или полураме в трех, четырех, пяти или шести точках.

На крышке картера распределительных шестерен отлита передняя опора двигателя. Она закреплена через резинометаллический амортизатор 12 на кронштейне 13, который установлен на раме трактора. Амортизатор снижает уровень вибраций двигателя и остова трактора. Сзади двигатель прикреплен к корпусу трансмиссии через стальной лист 20.

В некоторых двигателях амортизаторы задней подвески монтируют на картере маховика.

Вентиляция картера. На верхней плоскости головки закрепляют детали привода клапанов, которые закрывают крышкой. На колпаке 5 крышки смонтирован сапун. Он сообщает полость картера с атмосферой. Сапун необходим для предотвращения выдавливания масла через уплотнения картера проникающими из цилиндров газами.

Через сапун выходят наружу воздух и газы, прорвавшиеся из цилиндров в картер. Если после остановки двигателя давление остывшего в нем воздуха стало ниже атмосферного, то воздух входит в картер снаружи через сапун. Проволочная набивка, смоченная маслом, очищает воздух от пыли.

В некоторых дизелях сапун расположен на боковой стенке блока (со стороны камеры штанг) или в крышке горловины для заливки масла в картер.

Источник: studwood.ru