Класифікація двигунів внутрішнього згорання. 1 глава

1. Загальна будова та принцип дії двигуна внутрішнього згорання.

2 . Двигун внутрішнього згорання – це машина, призначена для перетворення теплової енергії, яка виділяється при згоранні палива, у механічну енергію, необхідну для руху автомобіля та виконання інших його функцій.

Теплові двигуни класифікуються за наступними ознаками.

1) За призначенням:

• стаціонарні – застосовуються на електростанціях, для приводу насосних установок, на нафто- та газоперекачувальних установках, в сільському господарстві і т.д.;

• транспортні, установлені на автомобілях, тракторах, літаках, кораблях та ін.

2) За видом застосовуваного палива розрізняють двигуни, що працюють на:

• легкому рідкому паливі (бензині, керосині);

• важкому рідкому паливі (дизельному паливі, газойлі, соляровому маслі, мазуті);

• газовому паливі (генераторному, природному та інших газах);

• змішаному паливі (основне – газ, а для пуску застосовується рідке паливо);

• багатопаливні двигуни.

3) За способом перетворення теплової енергії в механічну:

• внутрішнього згорання – поршневі та роторно-поршневі, в яких процеси окислення палива і перетворення теплової енергії в механічну роботу здійснюються у внутрішній порожнині циліндрів (в над поршневому просторі);

• із зовнішнім підводом теплоти. Такими двигунами являються: газотурбінні двигуни, в яких процеси згорання палива здійснюються в окремому агрегаті – камері згорання, а робоче тіло поступає на лопатки турбіни (такі двигуни можуть бути віднесені і до двигунів внутрішнього згорання); двигуни, в яких теплота до постійно циркулюючого теплоносія підводиться в теплообміннику, а перетворення тепла в механічну енергію здійснюється в розширюваному циліндрі (парові двигуни, які працюють по циклу Ренкіна та по циклу Стірлінга);

• комбіновані, де згорання палива здійснюється в поршневому двигуні, який являється генератором газу, а механічна робота здійснюється як в циліндрах поршневого двигуна, так і на лопатках колеса газової турбіни (вільно поршневі генератори газів, турбопоршневі двигуни та ін.)

4) За способом сумішоутворення:

• із зовнішнім сумішоутворенням;

• із внутрішнім сумішоутворенням;

• із розшаруванням заряду, коли в різних зонах камери згорання утворюється робоча суміш різного складу.

5) За способом запалювання горючої суміші:

• від електричного розряду (іскрове запалювання);

• від стиснення;

• форкамерно-факельне запалювання;

• із запалюванням газового палива невеликою порцією дизельного палива, яке запалюється внаслідок стиснення – газорідинний процес.

6) За способом здійснення робочого циклу:

• чотиритактні (без наддуву і з наддувом);

• двотактні (без наддуву і з наддувом).

7) За способом регулювання при зміні навантаження:

• з кількісним регулюванням;

• з якісним регулюванням;

• із змішаним регулюванням.

8) За конструкцією:

поршневі, які діляться:

• за розташуванням циліндрів - на вертикальні рядні; горизонтальні рядні; V-подібні, зіркоподібні, опозитні;

• за розташуванням поршнів на – однопоршневі (в кожному циліндрі один поршень), двопоршневі з взаємно протилежним рухом поршнів, подвійної дії ( по обидві сторони поршня розташовані робочі порожнини);

роторно – поршневі , які можуть бути:

• з планетарним рухом ротора (поршня) в корпусі;

• з планетарним рухом корпуса і нерухомим поршнем;

• біроторні.

9) За способом охолодження :

• з рідинним охолодженням;

• з повітряним охолодженням.

3. Загальна будова ДВЗ.

ДВЗ являє собою сукупність механізмів та систем.

Основні механізми:

кривошипно-шатунний (КШМ), який сприймає тиск газів і перетворює зворотно-поступальний рух поршнів у обертовий рух колінчастого валу;

газорозподільний (ГРМ), який забезпечує своєчасне відкриття і закриття впускних і випускних клапанів з метою впуску в циліндри двигуна свіжого заряду і випуску відпрацьованих газів;

урівноважуючий, який забезпечує зрівноваження сил, що діють у КШМ з метою зменшення коливань і вібрацій двигуна під час його роботи (цей механізм застосовується не на всіх двигунах);

механізм передач, який забезпечує передачу обертового моменту на допоміжне обладнання (водяний та паливний насос, генератор, вентилятор та ін.). На деяких двигунах цей механізм окремо не виділяється.

Основні системи:

живлення (СЖ), яка забезпечує живлення двигуна паливом та повітрям, (до цієї системи інколи відносять і систему випуску відпрацьованих газів);

мастильна (МС), яка забезпечує підвід масла до поверхонь тертя з метою зменшення сил тертя, зношування деталей, їх часткового охолодження та видалення із зони тертя продуктів зношування;

охолодження (СО), яка забезпечує відведення надлишкового тепла від нагрітих деталей двигуна;

запалювання (СЗ) (крім дизелів), яка за рахунок іскрових розрядів забезпечує примусове запалювання робочої суміші в циліндрах двигуна;

пуску (СП), яка забезпечує прокручування колінчастого валу з метою пуску двигуна.

Детальніше призначення механізмів та систем двигуна будуть розглянуті на заняттях з конструкції двигунів.

Принцип дії поршневого двигуна полягає в тому, що при згоранні палива у циліндрі двигуна, за рахунок підвищення температури підвищується тиск газів. Поршень сприймає цей тиск і, здійснюючи поступальний рух, передає зусилля на кривошип колінчастого валу, обертаючи вал. Обертовий момент від колінчастого валу через проміжні елементи передається на колеса автомобіля, а також на допоміжні механізми і системи.

Основними типами поршневих двигунів внутрішнього згорання, які застосовуються на армійських автомобілях є дизельні, карбюраторні або інжекторні, чотирьохтактні або двохтактні двигуни.

Карбюраторні двигуни – це бензинові двигуни з зовнішнім сумішоутворенням (змішування палива з повітрям здійснюється в карбюраторі, тобто поза циліндрами двигуна) та примусовим запалюванням суміші.

Принцип роботи такого двигуна (рис. 4) полягає в тому, що горюча суміш (суміш палива і повітря) готується в карбюраторі, і при переміщенні поршня вниз через відкритий впускний клапан ця суміш засмоктується у циліндр двигуна. Далі суміш стискується і запалюється під дією іскри від свічки запалювання. При цьому виділяється теплова енергія, за рахунок якої в циліндрі зростає тиск. Під тиском газів поршень переміщується і через шатун провертає колінчастий вал двигуна. Момент загорання робочої суміші у циліндрі визначається моментом утворення іскрового розряду у свічці запалювання.

Інжекторні двигуни (двигуни із впорскуванням легкого палива) – це бензинові двигуни, як правило із зовнішнім сумішоутворенням (змішування палива з повітрям здійснюється в карбюраторі або впускному трубопроводі, тобто поза циліндрами двигуна) та примусовим запалюванням суміші. Бензин впорскується в район впускного клапана кожного циліндра, або у впускну трубу (моно інжектор), або безпосередньо у циліндр (широкого застосування не набули)

Дизельні двигуни - це двигуни з внутрішнім сумішоутворенням та запалюванням палива від стиснення. Принцип дії такого двигуна полягає в тому, що при переміщенні поршня вниз через відкритий впускний клапан в циліндр засмоктується повітря (а не горюча суміш). Потім повітря стискається, розігріваючись при цьому за рахунок стиснення до високої температури (до 5000С). Паливо в певний момент часу впорскується безпосередньо в циліндр двигуна змішується з розігрітим повітрям і самозапалюється. Для утворення достатнього тиску повітря в кінці такту стиску, щоб отримати температуру, яка забезпечить самозаймання, в дизельному двигуні високий ступінь стиснення. Для впорскування палива в стиснене повітря необхідний тиск, який є більшим ніж тиск повітря, а для якісного сумішоутворення, необхідно, щоб тиск впорскування був в 2-3 рази більший ніж тиск повітря (біля 200 кг/см2). Тому в конструкції системи живлення паливом дизельних двигунів входить паливна апаратура (ПНВТ, форсунки).

Таким чином ми розглянули принципові конструктивні схеми карбюраторного і дизельного чотирьохтактного поршневих двигунів внутрішнього згорання.

Для якісного засвоєння питань теорії та конструкції двигунів необхідно володіти певною загальноприйнятою термінологією.

ТЕМА 2 ОСНОВИ КОНСТРУКЦІЇ МЕХАНІЗМІВ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ

Заняття 1 Кривошипно-шатунний механізм автомобіля з бензиновим двигуном

1. Призначення, характеристика, будова кривошипно-шатунного механізмів бензинових двигунів.

2. Робота кривошипно-шатунного механізму.

1 . Двигун кріпиться до рами в чотирьох точках. Дві опори кріплення знаходяться попереду з правої і лівої сторін, а дві інші - позаду, під припливами картера зчеплення. Опори виконані з гумових подушок.

У верхній частині двигуна встановлений: карбюратор з повітряним фільтром, розподільник запалювання, компресор, насос гідропідсилювача рульового керування. З правої сторони закріплені стартер і генератор. У передній частині розташований водяний насос, до якого прикріплений вентилятор.

До задньої частини двигуна прикріплений картер зчеплення.

Циліндри нумеруються по рядах, починаючи зпереду з правої сторони по ходу руху автомобіля.

Якщо осі циліндрів розташовані в одній площині, то такі двигуни називають рядними. Рядні двигуни встановлюються на автомобілі або вертикально, або під кутом до вертикальної площини для зменшення висоти, займаної двигуном, а в некото рих випадках горизонтально, наприклад при розміщенні під підлогою автобуса. У V образних двигунах осі циліндрів знаходяться в двох площинах, розташованих під уг лом один до одного. Кут між осями циліндрів може бути різним. Різновидністю такого двигуна можна вважати двигун з так званими опозитними (противолежащими) циліндрами.

Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) служить для сприйняття тиску газів, що виникає в циліндрах двигуна, і перетворення зворотно-поступального руху поршнів в обертальний рух колінчастого вала.

КШМ складається - з нерухомих і рухомих деталей.

Нерухомі деталі:

- блок циліндрів;

- гільзи циліндрів (8шт);

- дві головки блоку циліндрів;

- дві кришки головок блоку циліндрів;

- прокладки головок блоку (2 шт.);

- кришки корінних підшипників (5 шт.);

- кришка розподільних шестірень;

- картер маховика та зчеплення;

Рухомі деталі:

- поршні з кільцями (8 шт.);

- поршневі пальці (8 шт.);

- шатуни (8 шт.);

- колінчастий вал;

- маховик.

Н е р у х о м і д е т а л і

Блок циліндрів є основною деталлю двигуна, до якої кріпляться всі його механізми і деталі, відлитий під тиском з алюмінієвого сплаву. Блок циліндрів V-подібної конструкції. Кут розвалу рядів циліндрів – 90°. У блоці з високою точністю оброблені посадкові місця під гільзи циліндрів. Порожнина між стінками блоку і гільзами є сорочкою охолодження. У бобишки блоку вкручені шпильки для кріплення головок блоку циліндрів.

На передньому торці блоку є два отвори для підведення охолоджувальної рідини з водяного насоса, а також отвір головної масляної (ГММ) і додаткової масляної магістралі (ДММ), магістралі фільтра відцентрового очищення масла;

Зверху в розвалі між стінками блоку, знаходяться бобишки штовхачів клапанів, а також отвори, призначені для вентиляції картера.

До передньої площини блоку циліндрів, кріпитися кришка розподільних шестірень, на якій установлені водяний і паливний насоси. До задньої площини, блоку кріпиться картер маховика і зчеплення, що є захисним кожухом маховика і зчеплення.

У поперечних перегородках нижньої частини блоку розточені гнізда, під п'ять кришок корінних підшипників, що кріпляться до блоку шпильками.

Гільзи циліндрів – чавунні «мокрого» типу, (тобто омиваються охолоджувальною рідиною), вставні. Внутрішня поверхня гільзи служить направляючою для поршня, розточується під необхідний розмір і шліфується, утворюючи дзеркало циліндра.

Внизу між гільзами і блоком для ущільнення встановлені мідні, кільцеві прокладки.

Гільзи утримуються в блоці циліндрів за рахунок притиснення їх головками блоку.

Головки блоку циліндрів виготовлені з алюмінієвого сплаву кріпляться до блоку за допомогою 18 шпильок. Під головки встановлюються метало азбестові прокладки. Затягування, гайок шпильок проводиться в суворо визначеній послідовності спеціальним ключем з динамометричною рукояткою.

В головці блоку циліндрів виконані:

- камера згоряння із сідлами і напрямними втулками клапанів;

- різьбові отвори для іскрових свічок;

- сорочка охолодження;

- впускні канали;

- випускні канали;

- масляні канали;

- різбові отвори для шпильок кріплення осі коромисел.

Сорочка охолодження камер згоряння з’єднуються через отвори в прокладці головки блоку із сорочкою охолодження блоку циліндрів.

На головці блоку розміщені клапанні механізми і деталі ГРМ.

Зверху головка закривається сталевою штампованою кришкою через прокладку з маслостійкої гуми.

Р у х о м і д е т а л і

Поршень сприймає тиск газів при такті робочого ходу і передає створене зусилля через шатун на колінчастий вал, а також забезпечує інші такти робочого циклу двигуна. Він виготовлений з алюмінієвого сплаву.

Будова поршня у зборі:

- головка з трьома кільцевими проточками;

- юбка з бобишками;

- два компресійних кільця;

- маслознімне розбірне кільце;

- поршневий палець.

Поршні до гільз підбираються індивідуально. Для полегшення підбору їх поділяють на п'ять груп (А, Б, В, Г, Д).

У верхні кільцеві проточки головки поршня встановлюються два компресійних кільця, а в нижню – одне розбірне маслознімне. Компресійні кільця ущільнюють поршень у циліндрі і служать для зменшення прориву газів у картер, а маслознімне – знімає надлишки, масла з дзеркала циліндру, не допускаючи проникнення його в камеру згоряння, а також для відводу масла в підпоршневу порожнину через отвори в нижній проточці, з одночасним змащенням поршневого пальця.

Юбка поршня направляє рух поршня. У бобишках юбки виконані отвори для встановлення поршневого пальця плаваючого типу і утримується від осьових переміщень двома стопорними кільцями.

Центр отвору під палець розташований не на повздовжній осі поршня, а зміщений на 1,5 мм вправо по ходу автомобіля. Це зменшує можливість появи стукоту поршня при переході його через ВМТ. Ця особливість конструкції поршнів потребує особливої уваги під час зборки КШМ, а тому для правильної установки поршнів на їх головках роблять напис "ПЕРЕД".

Шатун служить для з'єднання поршня з колінчастим валом, він складається зі стержня двотаврового перерізу, верхньої нерознімної і нижньої рознімної з кришкою головок і вкладишами.

У верхню головку запресована бронзова втулка, в якій вільно обертається поршневий палець. Для змащення поршневого пальця і охолодження головки поршня маслом в нижній головці шатуна виконаний отвір.

Нижня головка шатуна закріплюється на шатунній шийці колінчастого вала. Кришку і шатун, розточують спільно, тому не припустимо переставляти кришку одного шатуна на іншій. Щоб уникнути переплутування, кришки і шатуни таврують порядковим номером циліндра. Номер деталі і мітка на кришці при правильній зборці повинні бути звернені в один бік. На кожній шатунній шийці встановлено по два шатуни.

Колінчастий вал служить для сприйняття зусиль переданих від поршнів шатунами і перетворення їх у обертовий момент.

Будова колінчастого вала:

- п’ять корінних шийок;

- чотири шатунні шийки;

- щоки;

- противаги.

Корінні і шатунні шийки виконані порожніми. Їхні порожнини з'єднані між собою каналами в щоках і через них відбувається підведення масла до шатунних шийок. Крім того, у порожнинах шатунних шийок під дією відцентрових сил відбувається додаткове очищення масла. Частки бруду і продукти зносу відкладаються в спеціальних, брудоуловлювачах (пастках), що закриті пробками.

Від осьового переміщення вал утримується двома упорними шайбами, розташованими по обох боках передньої корінної шийки.

На передньому кінці колінчастого вала встановлена шестірня приводу газорозподільного механізму, маточина зі шківом і храповик для пускової рукоятки.

На задньому кінці колінчастого вала до фланця монтується маховик. Для запобігання підтікання масла на обох кінцях вала встановлені сальники, крім того, на задньому кінці, виконана маслозгінна накатка і масловідбійний гребінь.

Підшипники-вкладиші зменшують тертя і виконані у вигляді двох половин з м'якої сталевої стрічки, на поверхню якої нанесений антифрикційний шар металу. Від провертання вкладиші утримуються виступом, що входить у спеціальний паз.

Маховик служить для зменшення нерівномірності обертання колінчастого вала, виведення поршнів з мертвих точок, сприяння плавному рушанню автомобіля з місця і забезпечення пуску двигуна електростартером.

Маховик виготовлений з сірого чавуну і кріпиться чотирма болтами до фланця заднього кінця колінчастого вала. На маховик напресований сталевий зубчастий вінець, для зачепленні із приводною шестернею стартера.

А як же ці деталі працюють між собою, яка їх загальна характеристика, як в цілому працює кривошипно-шатунний механізм буде детально розглянуто в другому навчальному питанні.

2 . Робота кривошипно-шатунного механізму. При такті робочого ходу тиск газів, що розширюються, діє на поршень. Поршень, під дією цього тиску, переміщується від верхньої мертвої точки до нижньої, створюючи зусилля, яке передається на шатун. Шатун, в свою чергу, передає це зусилля на шатунну шийку колінчастого вала. Вал провертається і приводить в обертання маховик.

Проходження поршнів мертвих точок в інших тактах роботи двигуна відбувається за рахунок сил інерції і зусиль тих поршнів, що працюють у такті робочого ходу.

Для зниження динамічних навантажень такти робочого ходу у всіх циліндрах відбуваються у визначеній послідовності. Цю послідовність називають порядком роботи циліндрів і для двигуна ЗМЗ-66 вона така: 1-5-4-2-6-3-7-8.

Заняття 2 Конструкція газорозподільного механізму автомобіля з бензиновим двигуном

1. Призначення, характеристика, загальна будова газорозподільного механізму двигуна.

2. Будова вузлів та деталей газорозподільного механізму двигуна.

3. Робота газорозподільного механізму.

1 . Газорозподільний механізм (ГРМ) служить для своєчасного відкриття і закриття впускних і випускних клапанів з метою впуску свіжого заряду пальної суміші і випуску відпрацьованих газів, відповідно до процесів, що протікають у циліндрах двигуна (фаз газорозподілу).(рис 3)

Характеристика. З верхнім розташуванням клапанів, з нижнім розташуванням розподільного вала, із приводом від шестірні колінчастого вала. Тепловий зазор 0,25-0,30 мм.

Будова ГРМ:

- Розподільний вал;

- Шестірня привода;

- Штовхачі (16 шт.);

- Штанги з наконечниками (16 шт.);

- Коромисла з регулювальними гвинтами (16 шт.);

- Осі коромисел з розпірними пружинами (2 шт.);

- Стійки осей коромисел (8 шт.);

- Клапанні механізми впускних (8 шт.) і випускних (8 шт.) клапанів.

Склад клапанного механізму:

- Впускний (випускний) клапан ;

- Клапанна пружина;

- Опорна шайба;

- Тарілка;

- Сухарі (2 шт.);

- Направляюча втулка;

- Сідло клапана.

А які властивості виконують дані елементи яка їх характеристика ми поговоримо з вами в наступному навчальному питанні.

2 . Будова деталей і вузлів газорозподільного механізму

Розподільний вал служить для приведення в дію клапанних механізмів у визначеній послідовності відповідно до процесів, що відбуваються в циліндрах двигуна.

Він розміщений у розвалі блоку циліндрів, над колінчастим валом і обертається на 5-ти підшипниках ковзання.

Вал сталевий, на ньому виконані п’ять опорних шийок, шістнадцять кулачків (по два кулачка на кожний циліндр), шестірня приводу масляного насоса (система мащення) і розподільника запалювання (система запалювання), а також встановлений ексцентрик із противагою для приводу паливного насоса системи живлення.

На 1,2 і 5 опорній шийці є отвори, а 2 і 4 спеціальні канавки, усі ці елементи необхідні для забезпечення подачі масла до деталей тертя (більш докладно це питання буде розглянуто при вивченні системи мащення).

Шестірня приводу розподільного вала встановлена на передньому кінці вала і являє собою текстолітову косозубу шестірню, що знаходиться в зачепленні зі сталевою шестірнею колінчастого вала. Для запобігання осьового зсуву розподільний вал кріпиться упорним фланцем з розпірною шайбою.

Передавальне число шестеренної передачі забезпечує обертання шестірні привода в два рази повільніше, ніж шестірні колінчастого валу. Це зв'язано з тим, що робочий цикл двигуна відбувається за два обороти колінчастого вала, при цьому кожен клапан ГРМ повинен відкритися і закритися тільки один раз.

Штовхачі служать для передачі зусилля від кулачків розподільного валу до штанг, які встановлені в блоці циліндрів.

Штанги передають зусилля від штовхачів до клапанів. Виготовлені з алюмінієвих прутів і мають сталеві наконечники. Нижнім наконечником штанга спирається на днище штовхача, а верхнім – у регулювальний гвинт коромисла.

Коромисло являє собою двоплечий важіль, більше плече якого діє на клапан, а менше сприймає зусилля від штанги через регулювальний гвинт.

Коротке плече має різьбовий отвір, у якому ввернутий регулювальний гвинт зі стопорною гайкою, необхідний для регулювання теплового зазору.

Коромисла встановлені на осях і обертаються на бронзових втулках. Від осьового зсуву коромисла утримуються розпірними пружинами. Осі коромисел виконані пустотілими для подачі масла від стійок до коромисел.

Впускні і випускні клапани складаються зі стрижня і головки.

Головка клапана має фаску для щільного прилягання до фаски сідла, що запресована в головку блока. Ці дві поверхні взаємно притирають.

Клапани виконані з жаростійких сталей. Зовнішній діаметр головки впускного клапана 47 мм, а впускного 36 мм, тобто для кращого наповнення циліндрів свіжим зарядом пальної суміші головку впускного клапана роблять більшою, ніж випускного. Охолодження випускного клапана.

Оскільки випускний клапан, омивається гарячими відпрацьованими газами, то він нагрівається більше, і для більш ефективного відводу тепла його роблять порожнім, заповнюючи внутрішню порожнину металевим натрієм.

Під час роботи двигуна натрій плавиться, випаровується і піднімається нагору по стрижню, де конденсується і тим самим інтенсивно переносить тепло від головки до стержня, і далі до направляючої втулки.

Стержні клапанів розміщені в направляючих втулках, що запресовані в головку блоку. На стержень впускного клапана встановлений масловідбиваючий ковпачок, запобігаючи попадання масла під дією розрідження в камеру згоряння через зазор між втулкою і стержнем.

На верхній частині стержня виконана кільцева проточка для закріплення клапана сухарями в тарілці клапанного механізму.

Клапанний механізм забезпечує щільне прилягання фаски головки до фаски сідла, тобто запирання клапана.

3 . Робота газорозподільного механізму. При обертанні колінчастого вала обертання передається через зубчасту передачу на розподільний вал. Кулачки розподільного вала набігають на штовхачі, піднімаючи їх нагору і створюючи зусилля. Це зусилля через штангу діє на регулювальний гвинт коромисла і провертає його навколо осі. Коромисло довгим плечем тисне на стержень клапана, долаючи зусилля клапанної пружини, стискає її і опускає клапан донизу. При цьому внутрішня порожнина циліндра з’єднується (клапан вважається відкритим) з впускним трубопроводом (якщо відкритий впускний клапан), або з випускним - (при відкритому випускному клапані) .

Коли кулачки збігають зі штовхачів – клапани під дією зусилля клапанних пружин закриваються.

Для запобігання неповного закриття клапанів на прогрітому двигуні передбачено встановляти тепловий зазор між довгим плечем коромисла і стержнем клапана. При нагріванні двигуна, під час його роботи, тепловий зазор зменшується і тому його регулюють на холодному двигуні. Стосовно двигуна ЗМЗ-66 він становить 0,25-0,30 мм. При збільшеному зазорі буде чути стукіт клапанів, а при зменшеному - неповне їх закриття.

Заняття 3 Особливості будови і роботи КШМ і ГРМ автомобіля з дизельним двигуном

1. Особливості будови та роботи кривошипно-шатунного механізму автомобіля з дизельним двигуном.

2. Особливості будови та роботи газорозподільного механізму автомобіля з дизельним двигуном.

1 . Аналіз конструкції деталей та вузлів КШМ

Група блоку циліндрів двигуна

Основним механізмом поршневого двигуна внутрішнього згоряння є кривошипно-шатунний механізм. До нього входять корпус (група блоку циліндрів) і власне кривошипно-шатунний механізм, який складається з поршневої і шатунної групи та групи колінчастого вала.

Корпус двигуна.

В залежності від прийнятої компоновочної схеми, типу і призначення двигуна корпус може складатися з наступних з’єднаних між собою деталей: окремих, або об’єднаних в блок, циліндрів зі вставними гільзами або без них, картера (блок картера), головки циліндрів, піддона, деталей кріплення і ущільнення. Блок циліндрів у більшості автомобільних двигунів відливається як одне ціле з нижньою його частиною – картером. В такому випадку він називається блок-картером (рис.41, блок-картер двигуна КамАЗ-740). В процесі експлуатації на блок-картер діє високе теплове навантаження, яке змінюється за величиною від верхньої до нижньої частини. Крім того блок-картер сприймає значні зусилля від тиску газів, реакції зовнішнього моменту, а також від скручування рами автомобіля. На корпусних деталях, як правило, закріплюють різноманітні елементи механізму газорозподілу, передач, а також різні агрегати автомобіля. Корпусні деталі визначають зовнішній вид двигуна.

У зв’язку з цим блок-картер повинен мати: високу міцність і жорсткість; низький температурний коефіцієнт розширення; малу масу, прості форми; зручність монтажу вузлів двигуна і агрегатів, а також зручність обслуговування їх при експлуатації двигуна.

За останні роки збільшились вимоги до жорсткості блок-картерів для зменшення корпусного шуму двигунів. Конструкція блок-картера, виконана у вигляді монолітної відливки, має велику жорсткість, що забезпечує мінімальні деформації і дає змогу виконати стінки відливки більш тонкими, тобто зменшити масу і витрати металу.

Якщо жорсткість блок-картера недостатня, то її підвищують за допомогою ребер жорсткості, які зв’язують корінні підшипники зі стінками картера; розміщенням площини роз’ємів картера нижче від площини роз’ємів корінних підшипників; розміщенням корінних підшипників після кожного циліндра в рядних двигунах або після двоциліндрової секції (у V-подібних); застосуванням тунельного картера (наприклад, у двигунах 5Д20Б-300 (рис. 42, або МеМЗ-968). У блок-картерах тунельного типу опори для корінних підшипників (зазвичай – кочення) колінчастого вала не мають рознімань, колінчастий вал монтують з торця двигуна. Для покращання акустичних показників двигунів підвищують жорсткість чавунних блок-картерів за рахунок бочкоподібної форми і оребрення бокових стінок.

В автомобільних і тракторних двигунах, переважно повітряного охолодження, деколи застосовують конструкцію з несучими шпильками. Окремі циліндри встановлюють у розточках картера і разом з індивідуальними головками циліндрів закріпляють довгими шпильками зі значним зусиллям попередньої затяжки. Шпильки сприймають зусилля від тиску газів у циліндрі і тому є несучими. Блок-картер з несучими шпильками має двигун В-46-2С1 (рис.43).

Розміри блок-картера і його конструкція залежать від кількості циліндрів та їх розміщення, розмірів циліндрів, потужності двигуна, призначення, умов роботи. Конструкція блок-картера і його жорсткість значною мірою визначаються типом гільз циліндрів та їх розміщенням.

Гільзи циліндрів.

Циліндр, виконаний безпосередньо в тілі блоку циліндрів, у сучасних автомобільних двигунах не застосовується. В більшості двигунів рідинного охолодження застосовують спеціальну деталь, яка встановлюється в розточку блока циліндрів – гільзу циліндра (рис.44). Старанно оброблена внутрішня циліндрична поверхня гільзи (дзеркало циліндра) є робочою поверхнею, по якій переміщується поршень. Гільза відноситься до теплонапружених, особливо відповідальних деталей двигуна.

В більшості сучасних форсованих двигунів застосовують омивані охолоджуючою рідиною гільзи, які називаються “мокрими” (рис.44а, б). Мокрі гільзи вільно встановлюються в направляючі центруючі пояси блоку. Саму гільзу для забезпечення стійкості і збереження геометричної форми обладнують верхнім і нижнім центруючими поясами. Ущільнюють порожнини охолодження спеціальними гумовими кільцями, встановленими в проточки гільзи або розточки блоку циліндрів. Блок-картери з “мокрими” гільзами застосовані в двигунах ЯМЗ-238, КамАЗ-740, ЗіЛ-131, ЗМЗ-66 та багатьох інших.