Устройство головки блока цилиндров: Блок цилиндров (БЦ) и головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя

Содержание

Блок цилиндров (БЦ) и головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя

Блок цилиндров (БЦ) и головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя являются основными частями любого ДВС. В них находятся механизмы и узлы, обеспечивающие работу мотора. При работе БЦ и ГБЦ подвергаются серьезным нагрузкам и перепадам температур, поэтому очень важны материалы и качество их изготовления. Также важным фактором является точность и степень механической обработки.

Блок цилиндров

Блок цилиндров или шорт-блок является самой большой частью двигателя. Остальные элементы, так или иначе, крепятся к нему. В верхней части БЦ находятся колодцы цилиндров. Вокруг них выполнены полости для жидкостного охлаждения (рубашка охлаждения). В нижней части, которая называется картером, располагается коленчатый вал, к которому крепятся шатуны и поршни. То есть блок является местом расположения всего кривошипно-шатунного механизма. Также в нем выполнены каналы системы смазки.

Блок цилиндровБлок цилиндровБлок цилиндров двигателя V8

БЦ изготавливают цельной деталью при помощи литья. В качестве основного материала для изготовления служит чугун или алюминиевые сплавы. БЦ из алюминиевых сплавов значительно легче по весу, но проигрывает в прочности и цене. Чугун доступнее и прочнее.

Цилиндры и хонингование

Рабочие цилиндры могут быть выполнены непосредственно как часть блока, а могут применяться гильзы. На поверхность цилиндров наносится специальный никелькремниевый сплав – никасил. Это очень прочный материал, защищающий кольца поршня от трения. Поверхность полируется до зеркала, чтобы свести к минимуму трение в условиях ограниченного поступления масла.

хонингованиехонингованиеХон цилиндра

Для улучшения смазки внутренней поверхности цилиндров применяют хонингование. Хон наносится специальным инструментом с головкой и абразивными брусками. В итоге на поверхности образуется выгравированная сетка. В ее желобках лучше удерживается масло. На внутренних стенках с хоном образуется масляная пленка,  в результате чего значительно снижается трение и повышается ресурс деталей. Повторное хонингование, как правило, делается во время расточки двигателя или замены гильз.

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.

ГильзыГильзыГильзы

«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».

Расточка и гильзовка блока цилиндров

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.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров устанавливается сверху блока и является, по сути, крышкой, которая его закрывает. Для изготовления ГБ

Головка блока цилиндров: устройство и назначение

»   Головка блока цилиндров: устройство и назначение

Головка блока цилиндров: устройство и назначение

Головка блока цилиндров – это очень важная деталь для двигателя автомобиля любой марки и производителя. ГБЦ укомплектовываются абсолютно все силовые установки, вне зависимости от того, какое топливо у автомобиля — бензин или дизель. Несомненно, разница между ними есть – это степень сжатия и тип топлива, но само устройство и общий принцип работы головки блока от этого не изменяются. В данной статье мы рассмотрим общее строение головки блока в авто.

Как устроен механизм и принцип его работы

golovka bloka 2.jpg

Строение головки блока цилиндров несложное, несмотря на свою значимость в работе двигателя автомобиля. В его строение входят впускные и выпускные клапаны газораспределения, автомобильные свечи зажигания, если это бензиновый двигатель, или форсунки, если дизельный, а также блок камеры сгорания топливно-воздушной смеси. Внешне это конструкция напоминает алюминиевую крышку, но по честному это конструктивная часть двигателя с запрессованными седлами клапанов и направляющими втулками. Кривошипно-шатунный двигатель может стать неисправным если оси деталей не будут подходить друг с другом.


Головка ДВС и блок вместе объединяются между собой через специальную огнеупорную сталеасбестовую прокладку двигателя. Прокладка не дает выходить газам через место соединения устройств и предотвращает потерю компрессии. Заметим, что данная прокладка, вне зависимости от простой конструкции, весьма значительна для автомобиля. Водителям стоит обращать внимание на работу этого устройства, иначе может пострадать двигатель автомобиля. В первую очередь произойдет явление компрессии, двигатель уменьшит свою мощность, а затем и вовсе может окончательно сломаться. Тяга автомобиля останавливается из-за неправильного выхода газов из камеры. А учитывая то, что внутри ДВС активизируется высокая степень сжатия (примерно около 2 000 атмосфер на дизельных и 100 на бензиновых моторах), растрата мощности может быть значительной. Головка блока цилиндров (ГАЗель 3302 в том числе) также входит в состав КШМ, поэтому ее взаимосвязь с двигателем является непосредственной.

Особенности технического обслуживания 

golovka bloka 3.jpg

 Срок службы головки блока цилиндров разный, износ детали происходит в каждом автомобиле. К примеру, в ВАЗ-2110 она может прослужить от 200 000 до 400 000 км. Это не исключает возможности ее деформации и износа ранее. Мы рекомендуем водителям чаще менять прокладку ГБЦ и не перегревать двигатель своего автомобиля. Обращайте чаще внимание на крепежные болты. Не допускайте нагара на клапанах впускного и выпускного такта – чаще проводите прочистку деталей. При соблюдении этих несложных правил ваш двигатель прослужит дольше и не будет ломаться.

 Головку блока цилиндров и комплектующие для ремонта двигателя можно купить в магазинах запчастей «АВТОмаркет Интерком».

Головка блока цилиндров: назначение и принцип работы

Головка блока цилиндров ДВС

Такую деталь, как головку блока цилиндров (ГБЦ), без сомнения, можно назвать одним из самых важных узлов в двигателе. ГБЦ является неотъемлемой частью блока цилиндров, хотя и составной.

Составляющие ГБЦ

Так как такая деталь, как ГБЦ является сборной, поэтому необходимо выяснить какими составляющими комплектуется головка блока цилиндров двигателя.

Устройство ГБЦ достаточно простое только на первый взгляд. Она состоит из клапанов газораспределения (впускные и выпускные клапана), свечей зажигания или же форсунок (применимо к дизельным агрегатам) и блока камер сгорания горючей смеси.

Итак, головка блока цилиндров — это сложный механизм, в который запрессованы седла клапанов и направляющие втулки. Следует отметить, что оси седел клапанов и втулок должны строго совпадать друг с другом, в противном случае сложный кривошипно-шатунный механизм может выйти из строя.

Принцип работы и предназначение ГБЦ

Головка двигателя и блок цилиндров соединяются между собой огнеупорной сталеасбестовой прокладкой, которая предотвращает выход газов и потерю компрессии. Кстати, потеря компрессии, которая может возникать в результате потери плотности прокладки, приводит к потере мощности двигателя или вообще, к остановке двигателя. Ведь та энергия, за счет которой движется автомобиль, создается путем сжатия топливной смеси (дизельные моторы) или же путем сжатия и горения топливной смеси (бензиновые моторы).

Такой сложный механизм, как ГБЦ, и является плотной крышкой, в которой, в принципе и располагаются свечи зажигания или же система впрыска дизельного топлива, то есть форсунки. Крышка головки блока цилиндров дополняет собой сложную кривошипно-шатунную систему, а также служит надежной гарантией компрессионности двигателя.

Процессы, происходящие в блоке цилиндров

В блоке цилиндров форма камеры сгорания оказывает первостепенное влияние на такие процессы, как смесеобразование и процесс сгорания горючей смеси. Между прочим, процесс смесеобразования должен быть отрегулирован по возможности, идеально. Добиться подобной регулировки довольно просто получится только на исправном автомобиле при наличии определенных навыков.

Смесеобразование приводится в норму с помощью регулировочных винтов, которые расположены в корпусе карбюратора. Автомобили, оснащенные дизельными моторами или бензиновыми двигателями инжекторного типа, в ручной регулировке смесеобразования не нуждаются.

Головка с блоком цилиндров соединяется с помощью шпилек, реже болтов, причем затягиваться они должны только в строгой последовательности и с равномерными поворотами гаечного ключа. Несоблюдение этой последовательности приводит к выходу из строя дорогостоящей головки.

Техническое обслуживание ГБЦ и блока цилиндров

Своевременное обслуживание головки блока цилиндров заключается в наблюдении за ее состоянием. Из-под прокладки не должно проступать никаких масляных подтеков. Следите за этим, так как масляные подтеки или нехарактерный выпуск газов из камеры сгорания свидетельствуют о негерметичности прокладки между головкой и блоком цилиндров.

При таком раскладе прокладку необходимо будет немедленно заменить.

Своевременный уход за ГБЦ, заключающийся в периодической подтяжке крепежных гаек, сезонной чистке клапанов от нагара приведет к тому, что ваш автомобиль будет работать, как «часы». Перебоев возникать не будет, тем более серьезных поломок.

Если у вас корейский автомобиль, то загляните на сайт motor-dji.ru. Вас порадуют низкие цены на запчасти портер и к другим автомобилям. Компания «Мотор-джи» занимается прямыми поставками и продажей запасных частей для корейских автомобилей в России.

Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров — верхняя часть двигателя, в которой установлен газораспределительный механизм

Двигатель

Головка блока цилиндров или ГБЦ — верхняя часть двигателя, которая служит корпусом для деталей газораспределительного механизма. Крепится ГБЦ при помощи болтов или шпилек к блоку цилиндров. Нижняя часть головки блока формирует «потолок» камеры сгорания. У однорядного двигателя одна ГБЦ, у многорядного — отдельная головка на каждый ряд цилиндров. Изготавливаются ГБЦ методом точного литья, преимущественно из алюминиевых сплавов.

Конструкция ГБЦ

Головка блока цилиндров имеет очень сложную конструкцию. В ней находятся посадочные места клапанов — так называемые «седла», и каналы, в которых движутся впускные и выпускные клапана. Верхняя часть головки снабжена посадочными местами, на которые опираются шейки распределительных валов.

Если ремонт двигателя проводится после перегрева, нижняя поверхность головки блока цилиндров должна быть отфрезерована и отшлифована в центре по ремонту моторов

Кроме того, в корпусе ГБЦ «проложены» каналы смазочной системы и водяной рубашки для охлаждающей жидкости. Также через ГБЦ иногда проходят каналы свечей зажигания или накаливания.

Верхняя часть головки блока цилиндров закрыта крышкой. Она изготавливается из алюминиевого сплава или листовой стали и крепится к головке через прокладку — резиновую или пробковую. Применение крышки обусловлено необходимостью обслуживания механизма ГРМ.

Крепление головки блока к блоку цилиндров

Любой двигатель — бензиновый или дизельный, построен на принципе сжатия топливной смеси в камере сгорания. Чтобы не происходила потеря компрессии, ГБЦ и блок цилиндров соединены между собой при помощи огнеупорной прокладки, которая, к тому же, предотвращает утечку масла и охлаждающей жидкости. 
  

Если в процессе ремонта двигателя ГБЦ пришлось снять, прокладку обязательно меняют на новую, а процесс затяжки крепежных болтов или шпилек проводят в строго определенной последовательности. Затяжк производится с определенным усилием и в определенном порядке. Если затянуть болты слишком слабо, прокладка потеряет герметичность и будет выдавлена или прогорит. В результате охлаждающая жидкость может попасть в цилиндры, а моторное масло на внешнюю поверхность блока. Чтобы этого избежать, обычно рекомендуется затягивать болты крест-накрест, добиваясь равномерного прилегания поверхностей блока и головки друг к другу.

При нарушении герметичности прокладки головки блока цилиндров антифриз и масло могут попасть в камеру сгорания. Если такое случилось, эксплуатацию автомобиля следует немедленно остановить

Момент затяжки болтов или шпилек указан в руководстве по ремонту автомобиля. Чтобы соблюсти этот параметр, необходимо приобрести и использовать динамометрический ключ.

Характерные поломки головки блока цилиндров

Как правило, основное внимание при осмотре ГБЦ уделяется деталям газораспределительного механизма и степени их износа. Не меньшего внимания требуют прокладки ГБЦ и корпус головки. Участки, образующие верхний свод камеры сгорания, подвергаются высоким тепловым и механическим нагрузкам. Поэтому, со временем, в корпусе головки могут образовываться трещины.

Один из признаков нарушения герметичности процессов, происходящих в ГБЦ — появление запаха отработанного газа под капотом или следов моторного масла в охлаждающей жидкости. Возникновение в корпусе ГБЦ трещин приводит к потери компрессии, а это, в свою очередь, снижает способность к воспламенению топливной смеси, появляются пропуски в работе цилиндров, двигатель перегревается.

Запах выхлопных газов под капотом и в салоне может быть признаком нарушения герметичности прокладки между ГБЦ и блоком цилиндров

О появлении трещин в ГБЦ косвенно можно судить по внешнему виду выхлопных газов. Белый густой дым (а на самом деле, пар) часто является признаком попадания антифриза в камеру сгорания через трещину в головке.

В отличие от блока цилиндров, корпус головки не подлежит ремонту. В случае появления трещин ГБЦ приходится менять. Идеальный вариант замены — приобретение головки «в сборе», то есть с установленными клапанами и другими деталями клапанного механизма. Если же приобрести собранную ГБЦ по какой-то причине не удается, детали, извлеченные из старой головки, можно переставить в новую, предварительно отдефектовав.

Блок и головка цилиндров — Студопедия

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Тема: «Назначение, устройство и принцип работы

Кривошипно-шатунного механизма (КШМ) автомобилей»

Цель работы:изучение назначения, устройства и принципа работы кривошипно-шатунного механизма автомобилей.

Общие положения

Блок и головка цилиндров

Наиболее крупными и сложными деталями кривошипно-шатунного механизма являются блок цилиндров и его головка (или головки). Как показано на рисунке 1.1, блок цилиндров 5 и головка цилиндров 1 имеют сложную форму, поэтому их изготовляют литьем. Между ними для герметизации стыка установлена прокладка9. Спереди (а иногда и сзади) также через прокладку6 к блоку крепится крышка распределительных шестерен. Все остальные детали кривошипно-шатунного механизма (см. рисунок 1.2) расположены в блоке цилиндров, их обычно объединяют в несколько групп.

Блок цилиндров. Его отливают из чугуна (СЧ 21 — 40, СЧ 18 — 36) или из алюминиевых (например, AJI4) сплавов. Соотношение масс чугунных и алюминиевых блок-картеров составляет примерно 4:1. За одно целое с блоком отлита верхняя часть картера.

1 — головка правого ряда цилиндров; 2 — гильза цилиндра; 3 — прокладка гильзы; 4 — направляющий поясок для гильзы; 5 — блок цилиндров; 6 — прокладка крышки распределительных шестерен; 7 — сальник переднего конца коленчатого вала; 8 — крышка распределительных шестерен; 9 — прокладка головки цилиндров

Рисунок 1.1 – Головка и блок цилиндров V-образного 8-го двигателя ЗМЗ-53


В отливке блока цилиндров выполнены рубашка охлаждения, окружающая цилиндры, постели для коренных подшипников коленчатого вала и подшипников распределительного вала, а также места для установки других узлов и приборов. Чугунные блок-картеры изготовляют или вместе с цилиндрами, или со вставными цилиндрами — гильзами, а алюминиевые — только со вставными гильзами. Уплотнение гильз в блоке осуществляется с помощью резиновых колец или прокладок 3 (см. рисунок 1.1). Тщательно обработанную внутреннюю поверхность гильз (или цилиндров) называют зеркалом.

1 — поршень; 2 — вкладыши коренных подшипников коленчатого вала; 3 — маховик; 4 — коренная шейка коленчатого вала; 5 — крышка заднего коренного подшипника; 6 — пробка; 7 — противовес; 8 — щека; 9 — крышка среднего коренного подшипника;10 — передняя шейка коленчатого вала; 11 — крышка переднего коренного подшипника;


12 — шестерня;13 — носок коленчатого вала; 14 — шкив; 15 — храповик;16 — упорная шайба; 17 — биметаллические шайбы; 18 — шатунные шейки коленчатого вала;19 — вкладыши шатунного подшипника; 20 — стопорное кольцо;

21 — поршневой палец;22 — втулка верхней головки шатуна;23 — шатун; 24 — крышка шатуна; 25 — сальник;

26 — маслоотгонная канавка; 21 — маслосбрасывающий гребень; 28 — дренажная канавка

Рисунок 1.2 — Детали кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗИЛ-130

Головка цилиндров. Головка закрывает цилиндры сверху; в ней размещены клапаны, камеры сгорания, свечи, форсунки. В головку цилиндра запрессованы направляющие втулки и седла клапанов. Плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотнена сталеасбестовыми прокладками. Между головкой цилиндров и крышкой клапанов установлены пробковые или резиновые прокладки.

Головки отлиты из алюминиевого сплава или чугуна. Двигатели с рядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, двигатели с V-образным расположением — две головки (на каждый ряд, двигатель ЗИЛ-130), четыре — на каждые три цилиндра (двигатель ЯМЗ-240), восемь — на каждый цилиндр (двигатель КамАЗ-740).

1.2 Поршневая группа

В поршневую группу входят поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы. Поршень представляет собой металлический стакан, днищем обращенный вверх. Он воспринимает давление газов и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Отлиты поршни из алюминиевого сплава (см. рисунок 1.2).

Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части. Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня. Днище поршня вместе с головкой цилиндра ограничивают объем камеры сгорания. В головке поршня проточены канавки для колец. При работе двигателя на поршень действуют большие механические и тепловые нагрузки от давления горячих газов.

Конструкция поршня должна обеспечивать такой зазор между поршнем и цилиндром, который исключал бы стуки поршня после запуска двигателя и заклинивание его в результате теплового расширения при работе двигателя под нагрузкой.

На юбке поршня делают разрезы, придают ему овальную форму в поперечном сечении и коническую — по высоте, производят заделку в поршень специальных компенсационных пластин из металла с малым коэффициентом теплового расширения. Например, в поршнях некоторых двигателей с зажиганием от искры юбку выполняют с косым разрезом, что делает ее более упругой и позволяет устанавливать поршень с минимальным зазором, не опасаясь заклинивания.

При шлифовании поршню придают овальную форму (большая ось овала должна быть перпендикулярна оси поршневого пальца), чтобы под действием боковых усилий и нагрева юбка поршня в рабочем состоянии принимала цилиндрическую форму.

Так как температура головки поршня примерно на 100 — 150 °С выше, чем нижней части юбки, то наружный диаметр юбки делают больше, чем диаметр головки.

Большую опасность представляет собой перегрев поршня из-за недостаточного его охлаждения. При перегреве прогорает днище поршня, происходит задир рабочей поверхности цилиндра, залегание колец и даже заклинившие поршня. Иногда для улучшения охлаждения поршня на его внутреннюю поверхность направляют струю масла.

1 — поршень;2 — поршневой палец;3 — стопорные кольца;4, 5 — компрессионные кольца,6 — маслосъемное кольцо

Рисунок 1.3 — Детали поршневой группы

Поршень дизеля КамАЗ-740 (см. рисунок 1.3) отлит из высококремнистого алюминиевого сплава со вставкой из специального чугуна под верхнее компрессионное кольцо. На юбку поршня нанесено коллоидно-графитовое покрытие для улучшения приработки и предохранения от задиров. В головке поршня расположена тороидальная камера сгорания, а сбоку от нее в днище — две выемки для предотвращения касания его с клапанами. Под бобышками в нижней части юбки сделаны выемки для прохода противовесов коленчатого вала в НМТ.

С шатуном поршень соединен пальцем2 плавающего типа, стопорные кольца 3 вставляются в канавки, проточенные в бобышках, кольца ограничивают осевое смещение пальца в поршне. Палец имеет форму пустотелого цилиндрического стержня, он сделан из хромоникелевой стали, упрочнен цементацией и термообработан закалкой.

На поршне выполнены канавки для двух компрессионных4, 5и одного маслосъемного6 кольца. Компрессионные кольца уплотняют поршень в гильзе цилиндров и предотвращают прорыв газов через зазор между юбкой поршня и стенкой гильзы. Маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок гильз и не допускают попадания его в камеры сгорания.

Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Иногда маслосъемные кольца делают из стали. Для установки на поршень кольца имеют разрез, называемый замком.

После установки поршня в цилиндр зазор в замке должен быть в пределах 0,3 — 0,5 мм, чтобы кольцо не заклинивало при нагревании. Замки на поршне должны располагаться на равных расстояниях друг от друга по окружности, что уменьшает прорыв газов из цилиндра.

Компрессионные кольца, особенно первое (верхнее) из них, работают в тяжелых условиях. Из-за соприкосновения с горячими газами и большой работы трения, производимой первым кольцом, оно сильно нагревается (до 225 — 275°С), что осложняет его смазку и вызывает увеличенный износ, как самого кольца, так и верхнего пояса цилиндра.

Для повышения износостойкости поверхность верхнего компрессионного кольца подвергают пористому хромированию. Остальные кольца для ускорения приработки покрывают тонким слоем олова или молибдена (двигатель КамАЗ-740).

Поршневые кольца разрезные, в свободном состоянии их диаметр несколько больше диаметра цилиндра. Поэтому в цилиндре кольцо прижимается к его стенкам. В канавках поршня кольца образуют лабиринт с малыми за­зорами, в котором газы, прорывающиеся из надпоршневого пространства, с одной стороны, теряют давление и скорость, а с другой — прижимают кольца к стенке цилиндра.

а) — внешний вид, б) — расположение колец на поршне (двигатель ЗИЛ-130), в) — составное маслосъемное кольцо; 1 — компрессорное кольцо; 2 — маслосъемное кольцо, 3 — плоские стальные диски; 4 — осевой расширитель; 5 — радиальный расширитель Рисунок 1.4 — Поршневые кольца
Компрессионные кольца имеют разную форму поперечного сечения. Компрессионное кольцо 1 с прямоугольным сечением (см. рисунок 1,4, а) прилегает к цилиндру по всей наружной поверхности. Для увеличения удельного давления кольца на зеркало цилиндра и более быстрой приработки наружной поверхности кольцу придается коническая форма или делается на верхней внутренней кромке кольца 1 специальная выточка (см. рисунок 1.4, б).

Маслосъемные кольца также имеют различную форму: коническую, скребковую, пластинчатую с осевым и радиальным расширителями (см. рисунок 1.4,в). При движении вверх маслосъемное кольцо как бы «всплывает» в масляном слое, а при движении вниз острая кромка кольца соскабливает масло.

Маслосъемное кольцо отличается от компрессионных сквозными прорезями для прохода масла. В канавке поршня для маслосъемного кольца сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня.

Маслосъемное кольцо двигателей ЗМЗ и ЗИЛ состоит из двух стальных кольцевых дисков3, осевого 4 (см. рисунок 1.4, в) и радиального 5 расширителей. Вследствие быстрой прирабатываемости и упругости стальные маслосъемные кольца хорошо прилегают к гильзе цилиндра.

1.3 Шатуны и коленчатый вал

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом (см. рисунок 1.5). Он состоит из верхней головки 5, стержня 6 двутаврового сечения и разъемной нижней головки 3, закрепляемой на шатунной шейке коленчатого вала. Шатун и его крышка 1 изготовлены из легированной или углеродистой стали. В верхнюю головку шатуна запрессованы одна или две втулки 4 из оловянистой бронзы, а в нижнюю вставлены тонкостенные стальные вкладыши 8 залитые слоем антифрикционного сплава.

Крышка 1 обрабатывается в сборе с шатуном, их нумеруют порядковым номером цилиндра. Ширина нижней головки такова, что позволяет вынимать поршень с шатуном вверх через цилиндр.

Нижняя головка 3 шатуна и крышка 1 соединяются двумя болтами 7 или шпильками. Под головки болтов кладут специаль­ные стопорные шайбы с усиками, а гайки имеют резьбу, несколько отличающуюся от резьбы на шпильках или болтах, в резуль­тате чего гайки самостопорятся. На двигателях старых конструкций они иногда шплинтовались.

Вкладыши двигателя КамАЗ-740 изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы и тонким слоем свинцовистого сплава. Вкладыши шатунных подшипников двигателей ЗМЗ-24, 3M3-53 и ЗИЛ-130 выполнены из сталеалюминевой ленты, антифрикционный слой которой представляет собой алюминиевый сплав АМО-1-20.

От проворачивания в нижней головке шатуна вкладыши удерживаются выступами (усиками2), которые входят в канавки, выфрезерованные в шатуне и его крышке.

1 — крышка нижней головки; 2 — усики, фиксирующие вкладыши от проворачивания; 3 — нижняя головка; 4 — втулка верхней головки, 5 — верхняя головка; 6 — стержень шатуна; 7 — болт с гайкой для крепления крышки нижней головки; 8 — вкладыши нижней головки Рисунок 1.5 — Шатун
Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент. Он имеет коренные (см. рисунок 1.6) и шатунные шейки, щеки, соединяющие коренные и шатунные шейки, фланец для крепления маховика, носок, в котором имеется отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка со щеками образует колено (или кривошип) вала. Расположение колен на валу обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов.

Коленчатый вал штампуют из стали или отливают из магниевого чугуна (ЗМЗ-24, 3M3-53). Стальные валы при одинаковых с литыми чугунными валами размерах шеек и щек имеют большую прочность. К преимуществам литых валов следует отнести их меньшую стоимость, меньший расход металла при изготовлении, сокращение числа операций механической обработки, а также возможность придания оптимальных форм отдельным элементам кривошипа, например внутренним полостям шатунных и коренных шеек.

Литье позволяет выполнить все шейки вала полыми. Шейки стальных коленчатых валов закаливают токами высокой частоты. Все шейки коленчатых валов тщательно шлифуют и полируют. Переходы (галтели) от шеек к щекам выполняют плавными.

Количество шатунных шеек в двигателе, имеющем однорядное расположение цилиндров, равно числу цилиндров, а в V-образном двигателе их в два раза меньше числа цилиндров, так как на каждую шатунную шейку устанавливают по два шатуна.

Количество коренных шеек четырехцилиндровых двигателей с рядным расположением цилиндров три или пять, в шестицилиндровых — четыре или семь, а V-образных восьмицилиндровых — пять.

Если шатунная шейка с двух сторон имеет коренную шейку, то такой коленчатый вал называют полноопорным. Полноопорный вал (ЗМЗ-24, 3M3-53, ЗИЛ-130, КамАЗ-740) меньше прогибается и обеспечивает лучшие условия работы подшипников и больший срок их службы.

В современных автомобильных двигателях частота вращения коленчатого вала достигает 3000 — 4000 мин -1 (грузовые автомобили) и 4500—6000 мин -1 (легковые). Поэтому возникают большие силы инерции, действующие на шатунные шейки, щеки и нижние головки шатунов. Эти силы нагружают подшипники, вызывая их ускоренное изнашивание. Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат противовесы 7 (см. рисунок 1.2), расположенные на щеках против шатунных шеек коленчатого вала.

1 — противовес; 2 — заглушка; 3 — полость; 4 — отверстие для крепления маховика;

5 — сверление для подачи масла к шейке

Рисунок 1.6 — Коленчатый вал V-образного 8-цилиндрового двигателя ЗИЛ-130

Коренные и шатунные шейки вала соединены наклонными каналами, просверленными в щеках и служащими для подвода масла от коренных к шатунным подшипникам. Шатунные шейки выполняют полыми или высверливают в них полости — грязеуловители. В этих полостях под действием центробежных сил отлагаются тяжелые частицы и продукты изнашивания, содержащиеся в масле. Грязеуловители очищают при разборке двигателя, вывертывая пробки 6 (см. рисунок 1.2).

Для свободного теплового расширения коленчатого вала относительно картера предусматривается возможность его осевого перемещения, которое ограничивается упорной стальной шайбой 16 (см. рисунок 1.2) и стальными залитыми с одной стороны баббитом или сплавом СОС-6-6 шайбами 17, расположенными по обе стороны переднего коренного подшипника.

Вкладыши2 коренных подшипников обычно той же конструкции, что и вкладыши шатунных подшипников. Верхний вкладыш устанавливается в выемку (постель) верхней части картера, нижний — в крышки5, 9 и11 коренных подшипников (см. рисунок 1.2).

Крышки коренных подшипников растачивают совместно с блоком цилиндров, и при сборке двигателя их устанавливают только на свои места в одном и том же положении.

Для предотвращения утечки масла на переднем и заднем концах коленчатого вала предусмотрены маслоотражатели и сальники 7 (см. рисунок 1.1). Маслоотражатели изготовлены за одно целое с коленчатым валом или в виде отдельной детали. Например, у двигателя ЗИЛ-130 на переднем конце коленчатого вала установлен резиновый сальник, а на заднем конце имеются дренажная канавка 28 (см. рисунок 1.2), расположенная во вкладыше заднего коренного подшипника (с отверстием для слива масла), маслосбрасывающий гребень 27, маслоотгонная спиральная канавка26, сальник 25 из асбестовой набивки и резиновые уплотнители под крышкой 5заднего коренного подшипника.

1.4 Маховик и поддон картера. Подвеска двигателя

Маховик представляет собой массивный диск, отливаемый из чугуна. Он повышает равномерность вращения коленчатого вала, что особенно важно при малой частоте вращения, и передает крутящий момент трансмиссии автомобиля. Изготовлен маховик из чугуна. На обод маховика напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя.

На некоторых двигателях на маховик наносят метки или запрессовывают в него стальной шарик, по которому устанавливают поршень первого цилиндра в ВМТ и проверяют установку зажигания.

Поддон, или нижняя часть картера, предохраняет от попадания в него пыли и грязи и служит резервуаром для масла. Его штампуют из листовой стали или отливают из легкого сплава. Поддон крепится болтами или шпильками, плоскость разъема уплотняется пробковой прокладкой и располагается ниже оси коленчатого вала, что повышает жесткость картера.

Подвеску двигателя к раме делают в трех или четырех точках. В качестве опор к блоку двигателя приворачивают специальные кронштейны (лапы). Задними опорами иногда служат лапы картера сцепления или удлинитель коробки передач. Под опоры устанавливают резиновые подушки или пружины. Это уменьшает вибрации двигателя из-за неравномерности крутящего момента и неполной уравновешенности вращающихся масс, смягчает удары, передаваемые от рамы к двигателю при движении автомобиля по неровной дороге.

Подвеска двигателя на эластичных опорах имеет ограничители продольного перемещения, их выполняют в виде тяги или скобы. Часто для фиксации двигателя относительно рамы используют реактивные тяги.

Мастерская. Головка блока цилиндров: Не ломай голову! — журнал За рулем

Мастерская. Головка блока цилиндров: Не ломай голову!

Как ни удивительно, в нормативные документы некоторых автозаводов по сей день заложены допотопные технологии ремонта. Нерадивым владельцам сервисов это на руку: пусть слесари работают «молотком и зубилом», подражая Адаму Козлевичу, — зато не нужно тратиться на их переобучение. А низкое качество ремонта вовремя заметит далеко не каждый современный «гламурный» клиент!

На этом зарубежном станке любо-дорого работать. Разборка или сборка клапанного механизма занимает считаные минуты. Основание, на котором лежит головка, податливо, причем ровно настолько, чтобы хорошо подпирать клапан без риска согнуть его стержень.

На этом зарубежном станке любо-дорого работать. Разборка или сборка клапанного механизма занимает считаные минуты. Основание, на котором лежит головка, податливо, причем ровно настолько, чтобы хорошо подпирать клапан без риска согнуть его стержень.

Вот примеры. Кто же не знает, что такое рассухаривать клапаны! Обычно работают ручными приспособлениями: нажав одной рукой рычаг, другой вынимают сухари. Операция трудная (нажать нужно крепко) и при этом ювелирная: если сухари хорошенько спеклись в тарелке пружины, а упор под клапаном жесткий и не посередине, недолго и стержень погнуть. Нередко сухари пригорают к клапану так, что при попытке их освободить выстреливают в самый дальний угол мастерской. Найти потом эти мелкие детальки непросто, поэтому без запасных работу лучше и не затевать. Обратная операция — засухаривание — ничуть не проще.

Станок фирмы «Саннен» — внешне прост, но своих денег стоит! Не возьмется ли за изготовление подобного кто-то из наших производителей? На станке можно восстанавливать седла и растачивать изношенные отверстия для их посадки, ремонтировать отверстия под гидротолкатели, высверливать шпильки и т. д.

Станок фирмы «Саннен» — внешне прост, но своих денег стоит! Не возьмется ли за изготовление подобного кто-то из наших производителей? На станке можно восстанавливать седла и растачивать изношенные отверстия для их посадки, ремонтировать отверстия под гидротолкатели, высверливать шпильки и т. д.

А как меняют направляющие втулки клапанов? Некоторые «специалисты» — очень просто: зачем подогревать головку и охлаждать втулку, если молотком, что потяжелей, можно и так вбить! Но алюминий головки легко сминается, разбитое отверстие под втулку обещает увеличенный расход масла, а она сама может оказаться не соосной с седлом. Ох и намучается клиент!

Отдельная история — ремонт седел клапанов. Каждое надо обработать вручную тремя фрезами, заточенными под разными углами. Затем править специальным абразивным кругом, потом притирать клапаны. И все на глазок. Какое уж тут качество! Ширина рабочих кромок клапанов получается разной, что сказывается на их долговечности. А потом нужно проверить качество притирки клапанов с применением керосина или с помощью приспособления, создающего давление в камере сгорания. Увы, нередко керосин вытекает или быстро падает давление — значит, все начинай сначала: притирай, проверяй герметичность… Это может повторяться не раз. Ручные работы очень трудоемки, требуют хорошего навыка, а результат нестабилен, достичь требуемого качества удается не всегда.

Сердце станка для ремонта седел — режущая головка, позволяющая обработать их с высокой точностью. В результате притирка клапанов становится излишней.

Сердце станка для ремонта седел — режущая головка, позволяющая обработать их с высокой точностью. В результате притирка клапанов становится излишней.

Что делать с головкой, у которой после нескольких ремонтов просажены седла? Без надлежащего оборудования и опыта работы с жидким азотом их не заменить. Вердикт один: замена головки. А это и дорого, и не дает гарантии, что новая будет без изъяна.

Еще пример — «неустранимый» стук толкателей на вазовских моторах. О нем в заводской технологии ни слова! Однажды заказчик уговорил меня разобраться с толкателем, который довел бедолагу почти до сумасшествия. Я полдня колесил по автомагазинам в поисках некондиционного толкателя — с увеличенным, насколько нужно, наружным диаметром. Попадаются разные. Наконец подходящий для меня брак нашелся. При таком качестве почему бы АВТОВАЗу не договориться с поставщиками толкателей о производстве «ремонтных» деталей?

Проверка герметичности клапанов — минутное дело. Нужно только следить, чтобы стрелка вакуумметра находилась в зеленой зоне.

Проверка герметичности клапанов — минутное дело. Нужно только следить, чтобы стрелка вакуумметра находилась в зеленой зоне.

А как поступают многие сервисы, если изношены опоры распределительного вала? Головка автоматически идет в утиль, а ведь это дорогой узел!

Как я поступаю с головкой, когда вылечить болезнь сложнее, чем просто притереть новый клапан? Предпочитаю поручить ремонт специализированной фирме. Сделают быстро, возьмут за услуги по совести, к тому же выиграет качество.

К станку для фрезерных работ прилагается целый арсенал приспособлений: режущие головки, направляющие пилоты и прочее.

К станку для фрезерных работ прилагается целый арсенал приспособлений: режущие головки, направляющие пилоты и прочее.

…Итак, головка блока снята. Первым делом ее микрометрируют для оценки состояния и выбора необходимых ремонтных операций. Например, если будет в том необходимость, постель распределительного вала восстанавливают на координатно-расточном станке. Для демонтажа и монтажа клапанов есть специализированные станки с наборами съемников клапанов, различными щипцами — захватами сухарей и т. д. Жесткость основания, на которое опирается головка блока, подобрана так, что погнуть клапаны невозможно.

Один из пилотов. Очень малый угол конусности посадочной части позволяет ему располагаться в отверстии втулки идеально соосно, что обеспечивает высокое качество обработки седла.

Один из пилотов. Очень малый угол конусности посадочной части позволяет ему располагаться в отверстии втулки идеально соосно, что обеспечивает высокое качество обработки седла.

Старые направляющие втулки выпрессовывают, предварительно подогрев головку: меньше натяг — меньше вреда для материала. Новые втулки перед установкой еще и охлаждают в жидком азоте, а запрессовывают опять-таки в горячую головку — и они почти свободно, без перекоса, влетают в посадочные отверстия, не повреждая их.

Среди средств ремонта головки выделю станок для восстановления седел, внешне — своего рода симбиоз вертикально-фрезерного и горизонтально-сверлильного станков. Укомплектован несколькими режущими головками и целым арсеналом пилотов. Подобранный пилот

Установка головки блока цилиндров: правильный монтаж ГБЦ

Автор Павел Александрович Белоусов На чтение 6 мин. Просмотров 357

Головка блока цилиндров (ГБЦ) – один из самых важных узлов автомобильного двигателя. От того, как она установлена и отрегулирована, зависит работа мотора, его стабильность, надежность и экономичность.

головка блока цилиндров двигателя автомобиля ВАЗ

В нашей статье мы расскажем, как быстро и без особых трат самостоятельно установить головку блока цилиндров на автомобили семейства ВАЗ.

Установка ГБЦ: порядок действий и общие рекомендации

Первое условие правильной и надежной установки ГБЦ – это чистота посадочного места. Тщательно очистите плоскость блока, на которую ставится ГБЦ. Очистка вначале осуществляется острым предметом, а потом специальными автомобильными чистящими средствами, которые помогут убрать остатки тосола, масла.

загрязненное посадочное место ГБЦ

Обратите особое внимание на отверстия, в которые вкручиваются шпильки. В них попадает масло, вода, мусор. И потом, когда ГБЦ притягивается по шпилькам к блоку, они могут сделать микротрещины в блоке цилиндров из-за того, что при вкручивании шпилек образуется избыточное давление. При нагреве мотора через эти микротрещины продавит газы, газы пробьют прокладку между ГБЦ и блоком, и вода из охладительной системы пойдет в масло. Капитальный ремонт двигателя вам обеспечен! И это в лучшем случае. Поэтому рекомендуется тщательно проверить отверстия перед вкручиванием шпилек и обязательно промокнуть их, взяв чистую ветошь и воспользовавшись отверткой, чтобы добраться до самого дна.

работа по очистки плоскости ГБЦ

Когда место под головку блока цилиндров очищено, приступайте к установке. Монтаж ГБЦ начинается с правильной установки прокладки, которая расположена между ГБЦ и блоком цилиндров.

установка прокладки ГБЦ

Отверстия блока должны четко совпасть с отверстиями прокладки, только в этом случае ее установка считается правильной.

И головка блока цилиндров должна быть хорошо очищена от нагара, грязи, масла, тосола. Если есть подозрения, что ГБЦ подверглась перегреву или иному воздействию, которое привело к деформации, то она проверяется на специальном устройстве и потом, если нужно, шлифуется.

При установке ГБЦ на место бывает, что прокладка «съезжает», поэтому следите за ней.

прокладка ГБЦ установилась неправильно

ГБЦ считается установленным на место, когда она «устаканилась» на направляющих, и ей не мешают шланги, провода. После этого начинайте процедуру прикручивания. Чтобы не перепутать болты, их нужно заранее пометить. Внутренние болты измазаны маслом, так что их трудно перепутать с наружными, это и будет своеобразной меткой.

Если у вас нет пневмо- или электроинструмента, прикрутить болты ГБЦ можно старым, добрым коловоротом.

затяжка болтов ГБЦ

Коловоротом болты только наживляются, но не затягиваются окончательно, для этого существует специальный, динамометрический ключ. Только с его помощью проконтролируете правильный момент затяжки, который рекомендуется производителем.

Первый момент затяжки рекомендуют выставлять на 2 кг. Главное – обязательно придерживайтесь определенного порядка затяжки болтов, попарно от центра к краю. В этом случае головку не перекосит.

Второй момент затяжки не должен превышать 8 кг. Порядок затяжки остается неизменным, от центра к краям, попарно. После того, как болты затянуты на 8 кг, проводим два доворота, оба по 90°. Сначала проходим болты первый раз, проворачивая динамометрический ключ на 90 °, потом второй раз.

затяжка болтов головки блока цилиндров динамометрическим ключом

После окончательной затяжки головка блока цилиндров считается механически установленной, но еще не рабочей. Чтобы она оказалась рабочей, необходимо подсоединить всю «перифирию», т.е. шланги, патрубки, и прочее. Рекомендуется сразу, чтобы потом к этому не возвращаться, подсоединить провод датчика температуры и выставить метку ГРМ.

 провод датчика температуры

После приступаем к установке стаканов клапанов. Перед установкой они обязательно очищаются от грязи и смазываются. Чистые и смазанные стаканы должны легко становиться на место.

установка стаканов клапанов

Чтобы не перепутать последовательность установки стаканов, извлекая, их располагают в определенном порядке. После установки стаканов обязательно смажьте  «постель», на которую потом ляжет распредвал.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Смазанный и чистый распредвал ставится на место. Закреплять его можно сразу с сальником. Опытные слесари, для того чтобы упростить процесс выставления меток распредвала, до сих пор используют иногда дедовский метод. Во время установки распредвала первая и третья шейки распредвала должны смотреть на вас.

распредвал

Затем мы устанавливаем на место крышку распредвала. Смажьте места, где будет лежать распредвал (постель), и не забудьте об одном нюансе. На торцах надо убрать старый герметик, и нанести новый, тогда он будет хорошо держать масло.

новый герметик

Устанавливая вторую часть крышки, процесс повторяем. Теперь наживляем гайки, и не забудьте о шайбах, которые должны быть под каждой гайкой.

Момент затяжки гаек крышки распредвала не должен превышать трех килограмм. Опытные ремонтники со временем могут производить процесс затяжки без динамометрического ключа. Затем ставится жестяная защитная крышка.

 защитная крышка распредвала

Затем надеваем шестеренку распредвала, но перед этим убедитесь, что вы не забыли поставить на распредвал шпонку, которая удерживает шестерню от прокручивания.

 шестеренка распредвала со шпонкой

Болтом крепко фиксируем шестерню на своем месте. Обязательно следите за тем, чтобы метки на шестерне и ГБЦ совпали.

 шестерня распредвала с метками ГБЦ на своем месте

Потом накидываем ремень ГРМ, но предварительно рекомендуется поставить натяжной ролик. Перед роликом на шток установите специальную шайбу. Не стоит забывать, что ролик до «безумия» затягивать не стоит, он должен свободно проворачиваться на штоке.

При одевании ремня ГРМ не забывайте проверять совпадения меток на шестерне распредвала и на коленчатом валу. Когда ремень ГРМ одет, путем подкручивания натяжного ролика добиваемся нужной натяжки ремня.

правильная установка ремня ГРМ

После натяжения до нужного показателя (ремень проворачивается вокруг своей оси на 90°), затягиваем плавно контрольную гайку.

Следующим примеряется  трамблер, который нужно правильно установить в пазы. Нужно, чтобы после установки трамблера в пазы соблюдалась соосность валов. Между трамблером и ГБЦ монтируем бензонасос, не забыв смазать его герметиком. Чтобы шток не уперся в распредвал, его нужно отжать отверткой. Затягивается корпус привода бензонасоса шестигранником.

монтаж бензонасоса

Прижав несильно шестигранником корпус, наживляем гайки и равномерно притягиваем. Затем уже затягиваем «серьезно» шестигранник. Устанавливаем окончательно трамблер, который мы до этого только примерили. Не забываем о герметике, который исключит подтекания масла. Не забываем и о планке, на которой есть шкала опережения зажигания, потому что после пуска мотора возможно понадобиться регулировка трамблера. Еще раз проверяем подсоединение проводов и патрубков, что забыли, подсоединяем.

монтаж и регулировка трамблера

Последний штрих — установка клапанной крышки и кожуха ремня ГРМ. После окончания всех работ и проверок не забываем прикрутить на место тросик дроссельной заслонки. ГБЦ установлена и готова к работе.

Видео: Установка ГБЦ ВАЗ. Пошаговая инструкция

Головка блока цилиндров (автомобиль)

3.3.

Головка цилиндра

Головка блока цилиндров представляет собой отливку, прикрученную к верхней части блока цилиндров
. В нем расположены впускной и выпускной тарельчатые клапаны
, расположены отверстия для свечей зажигания или форсунок
, образуется верхняя поверхность камеры сгорания
и происходит реакция давления сгорания
. Каналы для охлаждающей жидкости, полости, впускные и выпускные отверстия
, смазочные каналы и свеча зажигания
или бобышки форсунок (рис.3.19) также расположены внутри или бобышки форсунок (рис. 3.19) также находятся в пределах
отливки головки.
Съемная головка блока цилиндров обеспечивает легкий доступ к клапанам
и верхним частям поршней, а также упрощает обработку
отверстия цилиндра, камеры сгорания и отверстий клапана
. Сопрягаемые грани ГБЦ и блока

Рис. 3.19. Верхний распредвал четырехцилиндровый
ГБЦ.
имеют плоскую шлифовку, так что прослоенная прокладка зажата между ними, когда головка прикручивается
вниз, образуя водонепроницаемое и газонепроницаемое соединение.
3.3.1.


Материалы головки цилиндра

Материал головки блока цилиндров должен быть легко отлит со сложной внутренней формой как для каналов охлаждающей жидкости, так и для впускных и выпускных отверстий. Материал должен быть достаточно прочным на сжатие
и способным непрерывно работать при колебаниях давления и температуры газа
при жестком креплении к блоку цилиндров болтами или шпильками. Хотя нагрузки
давления газа не являются чрезмерными для имеющихся материалов, но преобладающие градиенты температуры приводят к неравномерному расширению и сжатию металла
в этих областях.В результате в головке блока цилиндров возникают термические напряжения
, которые в конечном итоге вызывают деформацию или даже трещины в критических областях
, подверженных воздействию тепла сгорания.

(A) (B)
Рис. 3.20. Формы камеры сгорания.
A. Камера полусферической формы. Б. Клиновая камера.
Идеальный материал головки блока цилиндров должен ограничивать температуру поверхности, чтобы смазка
оставалась эффективной, горючие бензиново-воздушные смеси не перегревались и не вызывали детонацию
, не образовывались горячие точки, способствующие преждевременному воспламенению, и высокий циклические термические напряжения
не развиваются.В частности, в различных условиях эксплуатации, таких как непрерывная работа
с полной нагрузкой на автомагистралях или работа с частичной нагрузкой со слабыми смесями и поздним воспламенением, температура поверхности
повышается, вызывая локальные термические напряжения, которые могут легко достигать опасно высоких значений
, если не будет достаточно тепла. рассеялся.
Обычно используемые материалы — серый чугун и алюминиевые сплавы. Обычный чугун для головки блока цилиндров
отвечает большинству требований, таких как дешевизна, хорошая литье, хорошая обрабатываемость
, хорошая коррозионная стойкость, адекватная жесткость, прочность и твердость, а также низкое тепловое расширение
.Но у него есть недостатки — большой вес и низкая теплопроводность.
Головка из алюминиевого сплава, напротив, имеет половину веса эквивалентной чугунной головки
. Он также имеет теплопроводность в три раза лучше, чем у чугуна, благодаря чему снижается вероятность тепловых искажений
, а система охлаждения головки позволяет использовать более высокие степени сжатия
. Недостатки алюминиевого сплава в том, что он дороже,
его коррозионная стойкость уступает чугуну, он намного мягче, чем чугун, и он имеет высокое тепловое расширение
, которое вызывает истирание между головкой из алюминиевого сплава и отливкой. — блок цилиндровiron
при запуске и остановке двигателей, так что необходимы отдельные износостойкие седла клапана
и направляющие вставки.
Состав чугуна, используемого в головках цилиндров, аналогичен составу, используемому в блоках цилиндров
(раздел 3.1). Однако в случае алюминиевых сплавов предпочтительны несколько иные составы
. Два обычно рекомендуемых алюминиевых сплава — это
(i) 3,0% меди. 5% кремния, 0,5% марганца в матрице алюминия; и
(ii) 4,5% кремния, 0,5% марганца, 0,5% магния в матрице алюминия.
Медь и кремний в сплавах уменьшают тепловое расширение и сжатие, а
улучшает свойства текучести и литейных свойств алюминия.Медь
способствует старению, а кремний улучшает сопротивление истиранию. Добавление марганца и магния улучшает прочность сплава
. Коррозионная стойкость слегка превосходящего сплава, содержащего медь
, уступает коррозионной стойкости кремний-алюминиевого сплава, не содержащего меди.
3.3.2.

Камеры сгорания бензинового двигателя

Головка блока цилиндров образует верхнюю часть камеры сгорания. Реакции сгорания в камере сгорания
различаются в зависимости от типа топлива, формы камеры сгорания, эффективности системы охлаждения
, расположения свечей зажигания и клапанов, степени сжатия и качества
всасываемого заряда.Форма камеры сгорания, один из наиболее важных факторов,
в первую очередь зависит от формы верхней части поршня и формы кармана, образованного в головке
цилиндра. Эти формы имеют большое влияние на контроль плавности горения.
Камеры сгорания бывают двух типов: нетурбулентная полусферическая камера (рис.
3.20A) и турбулентная клиновая камера (рис. 3.20B).
В нетурбулентных полусферических камерах сгорание исходит от свечи зажигания, расположенной в центре
, и, следовательно, завершается в кратчайшие сроки.Конечные газы, вызывающие ненормальное сгорание
, имеют мало времени для реакции, и поэтому детонация сводится к минимуму.
Быстро горящий заряд вызывает высокую скорость повышения давления, что приводит к некоторой шероховатости и шуму двигателя
при средних и тяжелых нагрузках на низких оборотах двигателя. Это может быть неприемлемо для пассажиров. Полусферическая камера лучше всего подходит для гоночных автомобилей.
Камера сгорания с турбулентным клином спроектирована так, чтобы обеспечивать равномерную скорость горения посредством
управления горением путем изменения формы камеры сгорания, что приводит к плавному выработке энергии
.Поршень к концу такта сжатия приближается к низкому или плоскому участку
головки, называемому зоной сжатия или зоной закалки. Газы выдавливаются из этой области
в большую часть камеры сгорания, создавая турбулентность внутри заряда. Поскольку свеча зажигания
расположена в сильно турбулентной части заряда, за зажиганием
следует плавное и быстрое горение. Конечные газы, оставшиеся в зоне сдавливания, сжимаются до очень тонкого слоя
, меньше 0.Толщина 25 мм, когда поршень находится в верхней мертвой точке, охлаждается
и, следовательно, не реагирует. Заряд, прилегающий к поверхности камеры сгорания, имеет толщину от 0,005
мм до 0,050 мм и не горит, поскольку температура заряда ниже температуры его воспламенения
мм.
Полусферические камеры сгорания с низкой площадью поверхности по сравнению с их объемом выделяют на
меньше несгоревших углеводородов, чем клиновая камера сгорания, которая имеет относительно высокое отношение площади поверхности к объему
.Улучшение конструкции камеры сгорания было добавлено за счет того, что
изменил клапаны клиновой головки на расходящиеся углы, изменил положение свечи зажигания,
уменьшил площадь гашения и уменьшил отношение площади поверхности камеры сгорания к объему.
Некоторыми примерами таких модифицированных камер являются полисферические, полуклиновые и почечные формы
.
Головка блока цилиндров, показанная на рис. 3.21A, имеет резервуар для создания турбулентности (TGP), который
создает высокую турбулентность или завихрение топливовоздушной смеси во время сгорания.Часть смеси
вдавливается в бак во время сжатия. Он сгорает первым при возгорании и выливается из
с большой скоростью. Это способствует быстрому распространению пламени и лучшему сгоранию.
В компоновке камеры предварительного сгорания (рис. 3.21B) находится бак с небольшим вентилем
и свеча зажигания. Бедная смесь поступает в основную камеру сгорания. Богатая смесь поступает в камеру предварительного сгорания
, где происходит воспламенение. Горячие горящие газы врываются в бедную смесь
, зажигают ее.Это обеспечивает хорошую турбулентность и быстрое сгорание обедненных смесей
и, таким образом, сводит к минимуму выбросы.

Рис. 3.21. Цилиндр.
A. С котлом, создающим турбулентность. Б. С камерой предварительного сгорания.

3.3.3.

Камеры сгорания дизельного двигателя

В дизельных двигателях камера сгорания играет важную роль в работе двигателя.
Камера должна быть спроектирована так, чтобы обеспечивать равномерное перемешивание сжатого воздуха и впрыскиваемого топлива
.Есть много хороших конструкций камер сгорания с ХИ, каждая из которых имеет форму
, обеспечивающую эффективную завихрение. Эти конструкции можно условно разделить на два основных класса
:
(i) Прямой впрыск
(ii) Непрямой впрыск
В первом типе топливо впрыскивается непосредственно в закрытый конец цилиндра, тогда как в
В случае последнего типа топливо распыляется в отдельную небольшую камеру, которая соединена с цилиндром
небольшим каналом или горловиной.

Прямой впрыск.

На рис. 3.22 показаны основы камеры сгорания с прямым впрыском (DI),
, которая использовалась в тяжелых транспортных средствах на протяжении многих лет и, в слегка измененной форме,
в настоящее время используется для автомобильных двигателей объемом 2 литра. .
Поскольку в ВМТ поршень находится очень близко к плоской головке блока цилиндров, большая полость, обработанная в поршне
, содержит большую часть воздуха. Для получения необходимой степени сжатия необходимы верхние клапаны
.Неглубокие выемки в головке поршня обеспечивают зазор для головок клапанов.
Однако из-за неточной настройки фаз газораспределения клапаны ударяются о поршень. Многоканальный инжектор
позволяет тонко распыленному топливу под высоким давлением (17 МПа) проникать в быстро движущийся воздух
и просто попадать в полость поршня.

Рис. 3.22. Камера сгорания с прямым впрыском.
Вихрь создается как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Поднимающийся поршень направляет воздух
в полость, которая перемещается, как показано на рисунке.Когда поршень приближается к ВМТ
, это движение ускоряется из-за сжимающего действия воздуха между поршнем и головкой.
Горизонтальное или вращательное завихрение можно получить, наклонив впускное отверстие по касательной к цилиндру,
или замаскировав впускной клапан. Рисунок 3.22A иллюстрирует последнюю схему расположения, которая является наиболее популярной среди
. Объединение обоих вихревых движений создает вихревой воздушный поток в полости и обеспечивает
хорошую подачу кислорода в область горения.

Непрямой впрыск.

До середины 1980-х годов тип непрямого впрыска (IDI) обычно использовался в небольших двигателях CI
, устанавливаемых на легковые автомобили. По сравнению с традиционным двигателем DI для тяжелых транспортных средств, IDI работает с

Рис. 3.23. Камера сгорания с косвенным впрыском
(Вихревая камера).
более плавно, и поскольку типы IDI используют более низкое давление впрыска
, двигатель может работать
в большом диапазоне скоростей.

Многие камеры сгорания IDI имеют форму
на основе конструкции кометы Рикардо, показанной на
рис.3,23. В этой конструкции вихревая камера
соединена с основной камерой горловиной
, которая работает при более высокой температуре, чем окружающий металл
.
Воздух проталкивается через горячее горло в камеру
во время сжатия, поэтому к концу
этого хода передняя камера содержит очень горячий воздух в состоянии сильного завихрения. Топливо, впрыскиваемое
в эту быстро движущуюся воздушную массу, быстро распыляется до очень тонкого состояния. Такое распыление
чрезвычайно эффективно, даже несмотря на то, что топливо впрыскивается в виде «мягкого» распылителя с помощью иглы или сопла
с одним отверстием, установленного на сравнительно низкое давление порядка 9.8 МПа.
Как только в вихревой камере начинается горение, горящее топливо вместе с несгоревшим
и частично сгоревшим топливом переносится в поршневую полость в основной камере. Если период
впрыска продлен для получения более высокой мощности двигателя, большая часть топлива, впрыскиваемого ближе к концу
периода распыления, не воспламеняется, пока не смешается с воздухом в основной камере. Этот
обеспечивает продолжение горения в течение относительно долгого времени, пока он, наконец, не достигнет стадии на
, когда топливо не может найти достаточно кислорода.За этой точкой из выхлопной трубы
начинает исходить черный дым. Эта точка появления дыма указывает на максимальное количество топлива, которое можно впрыснуть
без ущерба для экономии, а также представляет максимальную мощность, которую
может получить от двигателя.
В двигателе IDI комбинация горячего воздуха и отличного распыления дает короткую задержку зажигания
. По сравнению с типом DI в двигателях IDI интенсивность детонации дизельного двигателя ниже, двигатель
работает более плавно и требуемое цетановое число топлива может быть ниже.У двигателей DI
степень сжатия составляет около 16: 1, но в двигателях IDI используется более высокая степень сжатия порядка
, составляющая 22: 1, а в некоторых случаях даже 30: 1. В дополнение к требованию холодного запуска требуется высокая степень сжатия. Степень сжатия
в двигателях IDI также улучшает термический КПД, то есть экономичность, по сравнению с
и двигателями DI. Эта особенность также несколько противодействует большей потере тепла из-за
большей площади поверхности камеры сгорания IDI.

Холодный пуск.

Для всех двигателей CI требуется специальное приспособление для холодного пуска. Хотя впрыск большего количества топлива
и больший процент легко воспламеняющихся фракций, содержащихся во впрыскиваемом заряде
, обычно достаточно для запуска холодного двигателя прямого впрыска, более высокие тепловые потери в установках IDI
требуют, чтобы эти двигатели имели дополнительный холод. стартовые сооружения.
Для холодного пуска двигателя ХИ используется один или несколько из следующих методов:
(a) Свеча подогрева, , часто называемая свечой накаливания или горячей лампой, установленная вихревая камера.Воздух
в камере нагревается электрически за несколько секунд перед запуском холодного двигателя.
В наши дни эти вилки часто управляются автоматически.
(6) Нагреватели коллектора, — электрический блок, установлены для предварительного нагрева воздуха, когда он проходит через
впускной коллектор к цилиндру.
(c) Форсунка Pintaux, форсунка игольчатого типа, имеет вспомогательное отверстие для направления топлива в горловину
камеры во время периода запуска.
Свеча накаливания (рис.3.24) устанавливается в каждой камере предварительного сгорания рядом с инжектором. Когда
ключ зажигания включен, наконечники свечей накаливания становятся вишнево-красными с температурой около
1310 К. Световой индикатор накаливания выключается, когда свечи накаливания достаточно нагреваются для запуска двигателя
. Как только двигатель запустился, таймер удерживает свечи накаливания, чтобы они продолжали накалять
(после накаливания), пока двигатель не достигнет определенной температуры. Последующее накаливание помогает улучшить работу холодного двигателя
и уменьшить количество белого дыма.Типовая схема подключения системы накаливания показана на рис. 3.25
.

Рис. 3.24. Свеча накаливания.

Рис. 3.25. Электропроводка системы свечей накаливания.

3.3.4.

Впускные и выпускные патрубки

Системы впуска и выпуска
разработаны с учетом требований к максимальной мощности двигателя
с минимальным ограничением
. В то же время
впускная система обеспечивает
удовлетворительное распределение заряда в
впускной системе при частичном дросселировании
и холостых оборотах.

Рис. 3.26. Головка блока цилиндров с сиамскими портами.
Впускной и выпускной каналы представляют собой каналы, отлитые в головке блока цилиндров, ведущие от коллекторов
к соответствующим клапанам. Оптимальная конструкция не всегда возможна из-за требований лопатки
к бобышкам болтов головки, направляющим клапанам, охлаждающим каналам и зазору отверстия
толкателя. Рядные двигатели имеют впускные и выпускные отверстия, расположенные на одной стороне двигателя
. Поэтому часто два цилиндра используют один и тот же порт из-за ограниченного пространства
.Эти порты называются сиамскими портами (рис. 3.26). Сиамские впускные каналы обычны для
в рядных двигателях, но редко в двигателях V-типа. Более крупные порты и лучшее дыхание возможны в двигателях
, у которых впускное отверстие находится на одной стороне головки, а выпускное отверстие — на противоположной стороне
. В этих двигателях для каждого цилиндра обычно предусмотрен отдельный порт (рис. 3.27).

Рис. 3.27. Головка блока цилиндров с отдельными портами.

3.3.5.

Каналы охлаждающей жидкости

Охлаждающая жидкость течет из самой холодной части
двигателя в самую теплую часть.
Охлаждающая жидкость подается в блок, где она направляется
вокруг цилиндров, после
она течет вверх через прокладку
к охлаждающим каналам, залитым в головку цилиндров
. Нагретая охлаждающая жидкость собирается в общей точке
и возвращается в
радиатор для охлаждения, прежде чем она будет отправлена ​​на переработку
.
Относительно большие отверстия
предусмотрены на поверхности прокладки головки
в охлаждающие каналы головки. Они
необходимы, потому что сердечник охлаждающего канала
поддерживается через эти отверстия
во время литья головки.Отверстия
между головкой и блоком обычно слишком большие для правильного потока
охлаждающей жидкости. В этом случае прокладка головки per-
играет важную роль, обеспечивая калиброванный дроссель
с перфорированными отверстиями
для правильного потока охлаждающей жидкости через каждое отверстие
(рис. 3.28). Следовательно, прокладка головки
должна быть установлена ​​правильно для надлежащего охлаждения двигателя.
Специальные охлаждающие сопла или дефлекторы встроены в головку для направления охлаждающей жидкости к той части
головки, где требуется отвод локального тепла, например к области выпускного клапана
.Некоторые из дефлекторов отлиты в системе охлаждения, а другие представляют собой запрессованные сопла из листового металла
.
3.3.6.

Смазочные каналы

Смазочное масло подается в механизм верхнего клапана либо через толкатели клапана
(рис. 3.29), либо через просверленные каналы в головке и отливке блока (рис. 3.30). Прокладка головки
имеет специальные отверстия, позволяющие маслу проходить между блоком и головкой без утечки
.Из клапанного механизма масло возвращается в масляный поддон через каналы возврата масла. Эти
состоят из просверленных отверстий в некоторых двигателях или относительно больших литых отверстий в большинстве двигателей fdr
, что снижает общий вес двигателя и, следовательно, стоимость.

Рис. 3.28. Контроль расхода охлаждающей жидкости.

Рис. 3.29. Смазка клапанного механизма через полые толкатели.

3.3.7.

Шпилька и установочный болт

Головка блока цилиндров помещается на верхнюю часть блока цилиндров, и обе соединяются вместе.
либо шпильками, либо установочными болтами.Когда головка цилиндра прикручивается к блоку, она находится в сжатом состоянии
, и поэтому шпильки или установочные болты находятся в напряжении. Это действие вытягивает и растягивает
металл вокруг резьбовой области в верхней части блока цилиндров (рис. 3.31). Чтобы обеспечить достаточную прочность соединения
, глубина резьбового расточенного отверстия должна быть как минимум в два раза больше диаметра шпильки
установочного болта, а резьба в блоке должна начинаться не менее чем на 0,3 их диаметра
ниже поверхности (рис.3.31).

Рис. 3.30. Просверлены каналы подачи масла в блоке и головке для смазки клапана.

Рис. 3.31. Зенковка под головку блока цилиндров, резьбовую головку блока цилиндров и блок цилиндров с резьбой
отверстия для шпильки или установочного болта.
Отверстия для прижимных винтов должны быть как можно ближе к отверстию, в противном случае поверхности стыка
имеют тенденцию открываться во время сгорания, тем самым снижая их сжатие и эффективность уплотнения.Но если отверстия расположены слишком близко к верху цилиндрического отверстия, они искажаются из-за округлости.
С головкой блока цилиндров из алюминиевого сплава всегда следует использовать установочные болты; в противном случае становится практически невозможным вынуть головку
через шпильки, если между шпильками
и их соответствующими отверстиями в головке цилиндров образуются какие-либо продукты коррозии.
Минимальное количество резьбовых прижимных отверстий в верхней части блока — четыре или
в некоторых случаях пять для двигателей с объемом каждого цилиндра примерно до полулитра.Сверх этого объема цилиндра
используются шесть, семь, а иногда даже восемь или девять прижимных винтов.
Рекомендуемый материал для качественных прижимных шпилек или установочных болтов — марганец-молибденовая сталь
, типичный состав которой: 0,35% углерода, 0,2% кремния, 1,6% марганца-
ганез, 0,3% молибдена и 97,55% железа. . После термообработки механические свойства
этой стали становятся:
Прочность на растяжение = 1000 Н / мм2
Предел текучести = 800 Н / мм2
Ударная вязкость = 47 Дж
Твердость = от 290 до 340 по Бринеллю
Безопасная рабочая прочность для этой стали составляет 640 Н / мм, что обычно составляет 80% от предела текучести сталей
.

.

Перенос головки блока цилиндров: Руководство по инструментам и оборудованию

Конечно, эта глава называется «Перенос инструментов, расходных материалов и безопасности», но я обращаюсь в первую очередь к вопросам безопасности, потому что жизненно важно, чтобы вы понимали, насколько они важны.


sa215small Этот технический совет взят из полной книги ДЭВИДА ВИЗАРДА, КАК ПОРТИРОВАТЬ И ПРОТЕСТОВАТЬ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРОВ. Подробное руководство по этому вопросу вы можете найти по этой ссылке:
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь делиться этой записью в Facebook / Twitter / Google+ или на любых автомобильных форумах или блогах, которые вы читаете.Вы можете использовать кнопки социальных сетей слева или скопировать и вставить ссылку на веб-сайт: https://musclecardiy.com/cylinder-heads/cylinder-head-porting-tools-equipment-guide-part-6/



Fig. 6.1. The ability to port your own heads and manifolds to a professional level puts you in a position of building significantly higher output engines for very little extra cost. A first-time porting student of mine built the almost600-hp 350 shown. Output was increased to nearly 750 hp when the nitrous was activated.

Рис. 6.1. Возможность переноса собственных головок и коллекторов на профессиональный уровень дает вам возможность создавать двигатели с значительно более высокой выходной мощностью при очень небольших дополнительных затратах. Один мой студент, впервые занимающийся портированием, построил показанный нами двигатель мощностью почти 600 л.с. При включении закиси азота выходная мощность была увеличена почти до 750 л.с.


Безопасность глаз и легких

Не заблуждайтесь — шлифовальный станок со скоростью вращения 18 000 об / мин с твердосплавным режущим металлом — это отвратительное маленькое хищное создание, выплевывающее тонкую, острую как бритву осколки. Дело не только в очень острых осколках металла, но и в том, что они отрываются от заготовки со скоростью до 60 футов / сек. Если они ударили вас, концы этих острых как бритва осколков с легкостью проникли в ваш глаз на глубину до 1/16 дюйма. Это означает «прямо сейчас» поездку в больницу для болезненного ухода за глазами.Так что возьмите хороший набор защитных очков, чтобы они не попадали в глаза сбоку, чтобы рикошетившие осколки не попали вам в глаза.



Fig. 6.2. Do not shortchange yourself when it comes to safety glasses. Eyeglasses with side shields (shown) or wrap-around-style eyeglasses are a must. Also a cap with a bill as is being worn here is a good idea; it stops cutter debris from dropping over the top of the glasses onto your eyelids and later being rubbed into your eyes. Also note the mask. You want something a little better than those very cheap paint masks, and any good auto-parts retailer has suitable versions.

Рис. 6.2. Не обманывайте себя, когда дело касается защитных очков. Очки с боковыми щитками (на рисунке) или очки с запахом являются обязательными. Также неплохая идея — кепка с банкнотой, которую здесь носят; он предотвращает попадание мусора от режущего инструмента через верх очков на ваши веки и последующего втирания в глаза.Также обратите внимание на маску. Вам нужно что-то немного лучше, чем эти очень дешевые малярные маски, и у любого хорошего продавца автозапчастей есть подходящие версии.

Fig. 6.3. If you use this air tool oil from BND, your cheap die grinder will last at least three years. Use any other oil and it may not last three months.

Рис. 6.3. Если вы используете это масло для пневматических инструментов от BND, ваша дешевая шлифовальная машина прослужит не менее трех лет. Используйте любое другое масло, и этого не должно хватить на три месяца.

Fig. 6.4. This 3.6-scfm-at-90-psi grinder just barely made the grade  for air-powered die grinders. I  recommend a 4-scfm-at-90-psi  minimum.

Рис. 6.4. Эта шлифовальная машина с рабочим объемом 3,6 стандартных кубических футов в минуту и ​​давлением 90 фунтов на кв. Дюйм едва ли могла быть использована для шлифовальных машин с пневматическим приводом. Я рекомендую минимум 4 стандартных кубических фута в минуту при 90 фунтах на квадратный дюйм.

Когда вы позаботитесь о глазах, пора подумать о ваших легких. Ни в коем случае не используйте абразивные материалы без предварительной маски. Вам не нужно делать это много раз, прежде чем повреждение легких (обычно силикоз) превратится из возможности в факт. Я могу быть здесь очень категоричным, потому что я узнал на собственном горьком опыте!

Использование профессионального пылесоса для поддержания чистоты на рабочем месте также является очень хорошей идеей. Вставка конца пылесоса в открытый конец порта, над которым вы работаете, не только помогает сохранить ваш магазин в более чистом виде, но также позволяет вам видеть, что вы делаете в порту, и при этом не допускать попадания на 99 процентов остатков фрезы / наждачного валика.

MuscleCarB

Шлифовальные машины — воздушные или электрические

Помимо компонентов, которые мы собираемся перенести для большего потока воздуха, есть много аспектов двигателя, которые можно улучшить с помощью шлифовального станка, некоторых твердосплавных фрез и коробки наждачных валков. Если вы только начинаете, вам необходимо рассмотреть плюсы и минусы двух самых популярных типов шлифовальных машин: пневматических и электрических. Шлифовальные машины дешевле, если у вас уже есть источник сжатого воздуха.Считайте 4 стандартных кубических фута в минуту при 90 фунтах на квадратный дюйм минимум и от 5 до 6 кубических футов в минуту в качестве компрессора с хорошей рабочей производительностью практически для всех обычных типов шлифовальных машин.

Компрессор берет на себя основные денежные затраты на пневматическую систему подсоединения. После этого вам будут доступны несколько недорогих вариантов пневматических шлифовальных машин. Есть много магазинов со скидками, в которых продаются дешевые шлифовальные машины по цене всего 18 долларов. Они более низкого качества, чем болгарки стоимостью 50 долларов и более, но есть исправление. Если вы используете масло для пневмоинструментов BND Automotive, как я, то

.Сборка

— Счетная головка, цилиндр (дорожка) и сектор для прерывания BIOS 13h

Переполнение стека
  1. Около
  2. Товары
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. работы Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
  5. реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
  6. О компании

Загрузка…

  1. Авторизоваться зарегистрироваться
  2. текущее сообщество

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о