|
|
|
Навигация
|
Главная » Мануалы ГЛАВА XI КОРПУС ДВИГАТЕЛЯ § 1. СИЛОВЫЕ СХЕМЫ КОРПУСОВ В зависихмости от способа передачи сил давления газа на элементы корпуса различают те или иные силовые схемы корпусов двигателей. В конструкциях, выполненных в виде бло к-к а р-т е р а, имеющих отдельные головки цилиндров, приняты следующие силовые схемы. 1. Силовая схема несущего блока цилиндров, когда силы газов передаются гильзам цилиндров и рубашкам, отлитым за одно целое (фиг. 204); крепление головки к блоку в этом случае осуществляется шпильками, ввернутыми в блок цилиндров. 2. Силовая схема несущего блока рубашек, когда силы газов передаются только рубашкам цилиндров, гильзу цилиндра выполняют отдельно --вставной (фиг. 205, 206 и 207), а шпильки, крепящие головку, ввертывают в тело блока рубашек. 3. Силовая схема несущих шпилек, когда силы давления газов передаются специальным силовым шпилькам (анкерным связям), стягивающим головку, блок-картер и фундаментную раму (фиг. 208). Корпус двигателя по схеме блок-картера может быть выполнен с отдельными вставными гильзами и с гильзами, отлитыми вместе с рубашкой. В двигателях блочных конструкций, в которых цилиндры и головки выполнены за одно целое (имеют моноблок цилиндров), корпусы могут быть выполнены по следующим силовым схемам. 1. По силовой схеме несущей гильзы, когда силы давления газов передаются гильзам, а рубашки цилиндров не испытывают сил давления газов. 2. По силовой схеме несущих рубашек, когда силы давления газов передаются рубашкам цилиндров, а гильзы при этом не испытывают напряжений растяжения от действующих сил давления газов (фиг. 209). 3. Конструкции двигателей воздушного охлаждения следует отнести к конструкции несущего цилиндра, так как силы давления газов передаются цилиндрам (фиг. 210). В конструкциях двигателей при отъемной головке, отдельном блоке цилиндров и отдельном картере (станине) приняты следующие силовые схемы корпусов. 1. Силовая схема несущих шпилек в конструкциях, у которых головка, блок цилиндров и картер стягиваются силовыми шпильками; в этой схеме могут быть варианты: а) гильзы разгружены, а блок рубашек нагружен (фиг. 211); б) гильзы нагружены, а блок рубашки разгружен; к этому варианту можно отнести силовую схему двигателя воздушного охлаждения, когда цилиндр стягивается длинными силовыми шпильками, проходящими через головку (рядом с цилиндром) в картер двигателя.    о о  РазрезпоДД-ББ  Разрез по ВВ.  1/г /j/76j /7 ГГ-ДДЕЕ  Фиг. 205. Блок-картер двигатегтя ЯАЗ-204    /Г Разрез по ББ  Разрез по ДЙ -5 -!-  Фиг. 207. Блок-картер (секция) стационарного двигателя бДР-gQ-.   Фиг. 208. Блок-картер и силовая схема судового двигателя 64 Фиг. 209. Л^ноблок с несущей рубашкой двигателя В К-105.  Фиг. 210. Моноблочная конструкция Фиг. 211. Блочная конструкция и силовая цилиндра воздушного охлаждения схема двигателя В-2. двигателя АШ-82. 2. Силовая схема несущих рубашек (блок рубашек); в этой схеме возможны варианты: а) головка и блок рубашек, а также блок рубашек и картер, в другом случае блок рубашек и фундаментная рама скреплены раздельно короткими шпильками (фиг. 212). б) блок рубашек, картер и фундаментная рама скреплены длинными анкерными связями (шпильками), а крышки к блоку рубашек кренят короткими шпильками (фиг. 213).  Фиг. 212. Блок цилиндров, картер и силовая схема тепловозного двигателя Д-50.  Фиг. 213, Силовая схема судового двигателя. 3. Силовая схема несущего цилиндра в двигателях воздушного охлаждения, когда головка, цилиндр и картер скреплены раздельно короткими шпильками. Приведенное разделение силовых схем корпусов на группы охватывает только основные случаи. § 2. КОНСТРУКЦИИ КОРПУСОВ Конструкция корпуса, его габаритные размеры и соответствующая ему силовая схема определяются назначением, условиями работы и мощностью двигателя. Форма корпуса зависит в первую очередь от условий установки двигателя в машинном отделении и удобства обслуживания его в эксплуатации. К конструкции корпуса двигателя предъявляются следующие требования. 1) прочность не только при номинальных нагрузках, но и при возможных перегрузках; 2) достаточная жесткость; 3) удобство монтажа узлов двигателя и агрегатов, а также удобство обслуживания при эксплуатации двигателя; 4) возможно меньший вес, сравнительно простые конструктивные формы и простота изготовления. Наиболее рациональной надо считать такую силовую схему корпуса, в которой сечения рубашек цилиндров, картера, а также фундаментной рамы (при ее наличии) нагружены равномерно. В большинстве случаев корпусы двигателей выполняют литыми из серого чугуна и реже из алюминиевого сплава. В стационарных и судовых двигателях иногда применяют фундаментную раму, выполненную из стального литья, а блочную часть из чугуна. Находят распространение сварные корпусы, выполняемые или из стального литья, или из стального проката. Кованые стальные корпусы применяют в легких двигателях повышенной мощности, в частности, в звездообразных многорядных. § 3. КОНСТРУКЦИИ БЛОК-КАРТЕРА Блок-картер широко применяют в автомобильных, тракторных и судовых двигателях. Ряд конструкций отечественных автомобильных и тракторных двигателей выполнен по силовой схеме несущего блока. Для примера на фиг. 204 показан блок-картер четырехцилиндрового автомобильного двигателя М-20, выполненный по этой силовой схеме. Рубашки и цилиндры отлиты совместно; пространство для охлаждающей жидкости образовано вокруг каждого цилиндра, по всей его длине, что способствует выравниванию температуры стенки цилиндра. Картер, отлитый за одно целое с блоком цилиндров, выполнен открытым и низким. По числу коренных опор вала в картере сделаны четыре поперечные стенки, каждая из них в нижней части переходит в полукольцо. Эти полукольца являются верхними коренными опорами вала. Стенки усилены вертикальными ребрами, соединяющими их со сводом картера. В картере слева (см. фиг. 204, поперечный разрез) в круглых отверстиях вертикальных стенок размещены подшипники распределительного вала. Выше распределительного вала на боковой стенке цилиндров расположена коробка распределения, далее в верхней части блока расположены каналы и гнезда клапанов. В гнезда выпускных клапанов вставлены седла из специального жароупорного чугуна. Блок-картер выполнен из серого чугуна СЧ 24-44 с добавкой легирующих элементов. Толщина стенок блока цилиндра 6 мм, а стенки картера 7 мм. Для уменьшения износа в пилиндры блока запрессованы сухие гильзы, изготсвленные из износостойкого (легированного) чугуна. Гильзы имеют длину 144 мл1 и в нижней части опираются по торцу в тело блока. Окончательную обработку гильзы ведут после ее запрессовки. Блок двигателя ГАЗ-51, по силовой схеме однотипный с блоком двигателя М-20, имеет гильзу длиной 50,5 мм, расположенную в верхнем поясе блока. В блок-картерах бензиновых двигателей ставят иногда сухие гильзы, длина которых равна длине всего цилиндра;такие гильзы выполняют с опорным буртиком в верхней части. При боковом расположении клапанов часть верхней плоскости блока дилиндров непосредственно омывается горячими газами. Распределение температуры в верхнем поясе блока неравномерно. Например, в двигателе ,ЗИС-110 на режиме полной нагрузки [р^ = 6 кг/см) при п = 3300 об/мин (по опытам МВТУ) иаибольшая температура 238° С наблюдается в теле перемычки между гнездами клапанов и в перемычке между стенкой цилиндра и гнездом выпускного клапана. Температура стенок циливдра при тех же условиях равна 140° С.  100 110 130 Ш 150 t С При недостаточном охлаждении и длительном перегреве перемычек возможно разрушение их в результате тепловых напряжений. Неравномерное распределение температуры наблюдается также и по длине стенки, как это показано на фиг. 214. Для уменьшения неравномерности распределения температуры по блоку цилиндров и снижения температуры перегретых мест обычно предусматривают разделенный подвод свежей охлаждающей жидкости. Воду в блок двигателя М-20 подают насосом в верхнюю часть блока, частично в водяное пространство блока, а частично в специальную плоскую трубу, расположенную вдоль блока между стенками цилиндров и стенками каналов клапанов. Выход воды из блока в головку имеется от каждого цилиндра, этим достигается более равномерная циркуляция в системе охлаждения. Головку к блоку крепят короткими шпильками, ввернутыми в тело блока. Блок-картер с несущим блоком цилиндров и сухой гильзой применяют в автомобильных двухтактных двигателях с воспламенением от сжатия ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206. На фиг. 205 показан блок-картер двигателя ЯАЗ-204. Литой блок-картер имеет пря.мые боковые стенки, продолженные вверх до плоскости крепления с головкой. Между рубашками цилиндров и вертикальными прямыми стенками образуются полости, служащие ресивером продувочного воздуха. По середине блока цилиндров расположен продувочный пояс для подвода воздуха в цилиндры. Верхняя часть блока связана с картером боковыми вертикальными стенками с каналами треугольного сечения для подвода воды. Картер выполнен высоким, что придает ему повышенную жесткость; низ картера открытый. Число поперечных стенок картера соответствует числу коренных опор вала. Верхняя половина опоры усилена тремя вертикальными и двумя горизонтальными ребрами. Нижнюю часть опоры привертывают двумя шпильками. В верхней части блока слева и справа расположены круглые отверстия под распределительный и балансирный валики. В случае применения длинных и сухих гильз цилиндрические поверхности блока под гильзы необходимо тщательно обрабатывать (хонинговать). При нагревании гильзы должны плотно всей поверхностью прилегать к стенкам цилиндров блока, обеспечивая максимально возможный отвод тепла с охлаждающей жидкостью. Гильзы при работе двигателя нагреваясь расширяются, поэтому в холодном состоянии их устанавливают с небольшим зазором (по допуску 0,000-0,051 мм), вследствие чего достигается плотность прилегания гильз к блоку при работе. Полости ресивера с торцов блока выполнены открытыми. При монтаже их закрывают стальными крышками, привертьшаемыми к блоку. Торцевые поверхности блока подвергают тщательной механической обработке. Для уплотнения стыка между крышками и блоком ставят прокладки и применяют специальную мастику. Справа (если смотреть вдоль блока со стороны отбора мощности) в середине боковой стенки имеется отверстие для подвода воздуха в ресивер от Фиг. 214. Распределение температуры по высоте стенки восьмицилиндрового двигателя ЗИС-110: I - 9 - места замеров. Конструкции блок-картера 279 нагнетателя. На этой же боковой стенке ближе к торцам блока выполнены отверстия для подвода охлаждающей воды из насоса. При работе используют лишь одно отверстие из предусмотренных двух, расположенное у первого цилиндра или у четвертого. Вода попадает в канал, находящийся ниже ресивера, а из канала в полость водяного пространства нижней части блока. Охлаждающая вода из нижней полости в верхнюю, отделенную продувочным поясом, поступает через каналы треугольного сечения. Подвод воды предусмотрен к каждому из цилиндров. Это способствует выравниванию температуры блока и головки. Масляная магистраль расположена непосредственно под водяным каналом. Нижняя часть картера закрыта литым поддоном. Блок-картер выполнен из серого чугуна с присадкой легирующих элементов. Основные стенки блок-картера имеют толщину 5,5 мм. Широко распространены блок-картеры, выполняемые по силовой схеме несущих рубашек. На фиг. 2Q6 показан блок-картер с несущими рубашками четырехтактного четырехцилиндрового двигателя Д-35. Блочная часть состоит из рубашек; гильзы цилиндров вставные, мокрые. Верхняя выточка в блоке предназначена для посадки буртика гильзы, которая опирается на тело блока; сверху гильза прижимается головкой двигателя. В пространство, образуемое между стенками рубашек и гильз, подается вода для охлаждения. Верхний стык уплотнен медной прокладкой, прилегающей к буртику гильзы в выточке блока. Нижнее уплотнение осуществляется резиновыми кольцами, расположенными в канавках пояса гильзы. Воду для охлаждения подают насосом с переднего торца блока в канал, расположенный вдоль блока в левом верхнем углу рубашки (фиг. 206, поперечный разрез). Из канала через круглые отверстия, расположенные против цилиндра, вода поступает в пространство охлаждения, и далее в головку двигателя. Картер выполнен высоким и открытым, коренные опоры коленчатого вала размещены на вертикальных поперечных стенках, усиленных ребрами. Нижние половины опор привернуты на шпильках. В середине блок-картера ближе к правой наружной стенке размещен распределительный вал на трех неразъемных опорах. Над опорами распределительного вала и в верхней плоскости блока сделаны отверстия для толкателей и их промежуточных стержней. Блок-картер отлит из серого чугуна СЧ 15-37 с добавкой легирующих элементов. Другим примером применения блок-картера с несущей рубашкой может служить двухтактный двигатель 6ДР На фиг. 207 показана секция блока с тремя цилиндрами. Блок-картер этого двигателя составной из двух секций, что часто применяют в практике судового и стационарного двигателестроения. В середине блока против каждого цилиндра расположены отверстия для подвода продувочного воздуха. С противоположной стороны, несколько выше продувочного пояса, расположены выпускные каналы. Картер, отлитый вместе с блоком рубашек, выполнен низким и открытым. Картер привертывают к фундаментной раме. Блок-картеры с несущими силовыми шпильками широко применяют как в двухтактных, так и в четырехтактных тракторных судовых и стационарных двигателях. На фиг. 208 показан блок-картер с несущими шпильками, применяемый на судовых двигателях 64 Открытый низкий картер отлит вместе с блоком рубашек. Стенки картера выполнены вертикальными. Образуемые стенками рубашек и картера коробки справа и слева блока служат для размещения в них механизмов распределения, топливных насосов и других агре- 1 ... 6 7 8 9 10 11 12 ... 19 |
 |
 |