1. Головка блоку циліндрів Головка блоку циліндрів закриває циліндри і зазвичай служить основою для...

Головка блоку циліндрів

Головка блоку циліндрів закриває циліндри і зазвичай служить основою для кріплення клапанного механізму, свічок запалювання або форсунок, а також різних вузлів і механізмів систем двигуна.
Оскільки головка блоку циліндрів є своєрідною кришкою, що закриває циліндри, вона сприймає велику теплову і механічну навантаження від згорають газів, а також від попереднього затягування болтів або шпильок кріплення.

Несприятливі умови роботи цього вузла виявляються і в тому, що різні ділянки головки під час роботи двигуна схильні до дії різних температур і тиску - ділянки в районі камери згоряння розігріваються до температури 1900 ... 2500 ˚С, а ділянки, по яких проходять канали та порожнини з охолоджувальною рідиною, не нагріваються вище 90 ... 95 ˚С. Нерівномірне нагрівання окремих ділянок головки блоку приводить до її об'ємно-просторової деформації, що теж необхідно враховувати при конструюванні цієї відповідальної деталі КШМ.

Основні вимоги, що пред'являються до конструкції головки блоку циліндрів:

• Висока жорсткість, що виключає деформацію від механічних навантажень;
• Виняток викривлення і деформацій від місцевого перегріву при робочих температурах;
• довговічність;
• Оптимальні розміри і форма випускних каналів;
• Оптимальна форма камери згоряння;
• Надійне ущільнення газового стику;
• Раціональне розміщення деталей і вузлів двигуна;
• Простота конструкції, технологічність виготовлення і експлуатації;
• ремонтопридатність;
• Мінімальна маса і габарити.

На конструкцію головки блоку циліндрів впливає форма камери згоряння, місця розташування свічок запалювання або форсунок, їх розташування щодо осі циліндра, кількість і розташування клапанів, форма і місце знаходження каналів для підведення і відведення газів.

Матеріал для виготовлення головок вибирається залежно від типу двигуна. Для двигунів з примусовим займанням (карбюраторні, інжекторні) з метою забезпечення бездетонационной роботи використовують алюмінієві сплави. У двигунах із запалюванням від стиснення (дизелі) використовують чавуни, здатні переносити високі температурні і механічні навантаження, необхідні для оптимізації робочого процесу в дизелях.
Для малопотужних дизелів, з метою зменшення маси, можуть застосовуватися головки блоку циліндрів з алюмінієвих сплавів.

***

Найбільш простими є головки блоку циліндрів з нижнім розташуванням клапанів. У голівках блоку циліндрів сучасних верхньоклапанної двигунів розміщуються гнізда і напрямні втулки клапанів, впускні і випускні канали, канали і порожнини систем змащення і охолодження; у верхній частині головки блоку виконуються опорні майданчики для кріплення деталей клапанного приводу механізму газорозподілу. У конструкціях з верхнім розташуванням розподільного вала передбачаються відповідні опори.

Внутрішні порожнини головки блоку циліндрів утворюють сорочку, яку заповнюють охолоджувальною рідиною. Зверху головка блоку циліндрів закривається кришкою, що захищає деталі газорозподільного механізму від зовнішніх впливів, а також запобігає розбризкування і витік моторного масла, використовуваного для змазування рухомих деталей ГРМ, закріплених на голівці блоку циліндрів.

Необхідна жорсткість головки блоку циліндрів забезпечується її силовим каркасом, який, як правило, утворюється вертикальними бобишками, що мають поглиблення для проходу шпильок (або болтів), а також масивної нижньої опорною плитою.

Неприпустимі деформації головки блоку циліндрів при складанні виключаються певним порядком затяжки болтів або шпильок кріплення зі строго нормованим моментом затяжки.
Проте, головки блоку циліндрів, що закривають кілька циліндрів одночасно, нерідко деформуються, особливо при неправильній затягуванні і перевищенні температурних режимів роботи. Для виключення факторів появи подібних несправностей і дефектів на деяких сучасних двигунах застосовують роздільні головки блоку - для кожного циліндра своя головка.
Така конструкція використовується, наприклад, в дизельних двигунах автомобілів КамАЗ. Застосування роздільних головок блоку практично виключає деформації (через малі розміри окремої головки блоку), а також значно спрощує ремонтні операції, пов'язані з демонтажем головок блоку циліндрів, якщо виникає необхідність відремонтувати окремий циліндр (наприклад, замінити гільзу або яку-небудь прокладку).

Для рівномірного охолодження головки блоку циліндрів діаметр і розташування отворів, через які циркулює охолоджуюча рідина, підбирають таким чином, щоб забезпечити оптимальний температурний режим і інтенсивність відводу тепла.

Форма впускних і випускних каналів вибирається з умови мінімального аеродинамічного опору потокам свіжого заряду і відпрацьованих газів.

***

Піддон картера двигуна

Нижня половина картера, яку зазвичай називають піддоном, закриває блок-картер знизу і в більшості двигунів одночасно є резервуаром для моторного масла. Піддони виготовляють штампуванням з листової сталі товщиною 1,0 ... 1,5 мм або відливають з алюмінієвих сплавів.
Для зменшення переміщення моторного масла в піддоні при русі автомобіля по нерівних дорогах, гальмуванні, розгоні або на поворотах, всередині піддону виконують спеціальні перегородки, лотки і перемички.
Для підвищення жорсткості піддону роблять отбортовку, яка посилюється по периметру сталевий смугою, що приварюється до сталевого піддону точковим зварюванням.

У нижній частині піддона приварюється або відливається бобишка з різьбою, яке закривається пробкою для зливу моторного масла. Зазвичай пробка виготовляється з магнітних сплавів для уловлювання з моторного масла металевих крихт, стружки та інших продуктів зносу деталей КШМ.

У двигунах, призначених для роботи зі значними нахилами в різні боки, застосовують піддони з глибоким колодязем в передній або задній частині, в якому розміщується масло. Іноді такі колодязі-резервуари роблять знімними для забезпечення доступу до маслоприймачів без зняття всього піддону.
Такими піддонами обладнані, наприклад, двигуни ЗІЛ-131, що встановлюються на автомобілях підвищеної прохідності, і здатних переміщатися по крутих спусках і підйомах. Звичайні автомобільні і стаціонарні двигуни обладнані менш глибокими піддонами.

***

гільзи циліндрів