(10 голосов, среднее: 3.7 из 5)

Блоки цилиндров: все, что вам нужно знать

блок двигателя , также называемый блок цилиндров или просто блок , является самой большой и тяжелой частью двигателя. Снимите все с двигателя, и этот кусок литого металла останется последним. Его основная цель состоит в том, чтобы разместить цилиндры, в которых вращаются поршни, а также он содержит каналы, через которые перекачиваются масло и охлаждающая жидкость. Практически все современные блоки также образуют корпус для коленчатого вала, область, называемую

Поскольку блок большой и прочный, он представляет собой идеальное место для установки многих других частей двигателя — генератор переменного тока, водяной насос, насос гидроусилителя руля и стартер прикручены к блоку болтами.

Блоки представляют собой цельную отливку из чугуна или алюминиевого сплава. За последние два десятилетия алюминиевый сплав все чаще использовался для изготовления блоков цилиндров из-за его легкого веса. До этого блок был сделан из чугуна, который намного тяжелее. Чугунные блоки прочнее алюминия и до сих пор широко используются, особенно в дизельных двигателях, из-за более высоких сил сжатия при работе.

Компоненты блока цилиндров

Цилиндры

Цилиндры пространства, в которых перемещаются поршни. Это большие, точно сформированные отверстия, которые проходят через весь блок, с гладкими стенками для создания уплотнения с поршнем.

В блоках, изготовленных из чугуна, цилиндры обычно втачиваются непосредственно в блок, при этом стенки просверливаются до гладкости, а затем завершаются в процессе, называемом хонингованием. Алюминий мягче и более подвержен износу, поэтому в блоках из алюминиевого сплава будут использоваться гильзы цилиндров или гильзы из более твердого металла, которые помещаются в форму перед заливкой или закачкой расплавленного алюминия. Такие гильзы иногда также используются там, где цилиндр необходимо отремонтировать. или сделать крупнее. Стенки цилиндров могут иметь специальное покрытие для уменьшения трения и улучшения теплопроводности.

Обработка поверхности стенок цилиндра имеет жизненно важное значение, поскольку на трение между поршнем и стенками цилиндра обычно приходится 20% трения в двигателе.

Размер и количество цилиндров являются основным показателем объема двигателя. Больше цилиндров и большие цилиндры дадут больше мощности.

охлаждающая жидкость

При работающем двигателе стенки цилиндров сильно нагреваются — и намеренно; одна из их основных функций — отводить тепло от поршня. Цилиндры окружены полостями, называемыми водяные рубашки через который охлаждающая жидкость прокачивается водяным насосом. Как только двигатель прогреется до нужной температуры, эта охлаждающая жидкость будет проходить через радиатор, где она охлаждается.

Каналы сконструированы таким образом, чтобы можно было полностью опорожнить всю систему и избежать образования карманов, в которых может задерживаться воздух и образовываться пар.

Общий поток охлаждающей жидкости в двигателе направлен вверх из-за того, что горячие жидкости естественным образом поднимаются над холодными. В двигателе есть две схемы потока: при последовательном расположении охлаждающая жидкость течет через все цилиндры, а затем вверх в головку и обратно к передней части двигателя. Параллельным потоком охлаждающая жидкость поступает в головку через отверстия рядом с каждым цилиндром.

Масляные каналы

Масляные каналы внутри двигателя называются галереи . Масло откачивается из поддона и по галереям масляным насосом. Эти проходы позволяют маслу достигать коленчатого вала и головки блока цилиндров. В этом двигателе Mazda есть каналы, по которым масло поступает к маленьким форсункам, которые распыляют нижнюю часть поршней, чтобы они оставались прохладными.

Нефтяные галереи просверливаются в блоке после его отливки. Будут заглушки, которые вставляются, чтобы заглушить концы галерей после их механической обработки.

Масляный фильтр и датчик давления масла, вероятно, будут прикреплены к блоку. В показанном двигателе Mazda оба находятся на блоке.

Палуба

Верхняя поверхность блока, где находится головка блока цилиндров, называется колода . Он идеально плоский и сопрягается с нижней поверхностью корпуса. головка блока цилиндров . Между блоком и головкой будет прокладка ГБЦ . На двигателе с более чем одной головкой цилиндров, например, с V-образной, W-образной или плоской компоновкой, будет палуба, где каждая из головок цилиндров встречается с блоком.

Головка цилиндра плотно прикручена к блоку болтами, поскольку пространство, образованное между стенками цилиндра, головкой и верхней частью поршня, является камерой сгорания и воспринимает огромную силу детонации топлива. Поскольку блок массивный и сделан из чугуна, он редко деформируется, и поэтому поверхность блока редко требует механической обработки при восстановлении двигателя. Это контрастирует с нижней частью меньшей, более податливой головки блока цилиндров, которая может легко деформироваться.

Картер

Почти все современные блоки цилиндров имеют нижнюю часть, в которой находится коленчатый вал . Эта область, окружающая коленчатый вал, называется картер .

Коленчатый вал установлен в седлах, окружен подшипниками и зажат крышками коренных подшипников.

Отверстие в нижней части картера закрывается масляным поддоном или поддоном, в котором находится моторное масло. Между масляным поддоном и блоком может быть прокладка или, у этой Мазды, масляный поддон уплотнен жидким уплотнителем, который по сути похож на силиконовый герметик.

Крепления двигателя

Блок двигателя используется в качестве точки крепления между двигателем и шасси. Кронштейны, называемые опорами двигателя, крепятся болтами к блоку двигателя, а затем через резиновые опоры к шасси или подрамнику.

Основные заглушки

По внешней стороне блока имеются отверстия, заглушенные металлом заглушки , также называемый заглушки или расширительные заглушки . Несмотря на свое название, эти заглушки являются всего лишь остатками процесса литья: форма для блока использует прессованный песок для формирования внутренних пространств, таких как водяные рубашки. Когда металл затвердевает, этот песок вытряхивается и вымывается из двигателя через эти большие отверстия. Иногда механическую обработку выполняют и через отверстия. Затем в отверстие вдавливается тонкая металлическая заглушка, чтобы закрыть его. Если охлаждающая жидкость внутри блока замерзнет, ​​из-за недостаточного для наружной температуры антифриза, то он расширится. В этой ситуации возможно, что заглушки выскочат до того, как блок треснет, хотя это ни в коем случае не обязательно, и на самом деле наличие заглушек является незначительным побочным преимуществом.

Эти заглушки могут подвергаться коррозии в течение срока службы блока и могут начать течь. Их можно снимать и заменять. Во время ремонта двигателя может потребоваться снять свечи, чтобы полностью промыть двигатель.

Дополнительные крепления

В различных точках блока имеются резьбовые отверстия с плоскими поверхностями. Эти точки крепления называются боссы .

Неисправности

Сам блок очень прочный. Он вряд ли деформируется из-за своей массы, да и коррозия снаружи мало на что влияет. Блок двигателя редко нуждается в техническом обслуживании в течение срока службы обычного автомобиля, неисправности обычно замечаются и исправляются только во время полного восстановления двигателя. Устранение неисправностей блока цилиндров может быть очень дорогим, в основном из-за трудозатрат на разборку двигателя для ремонта.

Трещины

Трещины могут образовываться в блоке цилиндров как внутри, так и снаружи. Если подозревается наличие трещины, перед разборкой двигателя можно добиться некоторого успеха с помощью химического герметика. Это химические добавки, которые добавляются в охлаждающую жидкость и могут заделывать небольшие бреши в системе охлаждения.

Чугунный блок проверяется на наличие трещин с помощью процесса, называемого магнитным флюсом, при котором на блок посыпается цветной металлический порошок, при этом подается ток для создания магнитного поля. Это поле сильнее вокруг трещин и притягивает порошок в мелкие трещины, делая их хорошо видимыми.

Алюминиевые блоки проверяются на наличие трещин с помощью набора для проверки пенетранта. В них используется цветной краситель, который проникает в трещины и делает их более заметными.

Как только трещина обнаружена, ее можно заварить, но это работа специалиста, потому что литые материалы сложно сваривать, не ослабляя окружающую область.

Износ цилиндра

Под воздействием тепла со временем на стенках цилиндров образуется глазурь. Если двигатель перестраивается, то цилиндры должны быть деглазированы и осмотрены. Деглазирование можно произвести, протирая стены денатуратом или растворителями для краски, также можно использовать хонинговальный инструмент.

Цилиндры могут приобретать коническую форму, когда верхняя часть цилиндра сужается от нижней. Это связано с тем, что основной износ происходит в местах контакта поршневых колец со стенкой цилиндра. Цилиндры также могут иметь некруглую или овальную форму. В обоих случаях, если это превышает допуск производителя, цилиндры необходимо будет обработать. Диаметры цилиндров следует измерять циферблатным индикатором.

Подшипники коленчатого вала

Седла коленчатого вала могут изнашиваться или смещаться из-за деформации. Это приводит к неравномерному зажатию коленчатого вала. Процесс механической обработки для увеличения и выравнивания седел коленчатого вала называется линейным растачиванием.

Модификации и обновления

Расточка двигателя

Одним из способов увеличения мощности двигателя является увеличение его мощности, то есть количества места для топлива и воздуха над поршнем. Объем внутри цилиндров можно увеличить, сделав их шире, в процессе, известном как расточка двигателя или пересверливание . Механический цех расточит цилиндры, чтобы увеличить диаметр, при этом гарантируя, что цилиндр будет двигаться точно перпендикулярно коленчатому валу. Как только это будет сделано, двигателю потребуются увеличенные поршни и поршневые кольца, чтобы соответствовать цилиндру нового размера.

Как изготавливается блок двигателя

Все блоки, за исключением крайне специализированных, отливают методом заливки расплавленного металла в формы. Исторически двигатели отливались из чугуна, но все чаще используется алюминиевый сплав из-за его меньшего веса. В этом видео показан процесс изготовления блока цилиндров.

Литье блоков цилиндров — это процесс массового производства, поэтому специальные блоки, как правило, одноразовые для индивидуальной сборки, фрезеруются из цельного куска алюминия. Это известно как блок двигателя из заготовок, после куска твердого алюминия.

В этом видео цельный алюминиевый блок весом 170 кг превращается в блок двигателя.

Что такое блок цилиндров – x-engineer.org

Блок цилиндров является одним из самых больших, тяжелых и важных компонентов двигателя внутреннего сгорания. Блок двигателя фиксируется на кузове автомобиля с помощью пассивных упругих опор или более совершенных активных гидравлических демпферов. Блок двигателя иногда называют блок цилиндров но имеет такое же значение.

Основные функции блока цилиндров:

• содержит некоторые из движущихся частей двигателя: поршень, шатун, коленчатый вал
• содержит часть контура охлаждения
• вместе с головкой блока цилиндров образует камеру сгорания
• опора для части контура смазки: масляного поддона, масляного насоса, масляного фильтра
• опора вспомогательных устройств: стартера, компрессора кондиционера, генератора переменного тока, впускного и выпускного коллекторов и т. д.

Изображение: основные компоненты ДВС

1. крышка головки блока цилиндров
2. головка блока цилиндров
3. блок цилиндров
4. масляный поддон

Головка блока цилиндров установлена ​​на верхней части блока цилиндров. Крепится он с помощью длинных болтов, которые проходят через головку блока цилиндров и вкручиваются в блок двигателя. Между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров находится прокладка головки блока цилиндров , которая помогает герметизировать камеру сгорания и контуры охлаждения.

В зависимости от двигателя блок цилиндров может быть цельным или разделенным на два, верхний и нижний блоки.

Изображение: Ecotec 2.0L I-4 VVT DI Turbo Алюминиевое литье блока цилиндров
Источник: GM

1. Опора крепления коленчатого вала
2. Канал контура охлаждающей жидкости
3. Цилиндр
4. Резьбовое отверстие (для болтов ГБЦ) 9 0185
5. проход контура смазки
6. Опора вспомогательного оборудования

Во время работы двигателя на блок двигателя действуют высокие механические и термические нагрузки. Блок двигателя должен выдерживать очень высокие нагрузки, давления, вибрации и температуры. Цилиндры должны иметь низкий коэффициент трения, но высокую жесткость. В то же время масса блока цилиндров должна быть как можно меньше.

Изображение: Ecotec 2.0L I-4 VVT DI Turbo Нижний и верхний алюминиевые отливки блока цилиндров
Источник: GM

Обычно блок цилиндров изготавливается из литого легированного чугуна. Это экономичное решение. Двигатели Performance изготовлены из алюминиевого сплава, который по сравнению с блоками цилиндров из железа имеет следующие преимущества:

• меньшая масса
• более высокая теплопроводность
• лучшая износостойкость
• более простые в изготовлении

Самым главным недостатком блока цилиндров на алюминиевой основе является более высокая стоимость.

В зависимости от конфигурации цилиндров могут быть разные геометрии блоков цилиндров:

• вертикальный блок цилиндров (например, I-4, GM Ecotec): все цилиндры в один ряд (прямые двигатели)
• «V» блок цилиндров (например, V8, Ford Mustang): с двумя рядами цилиндров (смещены под углом 90° – 120°)
• горизонтальный блок цилиндров (например, 4-цилиндровый оппозитный двигатель, Subaru): расположение цилиндров с противоположным расположением цилиндров на 180° (оппозитный двигатель)
• Блок цилиндров «W» (например, W16, Bugatti Veyron): два V-образных ряда цилиндров, смещенных под углом

Изображение: 7.