Устройство кривошипно-шатунных механизмов

Рис. 17. Блок цилиндров, гильза, крышка распределительных шестерен и головка блока двигателя ЗМЗ-53

Цилиндры современных многоцилиндровых двигателей отлиты, как правило, в общем блоке с верхней частью картера. Материалом для блоков цилиндров служит серый чугун или специальный алюминиевый сплав. Цилиндры двигателей с жидкостным охлаждением выполняют с двойными стенками, причем внутренняя стенка образует гильзу цилиндра. Полость между гильзой и наружной стенкой заполнена охлаждающей жидкостью.
Часто гильзы цилиндров выполняют вставными, что позволяет использовать для рабочих поверхностей цилиндров более износостойкие, хотя и дорогостоящие материалы. Гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, называются мокрыми. У неко<-торых двигателей в верхнюю наиболее изнашиваемую зону гильзы впрессовывают вставки длиной 50—60 мм из износостойкого чугуна (например, нирезиста), чем значительно увеличивают срок службы гильзы. Внутренняя часть гильзы, которая направляет движение поршня вместе со вставкой, подвергается тщательной обработке резанием, в результате чего образуется поверхность, называемая зеркалом цилиндра. Двигатели, показанные на рис. 6—9, имеют мокрые вставные гильзы.
На рис. 17 изображены неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗМЗ-53, устанавливаемого на автомобиле ГАЗ-53А. Блок цилиндров 15 отлит из алюминиевого сплава. В блоке имеются восемь гнезд 16, в которые вставляются мокрые гильзы 12 из серого чугуна со вставками из нирезиста. Блок цилиндров выполнен как одно целое с верхней частью картера 14. Плоскость разъема, к которой прикреплена

нижняя половина картера (масляный поддон), расположена ниже оси коленчатого вала, что повышает жесткостьконструкции. Спереди к блоку цилиндров крепят крышку 1 (рис. 17) распределительных шестерен.
Головка блока цилиндра закрывает цилиндры сверху и служит для полного или частичного размещения камеры сгорания (в некоторых двигателях значительная часть камеры сгорания расположена в поршне). Камеры сгорания имеют различную форму, обеспечивающую эффективное протекание процесса, сгорания. Головки блока цилиндров изготовляют из алюминиевого сплава, обеспечивающего интенсивный отвод тепла. В головке 3 расположены камеры сгорания 7, в которые вставлены изготовленные из специального чугуна седла // клапанов. Кроме того, в головке выполнены каналы 6 и 8 для подачи горючей смеси, а также рубашка для охлаждающей жидкости с входными 4, 10 и выходными 5, 9 отверстиями. Головка прикреплена к блоку шпильками 13 и прижимает каждую гильзу цилиндров к специальным выточкам в блоке. Плоскость стыка головки и блока уплотнена стале-асбестовой прокладкой 2. Гайки шпилек головки блока затягивают соответствующим моментом только на холодном двигателе и в строго определенной последовательности, чем достигается надежное уплотнение стыка.
Поршни воспринимают при рабочем ходе значительные усилия от расширяющихся газов. Поэтому они должны быть достаточно прочными. Для уменьшения сил инерции, действующих на.поршни вслед-
ствие непрерывно изменяющейся скорости движения, их массы должны быть как можно меньшими. Для удовлетворения этих противоречивых требований поршням придается рациональная форма и их изготовляют из соответствующих материалов. Поршни подвергаются воздействию высоких температур, так как непосредственно соприкасаются с горячими газами. С целью отвода тепла поршни имеют внутренние охлаждающие ребра, одновременно повышающие их прочность.
Поршни большинства современных автомобильных карбюраторных двигателей и дизелей изготовлены из алюминиевого сплава. Такие поршни обладают достаточной прочностью, высокой теплопроводностью и хорошими антифрикционными свойствами. Днище поршня выполняют плоским, выпуклым, вогнутым и фигурным.
Поршень двигателя ЗИЛ-130 имеет плоское днище 4 (рис. 18, а), воспринимающее давление газов, головку 5 и юбку 6. В головке выточены канавки 2 для поршневых колец. В нижней канавке выполнены дренажные отверстия. Снизу днище поршня снабжено ребрами/. В бобышках 3 сделаны отверстия для поршневого пальца. Юбка 6 соприкасается со стенками цилиндра и передает на них боковые усилия.
Поршень подбирают к цилиндру так, чтобы между юбкой и стенками цилиндров был минимальный зазор. Чтобы на прогретом двигателе поршни из алюминиевого сплава при расширении не заклинивались в чугунных гильзах, применяют ряд мер: на юбке поршня делают разрезы различной формы (по всей длине, П- и Т-образные); юбке в поперечном сечении придается овальная форма, а в продольном сечении — конусная; в юбку вставляют компенсирующие вставки из материалов с малым коэффициентом линейного расширения, огра-пичающие ее расширение; направляющую часть юбки изолируют от более горячей части поршня холодильниками — местными углублениями, не соприкасающимися со стенками цилиндров. Для лучшей приработки к цилиндрам поверхность юбки поршня покрывают тонким слоем олова.

Рис. 18. Поршень двигателя ЗИЛ-130:

а — общий вид; б — поршневые кольца; в — размещение колец в поршне