БЛОК-КАРТЕР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

БЛОК-КАРТЕР ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Полезная модель позволяет обеспечить жесткость блока цилиндров путем повыйения жесткости верхней опорной плиты и поперечной жесткости блока с одновременным упрощением конструкции и без увеличения межцилиндрового расстояния. Блок-картер двигателя внутреннего сгорания состоит из картера и выполненного заодно с ним блока цилиндров. Блок цилиндров содержит верхнюю опорную плиту, боковые стенки, втулки цилиндров, межцилиндровые перегородки и рубашки охлаждения каждого цилиндра, ограниченные боковыми стенками и межцилиндровыми перегородками блока. Боковые стенки блока цилиндров изогнуты вовнутрь блока в районе межцилиндровых перегородок, во впадинах боковых стенок выполнены наружные вертикальные ребра, связывающие верхнюю опорную плиту блока с боковыми стенками картера. Вертикальные ребра являются продолжением межцилиндровых перегородок.

Блок-картер двигателя внутреннего сгорания, состоящий из картера и выполненного заодно с ним блока цилиндров, содержащего верхнюю опорную плиту, боковые стенки, втулки цилиндров, межцилиндровые перегородки и рубашки охлаждения каждого цилиндра, ограниченные боковыми стенками и межцилиндровыми перегородками блока, отличающийся тем, что боковые стенки в районе межцилиндровых перегородок изогнуты вовнутрь блока, во впадинах боковых стенок выполнены наружные вертикальные ребра, связывающие верхнюю опорную плиту блока с боковыми стенками картера и являющиеся продолжением межцилиндровых перегородок.

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использовала в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Известен блок цилиндров быстроходного дизеля [1], содержащий верхнюю опорную плиту, нижнюю опорную плиту, прямые боковые стенки, втулки цилиндров, межцилиндровые перегородки и рубашки охлаждения каждого цилиндра, ограниченные боковыми стенками и межцилиндровыми перегородками блока. Недостатками известной конструкции является недостаточная жесткость верхней опорной плиты при затягивании анкерных связей, соединяющих головку цилиндра с известным блоком. Это объясняется тем, что наружные стенки рубашки охлаждения каждого цилиндра, связанные с верхней опорной плитой в горизонтальном сечении имеют квадратную или прямоугольную форму, а опорная поверхность бурта гильзы, которой она прижата к верхней опорной плите имеет форму кольца. Расстояние от опорной поверхности гильзы до стенок блока является неодинаковым и поэтому опорная плита в наиболее удаленных от стенок блока местах изгибается наиболее значительно, чем в наименее удаленных. Это приводит к деформации гильзы и к ослаблению газового стыка.

Известен блок цилиндров ДВС, содержащий гильзы цилиндров, рубашку охлаждения, образованную наружными поверхностями гильз, внутренними стенками блока и верхней опорной плитой, дросселирующее ребро, расположенное в горизонтальной плоскости и разделяющее рубашку охлаждения на верхнюю и нижнюю части, блок дополнительно

снабжен перегородками, выполненными в верхней части рубашки охлаждения, в районе межцидиндровой перемычки. Внутренние стенки блока выполнены равноудаленными от наружных стенок гильз цилиндров и имеют щелевые каналы для подвода воды к наружным поверхностям гильз цилиндров. Благодаря наличию внутренних стенок в блоке, он имеет повышенную жесткость. Однако этой конструкции свойственны определенные недостатки. Наличие внутренних стенок блока и щелевых каналов значительно усложняет осуществление литья блока цилиндров и увеличивает расстояние между цилиндрами, что ведет к увеличению веса и габаритов двигателя. Из-за отсутствия межцилиндровых перегородок не обеспечивается поперечная жесткость блока. Это может привести к короблению внутренней поверхности гильзы, повышенному расходу масла, неудовлетворительной работе цилиндро-поршневой группы.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение жесткости блока цилиндров, в частности обеспечение жесткости верхней опорной плиты и поперечной жесткости блока с одновременным упрощением его конструкции без увеличения межцилиндрового расстояния.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в блок-картере двигателя внутреннего сгорания, состоящем на картера и выполненного заодно с ним блока цилиндров, содержащего верхнюю опорную плиту, боковые стенки, втулки цилиндров, межцилиндровые перегородки и рубашки охлаждения каждого цилиндра, ограниченные боковыми стенками и межцилиндровыми перегородками, согласно полезной модели, боковые стенки в районе межцилиндровых перегородок изогнуты вовнутрь блока. Во впадинах боковых стенок выполнены наружные вертикальные ребра, связывающие верхнюю опорную плиту блока с боковыми стенками картера и являющиеся продолжением межцилиндровых перегородок.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан поперечный разрез блок-картера, на фиг.2 — разрез А-А фиг.1. Блок-картер двигателя внутреннего сгорания состоит из картера 1 и выполненного заодно с ним блока цилиндров 2. Блок цилиндров 2 содержит верхнюю опорную плиту 3, боковые стенки 4, втулки цилиндров 5 и межцилиндровые перегородки 6. Полость 7, образованная боковыми стенками 4, перегородками 6 и наружной поверхностью втулки 5 является рубашкой охлаждения цилиндра. Боковые стенки 4 в районе межцилиндровых перегородок 6 изогнуты вовнутрь блока 2. Во впадинах 8 боковых стенок 4 выполнены наружные вертикальные ребра 9, связывающие верхнюю опорную плиту 3 с боковыми стенками 10 картера 1. Ребра 9 являются продолжением межцилиндровых перегородок 6. Благодаря изогнутости боковых стенок 4 вовнутрь обеспечивается жесткость верхней опорной плиты 3 при прижатии к ней втулки 5 анкерными связями (не показано). Межцилиндровые перегородки 6 и ребра 9 обеспечивают поперечную жесткость блока цилиндров 5 и надежную связь блока цилиндров 2 с картером 1.

1. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет поршневых и комбинированных двигателей. Четвертое издание, переработанное и дополненное. Под редакцией А.С.Орлина, М.Г.Круглова. М., Машиностроение. 1984 г., с.309, рис.277.

2. А.с. СССР N1615421 F 02 F 7/00, 1/00, F 01 Р 3/02.

Что такое блок картера двигателя

Главное меню

• Главная
• Паровые машины
• Двигатели внутреннего сгорания
  • Основные понятия о двигателях внутреннего сгорания
  • Топлива применяемые в двигателях и реакция сгорания
  • Смесеобразования и воспламенения в двигателях
  • Выпуск и продувка в двухтактных двигателях
  • Теплоиспользование в двигателях
    • Индикаторная мощность в двигателя
    • Эффективная мощность двигателя
    • Термический коэффициент полезного действия (КПД))
    • Индикаторный коэффициент полезного действия (КПД)
    • Относительный коэффициент полезного действия (КПД)
    • Эффективный коэффициент полезного действия (КПД)
    • Удельный расход топлива
    • Тепловой баланс двигателя
    • Повышение мощности двигателей
  • Тепловой расчет двигателя
  • Основные узлы двигателей
  • Топливная аппаратура и система зажигания
  • Пусковые устройства
  • Охлаждение и смазка двигателя
  • Вспомогательные устройства двигателей
  • Примеры конструкций двигателей
  • Эксплуатация и ремонт двигателя
  • Двигатели внутреннего сгорания на электростанциях
  • Наддув двигателей внутреннего сгорания
• Электродвигатели
• Автоматическое регулирование двигателей
• Восстановление и ремонт двигателей СМД
• Топливо для двигателей
• Карта сайта

Судовые двигатели

• Судовые двигатели внутреннего сгорания
• Судовые паровые турбины
• Судовые газовые турбины
• Судовые дизельные установки

Блок-картеры (рис. 1) двигателей СМД-14 (деталь № 14 0101—2) и СМД-7 (деталь № СМД7—0101—1) и их мо­дификаций изготавливаются из чугуна СЧ 18—36, твер­дость HB 163—241.

Блок-картеры двигателей СМД-14 и СМД-7 не взаи­мозаменяемы. Отличия блок-картера двигателя СМД-14 от блок-картера двигателя СМД-7 обусловлены главным образом различным диаметром цилиндров (120 мм у СМД-14 и 115 мм у СМД-7), величиной хода поршня (140 мм у СМД-14 и 130 мм у СМД-7), различным диа­метром коренных и шатунных шеек коленчатых валов. Увеличение диаметра цилиндров у двигателя СМД-14 по сравнению с двигателем СМД-7 обусловило увеличение диаметров отверстий под гильзы в блок-картере.

Различные диаметры коренных шеек коленчатых ва­лов у двигателей СМД-14 и СМД-7 обусловили соот­ветственно и различие в диаметрах расточек под корен­ные шейки в блок-картерах и крышках подшипников.

Блок-картер двигателя СМД-14 на 12 мм шире блок-картера двигателя СМД-7.

Увеличение хода поршня у двигателя СМД-14 по сравнению с СМД-7 обусловило увеличение высоты блок-картера на 28 мм.

Несмотря на различные диаметры цилиндров, рас­стояние между их осями у обоих блок-картеров одина­ковое. Увеличение диаметра цилиндров в блок-картере двигателя СМД-14 достигнуто за счет увеличения диа­метра расточки гнезд под гильзы.

В блок-картерах обеих моделей одинаковыми оста­ются размеры гнезд под опоры распределительного вала, отверстия под палец промежуточной шестерни, отверстия под толкатели и другие размеры.

Блок-картер подлежит восстановлению при наличии следующих дефектов:

1) трещины на наружной поверхности водяной ру­башки в картерной части блок-картера (не более четы­рех, общей длиной не более одного метра); трещины в перемычках между отверстиями под гильзы цилиндров (не более двух);

2) пробоины на стенках водяной рубашки и картерной части блок-картера общей площадью не более 300 см 2 ;

3) излом гнезда под уплотнительное резиновое коль­цо гильзы не более 1 / ₃ периметра;

4) повреждение или коробление верхней плоскости блок-картера на 0,15 мм и более;

5) износ или деформация посадочных мест .под вкла­дыши коренных подшипников до диаметра более 98,046 мм (СМД-14) и 95,046 мм (СМД-7);

6) износ отверстий (гнезд) под опорные шейки рас­пределительного вала до диаметра: переднего подшип­ника — 55,42 мм, второй опоры — 52,39 мм, третьей — 48,37 мм и более;

7) износ отверстия под палец промежуточной. шес­терни до диаметра более 40,04 мм;

8) износ отверстий под толкатели до диаметра 34,32 мм и более;

9) износ отверстий под установочные штифты карте­ра маховика;

10) износ отверстий под направляющие втулки кар­тера шестерен и крышки картера шестерен;

11) износ или повреждение резьбы.

Блок-картер выбраковывается при наличии:

1) более двух трещин между отверстиями под гильзы;

2) более четырех трещин в стенках водяной рубашки или меньше четырех, но общей длиной свыше одного метра;

3) более двух трещин, выходящих на обработанные поверхности блок-картера;

4) излома более чем одного гнезда или только од­ного гнезда под уплотнительное резиновое кольцо гиль­зы, но величиной более 1 / ₃ периметра;

5) более двух пробоин или 1—2 пробоин общей пло­щадью более 300 мм 2 на наружной поверхности водяной рубашки и на поверхности картерной части;

6) трещин и обломов гнезд под вкладыши коренных подшипников, в гнездах под шейки распределительно­го вала, проходящих через масляные каналы, и в местах, недоступных для производства сварочных и других работ.

Устройство современного двигателя

Блок картер двигателя

Блок – картер является корпусной деталью, представляет собой чугунную отливку, верхняя часть которой образует блок цилиндров, а нижняя – верхнюю часть картера коленчатого вала. В верхней части блок – картера выполнены вертикальные расточки, в которых установлены гильзы цилиндров. Полость между стенками блок – картера и гильзами служит для прохода ОЖ. В поперечных перегородках нижней части блок – картера расточены поверхности, предназначенные для подвески коленчатого вала. Вместе с крышками они образуют постель для коренных подшипников коленчатого вала. Для обеспечения соосности коренных подшипников расточка постелей блок – картера производится в сборе с крышками с одной установки. Поэтому крышки коренных подшипников невзаимозаменяемые.

В передней стенке блок – картера запрессована бронзовая втулка, которая является передней опорой распределительного вала, две другие опоры расточены в теле блока.

На наружных боковых поверхностях блок – картера имеется ряд обработанных привалочных плоскостей для крепления сборочных единиц и агрегатов. К переднему торцу блок – картера крепится картер и крышка картера распределительных шестерен. К крышке картера крепится разъёмная передняя опора. К задней привалочной плоскости блок – картера крепится картер маховика. Картер маховика выполнен из алюминиевого сплава. Картер маховика дизелей со стартерным пуском – фланец для крепления картера. Установочная шпилька, ввёрнутая в резьбовое отверстие на картере маховика, служит для определения положения поршня первого цилиндра в в.м.т.

В связи с применением на дизелях охлаждения поршней маслом в блок – картере касательно каналу главной масляной магистрали выполнены четыре сверления, в которые устанавливаются форсунки. Выходя из сопла форсунки, струя масла омывает донышко поршня, охлаждая его.

Вкладыши коренных подшипников изготовлены из биметаллической полосы сталь – сплав А020 – 1.

Гильзы цилиндров съемные, “мокрого” типа, изготовлены из специального чугуна. Внутренняя поверхность гильзы закалена ТВЧ. Гильза устанавливается в блок – картер по двум центрующим пояскам: верхнему и нижнему. В верхнем пояске гильза закрепляется буртом, в нижнем уплотняется резиновыми кольцами, размещенными в канавках блок – картера.

Полость между стенками блока цилиндров и гильзами образует рубашку охлаждения, заполненную ОЖ.

Головка цилиндров лита из чугуна, общая для всех цилиндров. Для уплотнения плоскости разъёма между головкой и блоком цилиндров установлена прокладка из асбостального полотна. В головке выполнены впускные и выпускные каналы, закрываемые клапанами. Для совершенствования процесса смесеобразования впускные каналы в головке цилиндров дизелей выполнены по типу винтового канала, создающего вращательное движение воздушного заряда вокруг оси цилиндра. Для повышения износостойкости посадочных мест под клапаны головки цилиндров установлены седла из специального жаропрочного сплава. На головке цилиндров имеется четыре гнезда для установки форсунок. Внутренние полости, выполненные в головке цилиндров, служат для прохода ОЖ.

На головке монтируется клапанный механизм, который закрыт алюминиевым колпаком. Стык между колпаком и корпусом колпака уплотнён паронитовой прокладкой.

Что такое блок картера двигателя

Цилиндр вместе с поршнем и головкой цилиндра образуют замкнутый объем, в котором совершается рабочий цикл двигателя. Внутренняя поверхность стенок цилиндра служит направляющей при движении поршня. Цилиндры 4 (рис. 2) могут быть изготовлены каждый в от — дельности, как, например, у двигателей Д-21 и Д-37Е, или в общей отливке — блоке цилиндров. Блоки или отдельные цилиндры крепятся к корпусной детали двигателя — картеру 7, внутри которого установлен коленчатый вал.

Картер 7 двигателя представляет собой массивную неподвижную металлическую деталь, которая несет основные сборочные единицы и детали двигателя. В нем находятся подшипники коленчатого и распределительного валов, оси и валы шестерен приводов разных механизмов и др. Снизу картер закрыт поддоном 9, который служит резервуаром для масла.

Картер большинства двигателей выполнен в общей отливке с блоком, например А-41 (рис. 1), Д-240, А-41, СМД-60, ЯМЗ-238, ГАЗ-53, ЗИЛ-130. Такие отливки называются блок-картерами, они сообщают конструкции большую жесткость. Блок-картер отливают из серого чугуна (СМД-60, ЗИЛ-130) и алюминиевого сплава (ГАЗ-53).

Чугунные блоки обладают достаточной прочностью и сравнительно дешевы. Блоки из алюминиевого сплава легко обрабатываются, значительно легче чугунных, однако дороже их.

При У-образной конструкции блок-картера (рис. 3) ряды цилиндров обычно расположены под углом 90° между их осями. Такое расположение цилиндров уменьшает массу и габариты двигателя по длине и высоте и делает конструкцию более жесткой. Последнее снижает возможность появления нежелательных деформаций блок-картера и др.

Конструкция цилиндров в основном определяется способом охлаждения. При воздушном охлаждении цилиндры 4 (рис. 2) снабжаются специальными ребрами 10 для увеличения поверхности охлаждения.

При жидкостном охлаждении между наружной поверхностью цилиндра и внутренними стенками блока имеется кольцевое пространство — водяная рубашка 26 (рис. 1), заполняемая охлаждающей жидкостью. К верхней обработанной плоскости блок-картера (рис. 4) на шпильках крепится головка цилиндров. В стенках блок-картера расположены каналы для подвода масла к трущимся поверхностям деталей и отверстия для установки деталей. На внутренних и наружных поверхностях стенок имеются обработанные площадки для крепления различных деталей и механизмов.

Конструкция блок-картера зависит от расположения клапанов. В двигателях с боковым расположением клапанов в блок-картере имеется боковой прилив для их размещения, называемый клапанной коробкой, а в верхней стенке блок-картера сбоку каждого цилиндра сделаны клапанные отверстия. Такая конструкция применена в двигателях ГАЗ-52.

В двигателях с подвесным расположением клапанов последние помещаются в головке цилиндров, в результате чего конструкция блоккартера упрощается. Такая конструкция применена в двигателях А-41 (рис. 1), Д-240, А-41М, ЯМЗ-238, Д-37Е, Д-160, ГАЗ-53 и некоторых других.

Внутреннюю тщательно отполированную поверхность цилиндра называют зеркалом цилиндра. Точная обработка этой поверхности (ее овальность и конусность должны быть не более 0,02 мм) обеспечивает легкость движения поршня и плотное прилегание его к цилиндру.

Блок-картеры выполняются со вставными гильзами из легированных чугунов, обладающих большой износостойкостью и высокими механическими качествами. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера (путем замены изношенных гильз новыми) и упрощает его отливку.

Рис. 1. Дизель А-41:

1 — головка цилиндров; 2 — впускной клапан; 3 — валик декомпрессиоиного механизма; 4— пружины; 5 — колпак головки цилиндров; 6 — сапун; 7— коромысло клапана; 8 — выпускной клапан; 9 — штанга Толкателя; 10 — гильза цилиндров; 11 — зубчатый венец маховика; 12— маховик; 13 — ось толкателей; 14 — распределительный вал; 15 — крышка шатуна; 16 — крышка среднего коренного подшипника; 7 — механизм уравновешивания; 18 — маслоприемник; 19 — масляный насос; 20 —коленчатый вал; 21 — шатун; 22 — поршневой палец; 23 — поршень; 24 — блок-картер; 25 — вентилятор; 26 — водяная рубашка блок-картера.

Рис. 2. Детали двигателя Д-37:

1 — крышка клапанов; 2, 5, 8 — прокладки; 3 —головка цилиндра; 4— цилиндр; 6 — шпилька; 7 —картер; 9 — поддон картера; 10 — ребра цилиндра.

Рис. 3. Блок-картер двигателя ЗИЛ-130:

1 — блок-картер; 2 — крышка распределительных шестерен; 3 — крышка коренного подшипника; 4 — картер маховика.

Рис. 4. Блок-картер двигателя А-41:

1 — гильза цилиндра; 2 — верхний центрирующий пояс гильзы цилиндра; 3 и 4 — большая и малая шпильки крепления головки цилиндров; 5 — отверстия для штанг толкателей; 6 — резьбовое отверстие для шпильки крепления головки цилиндров; 7 — боковой люк для установки толкателей; 8 — площадка для крепления масляных фильтров; 9 — отверстие для присоединения маслопровода; 10— крышка коренного подшипника; 11 — шпилька крепления коренного подшипника; 12 — замковая шайба; 13 — передняя плоскость для крепления картера шестерен: 14 — опора коленчатого вала; 15 — втулка передней опоры распределительного вала; 16 — фланец для крепления пальца промежуточной шестерни; 17 — главная масляная магистраль: 18 — плоскость для крепления водяного насоса; 19 — окно в водораспределительный канал.