Материал: 2466

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

На боковых стенках станин для обслуживания рамовых и шатунных подшипников выполняют люки.

В станинах размещают распределительные валы, топливные, масляные, водяные насосы, воздухораспределители, масляные и топливные центрифуги и их приводы и т.д.

Если станину устанавливают на раме и цилиндры к станине крепят шпильками, то нижняя полость станины имеет соответствующий фланец, а в верхнюю ввёртывают шпильки. Размеры стоек и станин представлены в табл. 2.2.

2.2. Блоки, картеры, головки цилиндров

2.2.1. Двигатели с жидкостным охлаждением

Блок цилиндров

И

у большинства автотракторных двигателей с

жидкостным охлаждением состоит из следующих элементов: боковых и торцевых стенок, цилиндров, межцилиндровыхД перемычек и верхней горизонтальной плиты. Как правило, блок цилиндров выполнен заодно с верхней частью картераАи называется блок-картером.

В зависимости от того, какие элементы корпуса воспринимают нагрузку от газовых сил, различаютбследующие блоки цилиндров:

с несущим блоком цилиндров, стенки которого растягиваются газовыми силами, ипередающимися через головку цилиндров и шпильки (рис. 2.2,а); при вставной, мокрой гильзе разрываться будут только стенки Сводяной рубашки (рис. 2.2,б);

с несущими с ловыми шпильками, сжатой водяной рубашкой и свободной вставной, мокрой гильзой (рис. 2.2,в).

Цилиндр является наиболее ответственным элементом корпуса двигателя. Его внутренняя поверхность вместе с днищем поршня и головкой образует камеру сгорания и служит направляющей для движения поршня.

Толщина верхней плиты тракторных четырёхтактных двигателей составляет (0,14…022)·D.

Жёсткость блока имеет важное значение, так как от её деформации зависит форма рабочей поверхности цилиндра, влияющая на расход масла и изнашивание цилиндропоршневой группы. Чугунные блоки при прочих равных условиях имеют более высокую жёсткость по сравнению с алюминиевыми.

Размеры, а также жёсткость блока и всего двигателя определяются

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2. Схемы передачи сил давления газов [7]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

межцилиндровым расстоянием

 

=

L0

. Это расстояние зависит от:

L0

D

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

* наличия между двумя цилиндрами коренного подшипника;

* длины шатунной шейки, особенно в V-образных двигателях;

* конструкции коренного подшипникаД– трения скольжения или

трения качения;

 

 

 

 

 

 

 

 

* типа гильзы – сухая илиАмокрая;

 

 

 

* размеров охлаждающей полости.

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

Для автомоб льных тракторных двигателей L0 составляет от

 

и

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

1,20…1,28 у бензиновых рядных до 1,47…1,55 у V-образных тракторных дизелей.

Поверхность верхней плиты блока не должна деформироваться под действием усилий затяжки шпилек, крепящих головку к блоку. В результате при неравномерной деформации поверхности верхний пояс гильзы цилиндра деформируется, что ведёт к искажению формы рабочей поверхности гильзы.

Картеры выполняют функции фундаментных рам и станин в двигателях в случае их отсутствия. Различают несколько конструкций картеров.

Картеры с подвешенным коленчатым валом. В таких карте-

рах крышки подшипников коленчатого вала удерживаются от поперечных смещений замками, от продольных – штифтами. Снизу картер закрывается литым или штампованным поддоном, служащим резер-

17

вуаром для масла, имеющим устройство для слива масла. Поддон не несёт силовых нагрузок, так как двигатель крепится на фундамент или на раму машины полками и лапами, выполненными на картере. Размеры и форма поддона обусловливаются траекторией движения наиболее выступающей точки нижней головки шатуна. Между этой траекторией и стенкой должен быть просвет в 3…5 мм.

Разъёмные картеры. Они состоят из верхних и нижних половин, плоскость разъёма которых проходит через ось коленчатого вала. Подшипники коленчатого вала устанавливаются в обеих половинах картера. Жёсткость нижней части картера меньше, чем у фундаментной рамы. От станины верхняя часть картера отличается тем, что имеет полки или лапы для крепления. Половинки картера скрепляются по периферии короткими шпильками, а около подшипников – двумя или четырьмя шпильками большого диаметра. Взаимную фиксацию картеров осуществляют двумя-четырьмя штифтами или втулками. Такие

конструкции используют для одно- и многоблочной конструкции

двигателей при V-, W-, X-образном и оппозитном расположении ци-

линдров с D 200 мм. Недостатком таких картеров является необхо-

 

И

димость их разъёма при обслуживании хотя бы одного из подшипни-

ков.

Д

 

 

Неразъёмные туннельные картеры. Подобная схема выполня-

ется часто с шариковыми и роликовымиА подшипниками или с подшипниками скольжен я ольшого диаметра, когда коренная шейка и

щека выполняются изаодноб. Коленчатый вал в такие картеры вставляют с торца вместе с коренными подшипниками.

Шатуны вставляют на вал через цилиндры. Картер могут выполнять секционным с разъёмами, проходящими через плоскости

осей цилиндровС(рис. 2.3). Секции центрируют буртиками или штифтами и стягивают болтами. Расточки под подшипники имеют одинаковые размеры. При сборке секции картера надевают на подшипники, смонтированные на валу.

Туннельные картеры применяют в быстроходных многорядных

двигателях с D 200 мм, в двигателях с отдельными цилиндрами и в дизелях малой мощности.

Блок-картеры. Для повышения жёсткости блок-картера без существенного увеличения металлоёмкости выполняют следующие конструктивные мероприятия [7]:

корпус двигателя выполняется в виде единой отливки;

18

использование полноопорных коленчатых валов и в результа-

те большого количества перегородок коренных опор конструкция по-

лучается жёсткой;

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

Рис. 2.3. Секционный картер [5]:

 

 

1 – картер; 2 – стяжной болт

 

оребрение перегородок коренных опор и боковых стенок бло-

ка цилиндров и картера;

 

 

 

И

 

придание арочной формы боковым стенкам блока цилиндров

и картера (рис. 2.4,а);

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

б

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

б)

 

и

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

г)

 

 

 

 

д)

Рис. 2.4. Мероприятия по повышению жёсткости блок-картера [7, 15]

19

крепление масляного поддона ниже плоскости разъёма коренных опор, вследствие чего силы и моменты, передаваемые на корпусные элементы, воспринимаются большим объёмом металла (рис. 2.4,б); применение горизонтальных стяжных болтов или шпилек для дополнительной связи крышек коренных опор с картером (рис. 2.4,в); объединение крышек коренных опор коленчатого вала в одну монолитную конструкцию в виде специальной нижней коробчатой части картера, которая изготавливается из алюминиевого сплава

литьём (рис. 2.4,г); использование туннельного картера, не имеющего разъёма по

коренным опорам (рис. 2.4,д).

Геометрические размеры картеров различной конструкции приведены в табл. 2.3.

 

Размеры элементов картера [5]

 

Таблица 2.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатель

 

 

 

 

Двигатель

 

 

среднеоборотный

высокооборотный

 

 

 

 

Ширина картера:

 

 

 

 

И

(1,3…3,0)·D

у блока цилиндров

 

 

 

 

 

(1,86…4,13)·D

у поддона

 

 

 

(3,15…4,33)·D

(2,45…3,60)·D

 

 

 

 

Д

 

 

Высота картера

 

 

 

(1,17…2,91)·S

(1,9…4,6)·S

Общая высота блок-картера

 

 

(2,20…3,67)·S

(2,83…4,80)·S

Толщина стенок:

 

 

А

 

 

(0,042…0,100)·D

литых

 

 

 

 

 

б

(0,046…0,061)·D

сварных

 

(0,025…0,040)·D

(0,03…0,064)·D

Крышки коренных подшипников (подвески коленчатого вала)

 

и

 

 

 

 

 

крепятся болтами или шпильками. Для алюминиевых картеров при-

меняются толькоСшпильки, так как при неоднократном ввёртывании болтов резьба в картере ослабляется. Поэтому и в чугунных картерах чаще применяют шпильки. Расстояние от оси шпилек до оси коленчатого вала выбирают возможно меньшим для уменьшения величины момента, изгибающего крышку. Ширину стыка крышки с картером делают возможно большей для устранения раскрытия стыка.

Резьбу для шпилек и болтов несколько удаляют от плоскости стыка, так как при ввёртывании крайние витки резьбы и опорная плоскость в картере могут деформироваться, что препятствует плотной посадке подвесной крышки коренного подшипника. При углублении резьбы стягиваемых деталей усилие от первых ниток резьбы

20