Olika typer av cylinderblockskonstruktioner. Motorns cylinderblock är platsen där vevaxeln snurrar rasande. Vilket cylinderblock står stilla?

Cylinderblocket (motorblocket) är huvud- och basdelen av en förbränningsmotor, det står för huvuddelen av lasten och rymmer huvudkomponenterna och mekanismerna. Därför ställs strikta krav på cylinderblocket, det är tillverkat av högkvalitativa material och bearbetas på speciella högprecisionsmaskiner. I grund och botten är cylinderblock gjorda av perlitiskt grått gjutjärn med små tillägg av legeringselement, men nyligen kan de ofta hittas av aluminium och till och med magnesium. Block tillverkas huvudsakligen av gjutjärn för lastbilar och traktorer, och av aluminium - för bilar och sportbilar. På högaccelererade sportmotorer med turboladdning tillverkas nu block av kombinerade material, vars inre del är gjuten av aluminium och den yttre delen (där kylmanteln sitter) är gjord av magnesium.
Aluminium och kompositblock möjliggör en betydande viktminskning av hela motorn och bilen som helhet, vilket är ett stort plus för sportbilar. På grund av den komplexa designen av labyrint med ett stort antal dolda hålrum, gjuts cylinderblock under högt tryck. Det är högt tryck som gör det möjligt att få rätt form och förhindra bildandet av inhomogenitet och lufthåligheter i metallens "kropp".
Cylinderblock, som är gjorda av en kompositmetall, tillverkas på ett mer komplext sätt - först gjuts mittdelen under högt tryck av högrent aluminium, och först därefter är den yttre delen gjord av magnesium. Tekniken för att tillverka block från kombinerade (Figur 1) metaller är mycket komplex och ansvarsfull, varför denna design endast används på mycket dyra bilar och som regel icke-serieproduktion, där det är motiverat att minska motorns vikt. . Gjutjärnsblock tål dock högre belastningar, de är mer motståndskraftiga mot överhettning och har lägre värmekapacitet. Värmekapaciteten hos gjutjärn gör att motorn kan värmas upp till driftstemperatur snabbare, vilket kommer att minska drifttiden för förbränningsmotorn under uppvärmning under drift på vintern. Glöm inte att värmeledningsförmågan hos gjutjärn är mycket lägre (cirka 4 gånger) än aluminium, varför kylsystemet i sådana motorer fungerar under svårare förhållanden.

Läs också

Vid tillverkning av ett cylinderblock beaktas metoden för montering av cylinderfoder (Figur nr 3). Cylinderfoder är gjorda av stål av hög kvalitet. Cylinderfoder är antingen avtagbara eller ingjutna (inbyggda i blocket, för närvarande används oftast ingjutna foder). De gjutna fodren installeras i formen redan innan själva cylinderblocket bildas, vilket gjuts ihop med fodren, på grund av vilket diffusion av en metall till en annan sker. Denna metod för tillverkning av ett cylinderblock minskar kostnaden för att producera en förbränningsmotor, men minskar också underhållsbarheten för motorn som helhet. Vid haverier på grund av naturligt slitage eller andra faktorer är det inte möjligt att byta ut hylsan och hela enheten kasseras. Avtagbara ärmar kan vara antingen "våta" eller "torra". Det "våta" fodret är i kontakt med kylvätskan, medan det "torra" fodret är installerat i en extra intern hylsa och kommer inte i kontakt med vätskan. Också i aluminiummotorerna i den första serien fanns det ett akut problem med användningen av linerinstallationsteknik, så om fodret hälldes i eller installerades "torrt", så nitade fodret efter en tid cylinderblocket på grund av olika linjära vibrationer på grund av inverkan av temperaturer. På grund av detta gavs företräde åt "flytande" "våta" patroner. Sedan början av 1980-talet började man använda tekniken att pressa in en tunnväggig liner omgiven av aluminium i cylinderblocket. Men denna metod har många nackdelar.

Kylsystemets mantel spelar en mycket viktig roll i cylinderblocket i en förbränningsmotor - det ger tillgång för kylvätska till de uppvärmda delarna av cylinder-kolvgruppen. Kylmanteln består av hålrum i blockets inre hålrum och är utformad på ett sådant sätt att kylvätskan effektivt och jämnt kan ta bort värme från uppvärmda delar.
Även i cylinderblocket finns kanaler för tillförsel av smörjvätska (motorolja) till alla gnidytor. Oftast är sådana kanaler gjorda i en färdig gjutning, och onödiga uttag stängs med pluggar.
Cylinderblocket innehåller alla huvudkomponenterna i en förbränningsmotor: vevaxel, kolvar, timingdrivmekanism, sump, etc. Det är mycket viktigt att behålla sin relativa position inom toleransen som anges på ritningen. Underlåtenhet att följa dessa krav leder till defekter eller en kraftig minskning av förbränningsmotorns livslängd. Vid tillverkning och bearbetning av ett cylinderblock är det mycket viktigt att upprätthålla toleranser för vinkelrätheten mellan cylinderaxlarna och vevaxelns axel. Det är därför, vid bearbetning av ett cylinderblock, är korrekt val och förberedelse av baser viktigt, vilket säkerställer konsistensen av installationen av delar i förhållande till verktygen och arbetsdelarna i maskinen i alla operationer. Oftast används ganska stora plan och två hål på största avstånd som installationsbaser vid bearbetning av block. För block väljs oftast fotens avskiljningsplan eller plan och monteringshål som monteringsbaser, och hålen för cylinderfoder och lagerhylsor väljs som grovbearbetningsbas.
Hylsar för montering av huvudlagerkapslar bearbetas vanligtvis med en uppsättning fräsar, följt av bearbetning med en prefabricerad brosch på speciella broschmaskiner och konventionella horisontella broschmaskiner utrustade med anordningar för att fästa delen och styra broschningen.
Ändytorna på stora block bearbetas på horisontella borrmaskiner.
Cylinderkåpans plan (huvuden) av block av stora motorer, särskilt i fall där ytorna på delarna har utsprång eller urtag, bearbetas på roterande maskiner. Planen av små block bearbetas på longitudinella brytningsmaskiner.

Bearbetningen av huvudhålen utförs på universella horisontella borrmaskiner och radiella borrmaskiner enligt markeringar.
Borrning av blinda hål görs med hjälp av borrstänger fribärande i maskinspindeln. Vid bearbetning genom hål, samt för att säkerställa korrekt placering och noggrannhet av hålen, är maskiner utrustade med anordningar där borrstänger styrs av fasta eller roterande bussningar.
I storskalig produktion utförs borrhål för hylsor i stora block med fixturer placerade på bordet i en horisontell borrmaskin med permanenta, styvt fixerade stöd för borrstänger och blocket installeras på permanenta basytor. I storskalig produktion, vid bearbetning av hål för hylsor i block av medelstora och små storlekar, används vertikala och flerspindliga maskiner i stor utsträckning. På dessa maskiner är delen monterad på den nedre kaviteten och kontrollhålen, och borrstänger med en uppsättning fräsar roterar i de övre och nedre styrbussningarna. Samtidigt med borrning av hålen för hylsorna trimmas flänsarna som hylsan vilar på. Dessa flänsar måste bearbetas exakt i höjdled och strikt vinkelrät mot axeln för hålen för fodren, eftersom detta bestämmer dimensionerna på kompressionskammaren och tillförlitligheten av tätningen vid förbindelsen mellan blocket och cylinderhuvuden.

Termen "short block"-motor används oftast när det är riktigt dåligt, och mer sällan när du vill ha något nytt. Låt oss förklara: ett motorkortblock är en uppsättning av ett motorcylinderblock och ett antal motorkomponenter, vilket oftast krävs när kolven är utsliten som en orsak till dyra reparationer. Det är det korta blocket som är ett utmärkt alternativ till att köpa en hel motor, eftersom när kolvgruppen slits slits många motordelar faktiskt inte ut, och de behöver inte bytas ut, så för många är det ingen mening att köpa en komplett motormontering, och det korta blocket är speciellt utformat så att det endast inkluderar de väsentliga ersättningskomponenterna. Det andra fallet (när du vill ha något nytt) är när ett kort block inte bara är ett alternativ till motorenheten, utan ett sätt att förbättra bilens dynamik - ett så kort block kan ha cylindrar med kolvar med större diameter.

En motor med kort block innehåller vanligtvis kolvar med ringar (redan intryckta i cylinderblocket), vevstakar och en vevaxel. Korta block kräver alltid installation av ytterligare inre delar, som inkluderar (men är inte begränsade till):

• oljepump,
• oljetråg,
• avgasgrenrör,
• cylinderhuvud (cylinderhuvud),
• packningar

Kort block skiljer sig dock från kort block, och uppsättningen av vissa komponenter beror på motormodellen och bilen. Många korta block finns tillgängliga med kamaxlar och många extra delar (inklusive packningar, ett litet antal sensorer).

Kort block av en 4-cylindrig motor med en uppsättning kolvar, vevstakar och vevaxel

Men det finns också ett så kallat långblock - detta är ett förbättrat och mer komplett kortblock, som inkluderar, förutom vad det korta blocket är försett med, cylinderhuvud, oljetråg, avgasgrenrör, ventilkåpa och ett nummer av andra delar. I själva verket är det långa blocket nästan en komplett motor.

Civilmotorbyggnad är en mycket konservativ industri. Alla samma vevaxel, kolvar, cylindrar, ventiler som för 100 år sedan. Fantastiska vevlösa, axiella och andra system vill inte implementeras, vilket bevisar deras opraktiska. Till och med Wankelmotorn, sextiotalets stora genombrott, är i princip ett minne blott.

Alla moderna "innovationer", om man tittar noga, är bara introduktionen av racingteknologier från femtio år sedan, kryddat med billigt att producera elektronik för mer exakt kontroll av hårdvaran. Framsteg i konstruktionen av förbränningsmotorer är mer sannolikt i synergi av små förändringar än i globala genombrott.

Och det verkar som synd att klaga. Den här gången kommer vi inte att prata om tillförlitlighet och underhållsbarhet, men kraften, renheten och effektiviteten hos moderna motorer skulle verka som ett sant mirakel för en person från sjuttiotalet. Tänk om vi spola tillbaka ytterligare några decennier?

För hundra år sedan var motorer fortfarande förgasare, med magnettändning, vanligtvis lågventil eller till och med med en "automatisk" insugsventil... Och de tänkte inte ens på någon överladdning. Och de gamla, gamla motorerna hade inte en del som nu är dess huvudkomponent - cylinderblocket.

Innan du implementerar blocket

De första motorerna hade ett vevhus och en cylinder (eller flera cylindrar), men de hade inget block. Du kommer att bli förvånad, men grunden för strukturen - vevhuset - var ofta otät, kolvarna och vevstängerna var öppna för alla vindar och smordes från en oljedunk med droppmetoden. Och själva ordet "vevhus" är svårt att applicera på en design som bevarar den relativa positionen för vevaxeln och cylindern i form av genombrutna konsoler.

För stationära och marina motorer finns ett liknande schema kvar till denna dag, men förbränningsmotorer för bilar behövde fortfarande större täthet. Vägar har alltid varit en källa till damm, vilket i hög grad skadar maskiner.

Pionjären inom området "tätning" anses vara företaget De Dion-Bouton, som 1896 lanserade en motor med ett cylindriskt stängt vevhus, inuti vilket en vevmekanism fanns.

Det är sant att gasdistributionsmekanismen med sina kammar och påskjutare fortfarande var öppen - detta gjordes för bättre kylning och reparation. Förresten, år 1900 visade sig detta franska företag vara den största tillverkaren av bilar och förbränningsmotorer i världen, och producerade 3 200 motorer och 400 bilar, så designen hade ett starkt inflytande på utvecklingen av motorbyggnaden.

...och så dyker Henry Ford upp

Den första serietillverkade designen med ett solidt cylinderblock är fortfarande en av de mest massproducerade bilarna i historien. Model T Ford, som introducerades 1908, hade en fyrcylindrig motor, med cylinderhuvud i gjutjärn, fotventiler, gjutjärnskolvar och ett cylinderblock – återigen gjord av gjutjärn. Motorvolymen var ganska "vuxen" för den tiden, 2,9 liter, och effekten var 20 hk. Med. Under lång tid ansågs det vara en ganska värdig indikator.

Dyrare och komplexa konstruktioner under dessa år hade separata cylindrar och ett vevhus som de var fästa vid. Cylinderhuvuden var ofta individuella, och hela strukturen av cylinderhuvudet och själva cylindern var fäst vid vevhuset med dubbar. Efter uppkomsten av en trend mot större komponenter förblev vevhuset ofta en separat del, men block med två eller tre cylindrar var fortfarande borttagbara.

Vad är poängen med att separera cylindrarna?

Designen med individuella avtagbara cylindrar ser lite ovanlig ut nu, men före andra världskriget, trots innovationerna från Henry Ford, var det ett av de vanligaste systemen. I flygplansmotorer och luftkylda motorer har den överlevt till denna dag. Och "boxer air" Porsche 911-serien 993 hade inte något cylinderblock förrän 1998. Så varför separera cylindrarna?

En cylinder i form av en separat del är faktiskt ganska bekväm. Den kan vara gjord av stål eller något annat lämpligt material, såsom brons eller gjutjärn. Den inre ytan kan beläggas med ett lager av krom eller nickelhaltiga legeringar, vilket gör den mycket hård vid behov. Och på utsidan, bygg upp en utvecklad jacka för luftkylning. Mekanisk bearbetning av en relativt kompakt montering kommer att vara exakt även på ganska enkla maskiner, och med bra fästberäkningar blir termiska deformationer minimala. Du kan göra galvanisk ytbehandling, eftersom delen är liten. Om en sådan cylinder har slitage eller andra skador kan den tas bort från motorns vevhus och en ny installeras.

Det finns också många nackdelar. Förutom det högre priset och de höga kraven på byggkvaliteten för motorer med separata cylindrar är en allvarlig nackdel den låga styvheten hos en sådan design. Detta innebär ökade belastningar och slitage på kolvgruppen. Och att kombinera "separationsprincipen" med vattenkylning är inte särskilt bekvämt.

Motorer med separata cylindrar lämnade mainstream för länge sedan - nackdelarna uppvägde dem. I mitten av trettiotalet sågs sådana konstruktioner nästan aldrig i bilindustrin. En mängd olika kombinerade konstruktioner - till exempel med block med flera cylindrar, ett gemensamt vevhus och ett cylinderhuvud - hittade i småskaliga lyxbilar med deplacementmotorer (du kommer ihåg det halvt bortglömda Delage-märket), men i slutet på 30-talet dog allt ut.

Seger av järnkonstruktion

Designen vi känner till idag har vunnit tack vare sin enkelhet och låga tillverkningskostnad. En stor gjutning av ett billigt och hållbart material efter exakt bearbetning är fortfarande billigare och mer pålitligt än enskilda cylindrar och noggrann montering av hela strukturen. Och på motorer med lägre ventiler sitter ventilerna och kamaxeln precis där i blocket, vilket ytterligare förenklar designen.

Kylsystemmanteln gjuts i form av håligheter i blocket. För speciella fall var det möjligt att använda separata cylinderfoder, men motorn på Ford T hade inte sådana nöjen. Gjutjärnskolvar med stålkompressionsringar arbetade direkt mot gjutjärnscylindern. Och förresten, oljeskraparringen i vår vanliga form var inte där, dess roll spelades av den nedre tredje kompressionsringen, belägen under kolvtappen.

Denna design av "helt gjutjärn" har bevisat sin tillförlitlighet och tillverkningsbarhet under många års produktion. Och det antogs från Ford av sådana masstillverkare som GM i många år framöver.

Visserligen visade sig gjutning av block med ett stort antal cylindrar vara en tekniskt svår uppgift, och många motorer hade två eller tre halvblock med flera cylindrar i varje. Således hade in-line "sexor" av trettiotalet ibland två tre-cylindriga halvblock, och in-line "åttor" tillverkades ännu mer enligt denna design. Till exempel gjordes den mest kraftfulla Duesenberg Model J-motorn exakt så här: två halvblock täcktes med ett enda huvud.

Men i början av fyrtiotalet gjorde framsteg det möjligt att skapa solida block av denna längd. Till exempel var Chevrolet Straight-8 "Flathead" -blocket redan solid, vilket minskade belastningen på vevaxeln.

Gjutjärnshylsor i gjutjärnsblock var också en ganska bra lösning. Höghållfast legerat kemikaliebeständigt gjutjärn var dyrare än vanligt, och det var ingen idé att gjuta ett helt stort block av det. Men en relativt liten "våt" eller "torr" hylsa visade sig vara ett bra alternativ.

Den grundläggande designen av motorer, bemästrade under förkrigsåren, har inte förändrats på många decennier i rad. Cylinderblocken i många moderna motorer är gjutna av grått gjutjärn, ibland med höghållfasta skär i det övre dödpunktsområdet. Till exempel har gjutjärnsblocket en helt modern Renault Kaptur med en F4R-motor, vars underhåll vi pratar om. Gjutjärn är bra, särskilt eftersom ett block av det lätt kan ses över av tråkiga cylindrar med större diameter. Såvida inte, naturligtvis, tillverkaren tillverkar kolvar i "reparationsstorlek".

Det är sant att med åren blir blocken mer och mer "öppnade" och mindre massiva. Det är svårt att hitta siffror för tidiga block, men låt oss ta två familjer av motorer med en skillnad på drygt 10 år. För blocket i GM Gen II-serien från mitten av 90-talet varierade motorernas väggtjocklek från 5 till 9 mm. Den moderna VW EA888 från slutet av 2000-talet har redan från 3 till 5. Men vi går helt klart före oss själva...

Gör blocket lättare

Att gallra väggarna, vilket designers har gjort med all kraft de senaste åren, är som ni förstår inte det enda sättet att minska blockets vikt. På 20-30-talet tänkte man mycket mindre på att spara vikt och bränsle än nu, men de första försöken med lätta gjordes. Och redan då tänkte man använda aluminium.

På den tidens racing- och sportbilar kunde man hitta en symbios av ett vevhus och cylinderhuvud i aluminium med cylinderblock i gjutjärn. Sedan gjorde framsteg inom metallbearbetning det möjligt att skapa en mer bekväm version av en sådan symbios. Cylinderblocket förblev solid, men gjuts av aluminium, vilket minskade sin vikt med tre till fyra gånger, bland annat på grund av metallens bättre gjutegenskaper. Själva cylindrarna gjordes i form av gjutjärnshylsor, som pressades in i blocket.

Patronerna var indelade i "torr" och "våta" skillnaden framgår generellt av namnet. I block med torrt foder sattes det in i en aluminiumcylinder (eller ett block gjuts runt den) med en interferenspassning, och en "våt" liner fixerades helt enkelt i blocket med dess nedre ände, och när cylindern installerades huvudet förvandlades hålrummet runt det till en svalkande jacka. Det andra alternativet visade sig vara mer lovande vid den tiden, eftersom det förenklade gjutning och minskade massan av delar. Men i framtiden lämnade ökande krav på strukturell styvhet, såväl som komplexiteten i att montera sådana motorer, denna teknik "överbord" från framsteg.

Torra hylsor i ett aluminiumblock är fortfarande det vanligaste alternativet för tillverkning av delar. Och en av de mest framgångsrika, eftersom gjutjärnshylsan är gjord av högkvalitativt legerat gjutjärn, är aluminiumblocket styvt och lätt. Dessutom, teoretiskt sett, är denna design också reparerbar, som gjutjärnsblock. En sliten hylsa kan trots allt "tas ut" och en ny tryckas in.

Vad händer härnäst?

Den enda principiellt nya tekniken på senare år är ännu lättare block med sprutning av ett ultrastarkt och ultratunt lager på cylindrarnas insida. Jag har redan skrivit i detalj om, och till och med om liknande strukturer - det är ingen idé att upprepa mig själv. Konceptuellt har vi samma förbränningsmotor från 1930-talet. Och det finns all anledning att tro att fram till slutet av "förbränningens era", när elfordon förverkligas, kommer motorer som körs på flytande kolväten att förbli ungefär desamma.

För cylinderblock av aluminium konkurrerar olika koncept och tillverkningsmetoder med varandra. Vid definition av blockparametrar

cylindrar måste de respektive tekniska och ekonomiska fördelarna och nackdelarna noggrant vägas mot varandra.

Följande kapitel ger en översikt över de olika typerna av cylinderblockskonstruktioner.

Monolitiska block

Monolitiska block förstås som cylinderblockskonstruktioner som inte har våta foder eller påskruvade bottenplattor i form av ett huvudlagerhus - en bäddplatta (fig. 1). För att erhålla vissa ytor eller hållfasthet kan monolitiska block dock ha motsvarande gjutdelar i området för cylinderhålen (grå gjutjärnsinsats, LOKASIL®-Preforms), samt gjutdelar av grått eller segjärn och fiberförstärkning i området för huvudlagerhålen. Det senare återspeglar dock ännu inte det tekniska tillståndet.

Tvådelade block (med bottenplatta)

Med denna design placeras vevaxelns huvudlageröverfall tillsammans i en separat stödplatta (fig. 2). Basplattan är gängad till vevhuset och förstärkt med sfäroidal grafit gjuten i aluminium för att minska spel i respektive huvudlager för att kompensera för den större specifika termiska expansionen av aluminium. På detta sätt uppnås extremt styva cylinderblockkonstruktioner. Liksom med monolitiska cylinderblock kan gjutbara delar också tillhandahållas i området för cylinderhålen.

Bild 2 Audi V8

"Open-Deck" design med individuella, fristående cylindrar

Med denna design är kylmanteln öppen mot cylinderhuvudets delningsplan och cylindrarna står fritt i cylinderblocket (fig. 3). Överföringen av värme från cylindrarna till kylvätskan, tack vare flödet från alla sidor, är enhetlig och fördelaktig. Det relativt stora avståndet mellan cylindrarna har dock en negativ effekt på den totala längden på flercylindriga motorer. Tack vare den öppna mot toppen, relativt enkelt utformade kylvätskehåligheten, kan användningen av sandkärnor elimineras under produktionen. Därför kan cylinderblock tillverkas med både lågtrycksgjutning och formsprutning.

"Open-Deck" design med sammangjutna cylindrar

Den logiska slutsatsen för att minska den strukturella längden på cylinderblock med fristående cylindrar är att minska avståndet mellan cylindrarna. På grund av cylindrarnas förskjutning måste de dock utföras i en sammanfogad gjutning (fig. 4). Detta har en positiv effekt inte bara på motorernas strukturella längd, utan ökar också styvheten i den övre delen av cylindrarna. På så sätt är det till exempel möjligt att spara 60-70 mm på designlängden på en sexcylindrig radmotor. Bygeln mellan cylindrarna kan minskas med 7-9 mm. Dessa fördelar överväger nackdelen att kylmanteln mellan cylindrarna under kylning är mindre.

Bild 4 Volvo 5 Zyl. (Diesel)

Slutna däckskonstruktioner

Med detta cylinderblockskoncept, i motsats till "Open-Deck"-designen, stängs toppen av cylindrarna upp till vatteninloppen på cylinderhuvudets sida (Fig. 1). Detta har en särskilt positiv effekt på cylindertoppstätningen. Denna konstruktion är särskilt fördelaktig om ett befintligt cylinderblock av grått gjutjärn ska omvandlas till aluminium. På grund av den jämförbara designen (cylinderhuvudets tätningsyta) bör cylinderhuvudet och cylinderhuvudstätningen inte genomgå några förändringar, eller endast mindre.

Jämfört med "OpenDeck"-designen är "Closed-Deck"-designen naturligtvis svårare att tillverka. Anledningen är den slutna kylmanteln och på grund av detta den nödvändiga sandkärnan i kylmanteln. Dessutom blir det svårare att upprätthålla snäva toleranser för cylinderväggstjocklek när man använder sandkärnor. "ClosedDeck" cylinderblock kan tillverkas med antingen frigjutning eller lågtrycksgjutning.

På grund av de samgjutna cylindrarna och den resulterande högre styvheten i den övre delen av cylindrarna, har denna konstruktion större lastreserver jämfört med "Open-Deck"-konstruktionen.

Bild 1 Mercedes 4 Zyl. (rad)

Cylinderblock av aluminium med våta foder

Dessa cylinderblock är till största delen gjutna av en billigare aluminiumlegering och är utrustade med våta cylinderfoder i grått gjutjärn. En förutsättning för att tillämpa detta koncept är behärskning av Open-Deck-designen och dess tillhörande packningsproblem. Vi talar om en design som inte längre används vid serietillverkning av personbilsmotorer. En typisk representant för KS-produktionen var V6-blockets PRV-motor (Peugeot/Renault/Volvo) (Fig. 2).

Sådana cylinderblock används för närvarande endast i sport- och racingmotorkonstruktioner, där kostnadsproblemet snarare hamnar i bakgrunden. Däremot använder de foder som inte är gjorda av grått gjutjärn, utan höghållfasta våta aluminiumfoder med förnicklade cylinderarbetsytor.

Bild 2 PRV V6

Kyljacka versioner

Vid byte från cylinderblock av grått gjutjärn till block av aluminium var målet tidigare att uppnå samma designmått i aluminiumversionen som redan fanns i grågjutjärnsversionen. Av denna anledning motsvarade djupet av kylmanteln (dimension "X") som omgav cylindern initialt endast 95 % av längden på cylinderhålen i de första aluminiumblocken (fig. 3).

Tack vare den goda värmeledningsförmågan hos aluminium som arbetsmaterial kunde kylmantelns djup (dimension "X") med fördel reduceras till mellan 35 och 65 % (fig. 4). Tack vare detta reducerades inte bara vattenvolymen, och därmed motorns vikt, utan även snabbare uppvärmning av kylvattnet. Tack vare den förkortade, motorbesparande uppvärmningstiden reduceras även katalysatorns uppvärmningstid, vilket har en särskilt gynnsam effekt på frigörandet av skadliga ämnen.

Ur tillverknings- och teknisk synvinkel gav minskade jackdjup också fördelar. Ju kortare stålkärnor för kylmanteln är, desto mindre värme absorberar de under gjutningsprocessen. Detta påverkar både större formstabilitet och ökad produktivitet på grund av minskat avgasslag.

Bild 3

Bild 4

Anslutning med cylinderhuvud

1. Bultkraft på cylinderhuvudsbultarna /2. Tätningskraft mellan cylinderhuvudet och dess tätning / 3. Cylinderdeformation (presenterad på ett mycket överdrivet sätt) / 4. Toppskruvgänga /5. Djup skruvgänga

För att hålla cylinderns deformation så liten som möjligt vid montering av cylinderhuvudet, är bultklackarna - förtjockningar för de gängade hålen på cylinderhuvudets monteringsbultar - anslutna till cylinderns yttre vägg. Direkt kontakt med cylinderväggen skulle orsaka ojämförligt större deformationer vid åtdragning av bultarna. Djupt liggande trådar ger också ytterligare förbättringar. Bild 1 och 2 visar skillnaderna i cylinderdeformation till följd av en hög och djup skruvgänga.

Ytterligare möjligheter är användningen av ingjutna stålmuttrar istället för konventionella gängade hål, för att undvika felinställning och hållfasthetsproblem (särskilt i direktinsprutade dieselmotorer). Vissa konstruktioner använder långa klämbultar som praktiskt taget är gängade genom cylinderblocksplattan (fig. 3) eller direkt anslutna till lagerstödet (fig. 4).

1. Bricka

2. Cylinderhuvudsbult

3. Stålgängad insats

4. Nyp bult

5. Huvudlageröverfall

Bild 3

Bild 4

1. Bricka

2. Nyp bult

3. Lagerstöd

4. Huvudlageröverfall

Kolvstifts monteringshål i cylinderväggen

På grund av sina designegenskaper stöter boxermotorer på problem under installationen vid montering av kolvtapparna i en rad cylindrar. Anledningen till detta är att båda halvorna av vevhuset måste bultas ihop för att montera kolvarna på den andra cylinderbanken respektive för att ansluta vevstängerna till motsvarande vevtappar. Eftersom det inte längre finns åtkomst till vevaxeln efter bultning av båda halvorna av vevhuset, skruvas vevstängerna utan kolvar till motsvarande vevtappar, och kolvarna monteras efter bultning av båda halvorna av vevhuset. De fortfarande saknade kolvtapparna skjuts sedan genom de tvärgående hålen i cylinderns nedre del (fig. 5) för att ansluta kolvarna till vevstängerna. Monteringshålen skär cylinderns glidytor i ett område som kolvringarna inte passerar genom.

Vevhusventiler

Bild 1

Bild 2

Nyare vevhus har ventiler ovanpå vevaxeln och under cylindrarna (bild 1 och 2).

Ventilation i vevområdet förhindras när sidoväggarna och de tillhörande huvudlagrets förstyvningar skjuts ut nedåt. Tack vare ventilationshålen kan den undanträngda luften, som finns under kolven när kolven rör sig från övre dödpunkt till nedre dödpunkt, strömma ut åt sidan och tvingas därigenom ut till där kolven rör sig i riktning mot övre dödpunkt. centrum. Detta gör luftväxlingen snabbare och effektivare, eftersom luften inte längre behöver färdas långt runt vevaxeln. Tack vare det minskade luftmotståndet uppnås också en betydande effektökning. Beroende på cylindrarnas avstånd till vevaxeln är ventilationshålen placerade antingen i kontaktområdet för huvudlagren under cylinderns glidytor, eller i området för cylinderns glidytor, eller någonstans däremellan områden.

Cylinderblocket är den största och mest massiva delen av en förbränningsmotor. Den är gjord av aluminium, gjutjärn eller deras legeringar. Huvudkraven för ett cylinderblock är god värmeledningsförmåga, styrka och slitstyrka.

Cylinderblocket fungerar som en behållare för delar av cylinder-kolvgruppen.

Inuti blocket finns en motorvevmekanism (CCM), bestående av: kolvar, kolvstift, vevstakar och vevstakeslager, kolvringar (kompression och oljeskrapa), vevaxel, fästelement.

Vevmekanismen är huvudmekanismen i en förbränningsmotor, som säkerställer omvandlingen av bränsleförbränningsenergi genom kolvens fram- och återgående rörelse till vevaxelns rotationsrörelse.

Enligt det strukturella arrangemanget av förbränningsmotorns cylindrar är cylinderblocken:

• in-line
• V-formad
• motsatt

Det finns cylinderblock av andra strukturella typer, men dessa tre typer används oftast på bilar.

Motorblockets kylsystem

Förutom vevmekanismen inkluderar cylinderblocket en kylande "mantel".

Det tjänar till att cirkulera kylvätska, det vill säga att ta bort termisk energi från motorn.

Detta säkerställer att förbränningsmotorn arbetar vid en optimal driftstemperatur. Den kylande "manteln" skärs inuti cylinderblocket med ett specialverktyg.

För att undvika igensättning och förkoksning, bör kylvätskan bytas efter en viss tid, i enlighet med föreskrifter och teknisk dokumentation för driften av fordonet.

Den är sammanställd av tillverkaren.

Cylinderblockdesign

Cylindrarna själva skärs in i blocket med hjälp av en svarv.

De måste vara släta och motståndskraftiga mot slitage och värme. Jämnhet uppnås genom referensproceduren och styrka uppnås genom värmebehandling av metallen.

På motorer i gammal stil var cylindrarna "fodrade" - ett foder sattes in i cylinderns borrade hål, inuti vilket kolven utförde fram- och återgående rörelser.

På moderna bilar är cylindrarna "fodrade" endast i kritiska fall av större översyn av förbränningsmotorn.

Problem med blocket är främst förknippade med slipning av cylinderväggarna under motordrift.

För att undvika ökat slitage på cylinderväggarna, såväl som delar av cylinder-kolvgruppen, är det nödvändigt att regelbundet byta smörjmedel och filtermaterial.

Vid bestämning av cylinderslitage används termen "cylinderslitage".

Det mäts med en speciell anordning - en nutrometer, som kan...

Om utgången överstiger det maximalt tillåtna värdet, skickas cylinderblocket för borrning till nästa reparationsstorlek på kolvarna.

Om cylindrarna är så slitna att borrning inte hjälper, då är de fodrade.

Denna metod tillgrips dock sällan, och blocket ersätts helt med ett nytt.

Efter att ha borrat blocket, se till att kontrollera med svarvaren vilken storlek kolvar cylindrarna är uttråkade till (om du inte har sagt det till honom själv) för att köpa kolvar med den nödvändiga reparationsstorleken.

Annars kommer blocket inte att tjäna dig länge, och efter ett par tusen kilometer kommer du att returnera det igen för svängning.

Kom ihåg att vid reparation av ett block kan ett fel på 0,1 mm vara ödesdigert. Fyll därför på med tålamod och nödvändiga verktyg i förväg. Det är särskilt viktigt att ha en mikrometer till hands.