Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является наиболее распространенным типом двигателя. Двигатели IC используются в различных типах транспортных средств, таких как автобусы, мотоциклы, тракторы, автомобили и многие другие транспортные средства. Эти типы двигателей состоят из различных компонентов, и блок двигателя является одним из них. Блок двигателя также называется блоком цилиндров. Блок цилиндров является наиболее важным компонентом, который обеспечивает безопасность многих других внутренних частей двигателя. В этой статье описываются различные аспекты блока цилиндров.
Что такое блок цилиндров?
Блок двигателя — это часть двигателя внутреннего сгорания, которая содержит цилиндр, поршень и другие компоненты двигателя. Блок двигателя также называют блоком цилиндров.
В более ранних автомобильных двигателях блок двигателя содержал только блок цилиндров, который был связан с отдельным картером. В то время как в новейших двигателях картер также объединен с блоком цилиндров в единую деталь.
В блоке цилиндров также имеются масляные галереи и каналы для охлаждающей жидкости. Головка блока цилиндров закрывает верхнюю часть блока цилиндров. Картер соединяется с основанием блока цилиндров. Многие другие компоненты двигателей установлены внутри или на блоках цилиндров.
Эти блоки также имеют отдельный картер для коленчатого вала, используемого в стационарных двигателях, судовых двигателях и больших двигателях. Этот отдельный алюминиевый картер способствует снижению веса и быстрой и дешевой замене.
Когда в двигателе происходит износ, он превращается в овал, из-за чего поршневое кольцо выпускает газ. Эта утечка газа из поршневого кольца известна как продувка. Эти газы снижают эффективность работы двигателя. Отделка стенок цилиндра также влияет на уплотнительные кольца.
Цилиндрическая стенка обеспечивает очень гладкую отделку. Специальные шлифовальные камни создают небольшие канавки в стенке цилиндра, в которые попадает масло. Эти канавки помогают смазывать юбки поршня и поршневые кольца.
В прошлом для изготовления блоков цилиндров использовался серый чугун или литейный чугун. Это объясняется тем, что обработка этих материалов была очень простой.
Функции блока цилиндров
Блок цилиндров — это конструкция, в которой находятся цилиндры и другие компоненты двигателя внутреннего сгорания.
Конструкция блока цилиндров зависит от особенностей и типа выпускаемой модели двигателя. Она включает в себя каналы охлаждающей жидкости, гильзы цилиндров и стенки цилиндров.
Двигатель с водяным охлаждением содержит множество проходов вокруг цилиндров, свечей зажигания и клапанов.
Блок цилиндров с L-образной головкой имеет различные отверстия для клапанов и клапанных портов. Основание блока цилиндров также помогает масляному поддону и коленчатому валу. В максимальных двигателях для поддержки распределительного вала используется втулка. Эта втулка крепится в отверстии блока цилиндров.
В рядных двигателях с L-образной головкой выпускной и впускной коллекторы соединяются с боковыми сторонами блока цилиндров.
В двигателе с I-образной головкой впускной и выпускной коллекторы крепятся к головке блока цилиндров. Другие компоненты (такие как топливный насос, распределение зажигания, картер сцепления, маховик, шестерня ГРМ и водяной насос) соединены с блоком цилиндров.
Как следует из названия головки блока цилиндров, она устанавливается на головку или верхнюю часть блока цилиндров. Многие другие компоненты соединяются с блоком через прокладку. Эта прокладка обеспечивает отличную герметичность, чтобы остановить утечку газа, масла или воды. Некоторые другие компоненты соединяются с болтами, а остальные — с гайками и шпильками.
Блок двигателя сконструирован таким образом, что он может выдерживать различные нагрузки и температуры для поддержания смазки и стабильности двигателя. Блок имеет множество масляных каналов для циркуляции масла в двигателе.
Блок также имеет водяные галереи для охлаждения двигателя и контроля оптимальной рабочей температуры.
Циркулирующая вода помогает двигателю работать при нормальной рабочей температуре, останавливает ненужные деформации и расширения и в конечном итоге предотвращает неисправность связанных с ним движущихся компонентов.
Части блока цилиндров
- Цилиндры
- Масляный фильтр
- Крепление водяного насоса
- Заглушки сердечника
- Шпильки головки
- Картер
- Палуба
- Масляные каналы и галереи
- Проходы охлаждающей жидкости
- Бобышки
- Картер
1) Цилиндры
Цилиндр — это самый важный компонент двигателя и блока цилиндров. Он также известен как цилиндр сжатия. В этом цилиндре есть поршень, который движется вверх и вниз внутри цилиндра. В процессе всасывания воздушно-топливная смесь сначала попадает в цилиндр, а поршень, совершая возвратно-поступательное движение, сжимает воздушно-топливную смесь.
Эти цилиндры имеют множество отверстий для создания прочного уплотнения с поршнем. Они имеют большой размер. Количество цилиндров в двигателе варьируется в зависимости от типа двигателя и требуемой мощности.
2) Масляные каналы и галереи
Смазка деталей двигателя очень важна для их обслуживания и правильной работы. Масляные каналы и галереи блока цилиндров используются для смазки различных деталей двигателя. Они используются для подачи масла к различным деталям двигателя (таким как коленчатый вал и головка блока цилиндров) и гидравлическим системам.
3) Крепление водяного насоса
Водяной насос устанавливается в конце блока. Он соединяется с корпусом охлаждающей жидкости. Он используется для подачи воды в двигатель. Этот насос подает воду, чтобы двигатель мог поддерживать свое охлаждение и работать при нормальной температуре.
4) Палуба
Дека — это верхняя часть блока, где находятся концы цилиндров.
5) Масляный фильтр
Масляный фильтр обычно устанавливается сбоку или под блоком цилиндров. Эти фильтры предназначены для удаления как можно большего количества загрязняющих веществ из циркулирующего смазочного масла двигателя.
6) Шпильки головки
Для изготовления шпильки головки используется круглый стержень из легированной стали. На обоих концах шпильки головки имеется резьба. Эта резьба обеспечивает плотное прилегание шпильки к блоку и предотвращает ослабление шпильки при откручивании гаек.
7) Картер
Этот компонент окружает коленчатый вал. В последнем двигателе он устанавливается под блоком.
8) Заглушки сердечника
Заглушка сердечника действует как крышка блока двигателя в конце прохода охлаждающей жидкости, чтобы остановить утечку воды и охлаждающей жидкости из двигателя.
9) Коленчатый вал
Это вращающийся компонент двигателя внутреннего сгорания. Он соединяется с поршнем посредством шатуна.
Материал, используемый для изготовления блока цилиндров
Для изготовления блока цилиндров используется серый чугун. В некоторых случаях он также изготавливается с добавлением хрома и никеля. Иногда блоки изготавливают из алюминия с добавлением стальных гильз или чугуна.
Чугун обладает более высокими износостойкими свойствами по сравнению с другими материалами. Поэтому он считается наиболее подходящим материалом для изготовления стенок цилиндров.
Некоторые малые двигатели имеют хромированные стенки цилиндров. Это объясняется тем, что хром — очень твердый металл, который увеличивает срок службы блока цилиндров и уменьшает износ стенок.
Алюминиевые сплавы с высоким содержанием кремния были протестированы для определения их потенциала в качестве материалов для картера и блока цилиндров. Эти сплавы обладают высокой износостойкостью и низким коэффициентом теплового расширения.
Типы блоков цилиндров
- Блок цилиндров рядного двигателя
- V-образный цилиндр двигателя
- Оппозитный блок цилиндров двигателя
1) V-образный цилиндр двигателя
Это самый известный тип блока цилиндров двигателя. Он наиболее часто используется в двигателях различных автомобилей. В этой конфигурации цилиндры двигателя располагаются в два ряда. Эти два ряда цилиндров расположены таким образом, что образуют V-образную форму. Поэтому такой тип двигателя известен как V-образный двигатель.
Два ряда цилиндров расположены под определенным углом друг к другу. Этот угол должен быть очень маленьким (т.е. от 15° до 20°). Если этот угол больше, то балансировка двигателя будет очень сложной. V-образный двигатель трудно балансировать с противовесами на коленчатых валах.
Коленчатый вал содержит только два кривошипа, и шатуны двух противоположных рядов цилиндров соединяются с одним и тем же шатуном. Один шатун соединяется с двумя шатунами. V-образные двигатели имеют различные типы блоков цилиндров, такие как V4, V8 и V16.
2) Цилиндр рядного двигателя
Цилиндры рядного двигателя расположены в одну линию. Автомобили с рядными двигателями работают очень плавно. Поэтому они используются в основном в тех случаях, когда требуется высокая скорость.
Автомобили с таким типом блока цилиндров работают плавно. Рядные двигатели используются для легковых автомобилей.
3) Цилиндр боксового двигателя или цилиндр оппозитного двигателя
Боксовый двигатель — это V-образный двигатель с плоским прессом. Блок цилиндров этого двигателя имеет два ряда цилиндров. Каждый ряд содержит два цилиндра. Цилиндры этих двух рядов расположены напротив друг друга.
Боксовый двигатель также называют «блинным». Для его работы требуется очень мало места в головке блока, что делает компактным отсек двигателя.
Двигатели Volkswagen содержат этот тип расположения четырех цилиндров. Это двигатель с воздушным охлаждением. Он устанавливается на заднюю часть автомобиля. Этот тип блока цилиндров также используется в современных двигателях Porsche и Subaru.
Каковы проблемы блока цилиндров?
- Внешняя утечка охлаждающей жидкости двигателя: В большинстве случаев этот тип утечки возникает из-за ослабления шлангов, сердечников печки, радиаторов или водяных насосов. Она также может возникнуть из-за трещин в блоке двигателя.
- Пористый блок двигателя: Отказ блока цилиндров этого типа обычно происходит из-за попадания загрязняющих веществ в металл. Он также может появиться в процессе производства. Избежать этой проблемы невозможно, поскольку она является причиной возникновения блока цилиндров.
- Износ цилиндра/трещина цилиндра : После длительной эксплуатации внутри цилиндра начинают появляться проблемы с износом. Эти проблемы могут повредить обработанные гладкие стенки и повлиять на уплотнение поршневого кольца. Вы можете остановить эту проблему, увеличив размер отверстия.
Состав блока цилиндров
- Фосфор 0,85%
- Сера 0,12%
- Марганец 0,63%
- Кремний 1,2%
- Углерод 2,2%
- Железо 95%
- Медь 7%
- Олово 2%
- Алюминий 91%
Преимущества V-образного блока двигателя по сравнению с рядным блоком двигателя
- V-образный блок двигателя позволяет создавать более жесткие, легкие и короткие двигатели. Жесткий двигатель обеспечивает более высокое давление сгорания и более высокие рабочие скорости, а блок цилиндров и коленчатый вал с меньшим трудом поддаются изгибу или гибке. Изгиб может привести к потере управления двигателем, повышенному износу и потерям на трение, а также к внутренним вибрациям.
- Впускной коллектор позволяет обеспечить относительно близкое расположение всех цилиндров друг к другу, чтобы воздушно-топливная смесь распределялась относительно равномерно по всем цилиндрам.
- Линия капота может быть опущена, что приводит к уменьшению профиля автомобиля. Это происходит потому, что карбюратор и некоторые другие компоненты установлены между двумя рядами цилиндров и не занимают пространство над цилиндрами.
Раздел часто задаваемых вопросов
Какие бывают типы блоков двигателя?
Блок двигателя имеет следующие основные типы:
- Оппозитный блок цилиндров двигателя
- Блок цилиндров рядного двигателя
- V-образный цилиндр двигателя
Где расположен блок цилиндров в двигателе?
Блок цилиндров — это структурная часть двигателя, которая простирается вверх от центральной линии коренного подшипника коленчатого вала до соединения с головкой блока цилиндров.
Какова функция блока цилиндров?
- Основная функция блока цилиндров заключается в размещении в нем коленчатого вала, шатуна и поршня. Эти компоненты работают внутри блока.
- Блок цилиндров обеспечивает поддержку различных компонентов, включая дополнительное оборудование (например, впускной и выпускной коллекторы, генераторы переменного тока, компрессоры кондиционера и т.д.).
- Он содержит компоненты циркуляции смазки, такие как масляный фильтр, масляный насос и масляный поддон.
- Он также играет важную роль в контуре охлаждения.
Сколько стоит замена блока цилиндров?
Стоимость замены блока цилиндров варьируется в зависимости от модели двигателя и региона проживания. Стоимость замены блока маленького двигателя варьируется от $500 до $1100. Аналогично, стоимость замены длинноблочного двигателя варьируется от $1500 до $2600.
Что вызывает повреждение блока двигателя?
Перегрев двигателя является наиболее распространенной причиной повреждения или выхода из строя блока двигателя. Когда внутренняя температура двигателя становится очень высокой, тепловое напряжение воздействует на блок цилиндров, в результате чего он трескается.
Блок также может треснуть из-за температуры замерзания. Это происходит, когда система охлаждения заполнена большим количеством воды, а антифриз недостаточен для контроля температуры воды в системе охлаждения.
Что такое подогреватель блока двигателя?
Подогреватель блока двигателя — это устройство, которое используется для подогрева жидкости (т.е. масла) и двигателя непосредственно перед запуском автомобиля.
Подогреватель блока очень полезен при экстремально низких температурах, так как он снижает риск повреждения из-за «холодного запуска» и холостого хода.
