Кривошипный механизм

Основой двигателя служит кривошипно-шатунный механизм, на базе которого все агрегаты двигателя соединяются в одно целое. Он состоит из цилиндра с головкой, поршня, шатуна, коленчатого вала, маховика и картера. Кривошипно-шатунный механизм обеспечивает рабочий процесс и преобразование возвратно-поступательного движения (поршня) во вращательное (коленчатого вала).

В верхней части цилиндра двигателя происходит воспламенение и сгорание топлива, оказывающее решающее влияние на теплоиспользование топлива. Характеристикой качества этого процесса является полнота и быстрота сгорания смеси. Эти факторы в большой степени зависят от формы камеры сгорания. Ответственная роль верхней части цилиндра, сложность ее изготовления и наличие в ней ряда деталей (свеча зажигания и клапаны) заставляют выполнять эту часть, называющуюся головкой цилиндра, отдельно и затем плотно пригонять к цилиндру.

Головки цилиндров отличаются формой камеры сгорания и расположением клапанов. Внутреннюю поверхность (зеркало или стенки) цилиндра тщательно обрабатывают для уменьшения трения. С целью охлаждения двигателя цилиндр него головка окружены водяной рубашкой. При нижнем (боковом) расположении клапанов цилиндр имеет с боковой стороны приливы с каналами для впуска смеси и выпуска отработавших газов.

Цилиндры двигателей объединены в общий блок, нижняя часть которого представляет собой картер двигателя.

Как и блоки цилиндров, их головки выполняются также в блоке. Блок головок прикрепляется болтами или шпильками к блоку цилиндров, а между ними помещается уплотняющая прокладка.

Объединение цилиндров и картера в один блок значительно повышает жесткость двигателя, снижает его размеры и вес; жесткость препятствует деформациям и улучшает работу двигателя. Особенно компактны блоки V-образлых двигателей (рис. 8).

Для уменьшения износа зеркала цилиндров на всю их длину или только в верхнюю часть, наиболее подверженную действию высоких температур продуктов сгорания, запрессовывают гильзы.

Для лучшего сгорания рабочей смеси форму камеры сгорания стремятся приблизить к полусферической форме, как наиболее рациональной. Наряду с камерой полусферической формы употребляется и камера клиновой формы. Чем более компактна камера сгорания, тем ближе отдельные элементы ее к источнику зажигания электрической искрой, тем быстрее и полнее сгорит смесь.

Современные камеры сгорания выполняют несколько суженными над поршнем, поэтому плоскость головки перекрывает поверхность поршня при малом зазоре между ними (толщина прокладки); такой навес головки над поршнем называется вытеснителем. Вытеснитель улучшает распределение объема сжатой смеси и способствует ее завихрению, что положительно сказывается на процессе сгорания.

Цилиндры располагают преимущественно двумя способами: вертикальным рядом — рядный двигатель — и двумя рядами под углом, чаще всего равным 1,57 рад (90°) — V-образный двигатель.

Двигатели V-образные характеризуются меньшими габаритами по длине и большей жесткостью из-за компактности по сравнению с рядными, а также более удобным и целесообразным распределением смеси (или топлива) по цилиндрам.

В современных двигателях (ГАЗ-53, ЗИЛ-130, ЯМЗ-236) роль цилиндров выполняют отдельные гильзы / (рис.9), отливаемые из серого (двигатели ГАЗ-53, ГАЗ-24, ЗИЛ 130) или легированного (двигатель ЯМЗ-236) чугуна; гильзы устанавливают в блоке 2; пространство 3 между ними заполняется водой, образуя водяную рубашку (гильзы омываются водой и называются мокрыми). Для повышения износоустойчивости в верхние, наиболее напряженные части гильз помещают кислотоупорные антикоррозионные вставки 4.

Блоки цилиндров отливают из чугуна (двигатель ЗИЛ-130), легированного чугуна (двигатели ЯМЗ) или из алюминиевого сплава (двигатели ГАЗ-53, ГАЗ-24); головки — из чугуна (двигатели ЯМЗ) или алюминиевого сплава (двигатели ГАЗ-53, ГАЗ-24, ЗИЛ-130).

• Поршни
• Поршневые кольца и пальцы
• Шатунная группа
• Коленчатый вал и порядок работы двигателя
• Маховик и картер