Корпусные элементы двигателей жидкостного охлаждения

Блок цилиндров состоит из следующих элементов: боковых и торцовых стенок, межцилиндровых перемычек и верхней горизонтальной плиты, объединенных термином «водяная рубашка», а также цилиндров. Если в цилиндры, отлитые совместно с водяной рубашкой, устанавливают тонкостенные гильзы, то они называются сухими. Если цилиндры съемные и омываются охлаждающей жидкостью, то их называют мокрыми гильзами.

Картер состоит из перегородок коренных опор, боковых стенок, верхней горизонтальной опорной плиты и нижней привалочной плоскости, на которой фиксируется масляный поддон. Последний может быть выполнен как в виде тонкостенной конструкции, образующей емкость для сбора и размещения масла, так и в виде монолитного несущего элемента, что способствует повышению жесткости корпуса.

Корпусные детали отливают из чугуна и из алюминиевого сплава. Коэффициент линейного расширения алюминиевого сплава в два раза больше, чем чугуна, что обусловливает его значительные температурные деформации. Это необходимо учитывать при формировании зазоров в подвижных сочленениях с другими деталями двигателя. Высокий коэффициент теплопроводности алюминиевого сплава (в три раза больше, чем чугуна) обеспечивает хороший отвод теплоты от нагретых зон двигателя и тем самым более равномерное распределение температур в них. Обеспечение требуемой прочности корпусных деталей двигателя из алюминиевого сплава достигается увеличением геометрических параметров (например, толщины) отдельных элементов. При этом масса корпусных деталей из алюминиевого сплава уменьшается по сравнению с чугунными на 30%, а масса двигателя в целом снижается на 12... 20 %. Повышение износостойкости алюминиевого сплава достигается технологическими мероприятиями.

По тому как элементы корпуса двигателей с жидкостным охлаждением воспринимают нагрузку от газовых сил, различают следующие силовые схемы:

1) с несущим блоком цилиндров (рис. 10.1, а), когда силы давления газов воспринимаются головкой, силовыми болтами (шпильками), опорами коренных подшипников и нагружают растягивающими усилиями стенки блока цилиндров. Разновидностью данной силовой схемы при мокрых гильзах является схема с несущей рубашкой (рис. 10.1, б). При этом газовые силы нагружают (растягивают) только стенки водяной рубашки;

2)  с несущими силовыми шпильками (рис. 10.1, в). Силы газов, действуя на головку, воспринимаются длинными шпильками, которые крепятся в верхней части картера. При этом рубашка охлаждения и мокрые гильзы в результате предварительной затяжки шпилек находятся в сжатом состоянии, и газовые силы разгружают их. Блок-картеры, выполненные по данной схеме, могут отливаться из алюминиевого сплава в силу их меньшей нагруженности.