Блок цилиндров (БЦ) и головка блока цилиндров (ГБЦ) двигателя являются основными частями любого двигателя внутреннего сгорания. В них находятся механизмы и узлы, обеспечивающие работу двигателя. В процессе эксплуатации блок цилиндров и головка блока подвергаются высоким нагрузкам и перепадам температур, поэтому их материалы и качество изготовления очень важны. Точность и степень обработки также являются важными факторами.
Блок цилиндров
Блок цилиндров или головка блока цилиндров — это самая большая часть двигателя. Остальные компоненты прикреплены к нему тем или иным образом. В верхней части БК находятся колодцы цилиндров. Вокруг них находятся углубления для жидкостного охлаждения (рубашка охлаждения). В нижней части, которая называется картером, находится коленчатый вал, к которому крепятся шатуны и поршни. То есть блок — это место, где расположен весь кривошипно-шатунный механизм. В нем также находятся каналы для системы смазки.
Блок цилиндров двигателя V8
Блок цилиндров отлит из цельного куска. Основным материалом является чугун или алюминиевые сплавы. Цилиндры из алюминиевого сплава намного легче, но теряют в прочности и цене. Чугун более доступен по цене и прочен.
Цилиндры и хонингование
Цилиндры могут быть изготовлены непосредственно как часть блока или могут быть использованы гильзы цилиндров. На поверхность цилиндров наносится специальный никель-кремниевый сплав — никсил. Это чрезвычайно прочный материал, который защищает поршневые кольца от трения. Поверхность отполирована до зеркальной чистоты, чтобы минимизировать трение при ограниченном потоке масла.
Хонингование цилиндров
Для улучшения смазки гильзы цилиндра используется процесс хонингования. Специальный инструмент используется для увеличения смазки внутренней поверхности цилиндра путем хонингования головки цилиндра абразивным зерном. В результате получается экран с выгравированным на поверхности рисунком. Канавки внутри лучше удерживают масло. На внутренних стенках хонинговальным бруском образуется слой масла, что значительно снижает трение и увеличивает срок службы деталей. Процесс хонингования обычно выполняется во время расточки или при замене гильз.
Гильзы
Вкладыши используются в блоках из алюминиевых сплавов, поскольку алюминий менее устойчив к нагрузкам и высоким температурам, чем чугун. Они могут быть съемными или несъемными. Последние изготавливаются путем вдавливания в блок. Они также делятся на «мокрые» и «сухие» вкладыши. «Мокрые» вкладыши — это вкладыши, которые находятся в непосредственном контакте с охлаждающей жидкостью в рубашке охлаждения. Это приводит к лучшему охлаждению. «Влажные» вкладыши легко заменить. Они часто используются в сельскохозяйственной технике, тракторах и других специальных транспортных средствах.
Рукава
«Сухие» гильзы обычно фиксируются и запрессовываются в цилиндр, что обеспечивает целостность и жесткость блока. Однако сухие вкладыши менее эффективны в отводе тепла, чем влажные вкладыши.
Расточка и гильзовка блока цилиндров
После появления дефекта и износа стенок цилиндр рассверливается. Со стенок снимается определенная толщина металла, а затем устанавливаются другие поршни и кольца под новый размер. Количество отверстий ограничено, так как со временем объем увеличивается, а прочность уменьшается.
После бурения максимального количества отверстий проводится капитальный ремонт футеровки. Это сложный процесс, который может быть выполнен только с помощью специализированного оборудования. «Мокрые» вкладыши гораздо легче заменить даже в полевых условиях. Если вкладыши сухие или блок чугунный, они рассверливаются для установки новых вкладышей, которые запрессовываются с большой точностью. Сам блок нагревается до 150-200 градусов, а новая вставка охлаждается. Это обеспечивает наиболее плотное и точное прилегание.
Головка блока цилиндров
Головка блока цилиндров устанавливается сверху блока, фактически выполняя функцию крышки головки цилиндров. Для головки блока цилиндров используются алюминиевые сплавы. Головка блока цилиндров крепится к блоку цилиндров штифтами или болтами, которые затягиваются динамометрическим ключом в точной последовательности в соответствии с руководством по обслуживанию конкретного автомобиля.
Камеры сгорания образуются благодаря плотному прилеганию головки блока цилиндров. Для предотвращения попадания выхлопных газов между головкой цилиндра и блоком цилиндров устанавливается прокладка. Он изготовлен на основе асбестового графита и способен выдерживать рабочие температуры и давление.
Головка блока цилиндров в сборе состоит из следующих компонентов:
- корпус с камерами сгорания, футеровкой, масляными каналами и каналами системы охлаждения;
- клапанный механизм (впускные и выпускные клапаны, коромысла и толкатели);
- распределительные валы, приводимые в движение от коленчатого вала;
- отверстия для свечей зажигания;
- впускные и выпускные коллекторы для забора воздуха;
- прокладка головки блока цилиндров.
В современных двигателях клапаны ГРМ и распределительный вал расположены именно в головке блока цилиндров. Но раньше двигатели имели нижний распределительный вал. V-образные двигатели имеют отдельную головку для каждого ряда цилиндров.
В передней части головки блока цилиндров находится цепной или ременный привод привода клапанов. Впускной и выпускной коллекторы монтируются на фланцах с обеих сторон. Соединения охлаждающей жидкости также установлены в передней части головки блока цилиндров.
Клапанная крышка
Клапанная крышка закрывает головку блока цилиндров и распределительный вал. Он крепится болтами к головке цилиндра. Между головкой блока цилиндров и клапанной крышкой также устанавливается прокладка для обеспечения плотного и герметичного соединения. Это необходимо для предотвращения утечки масла и попадания грязи и пыли во время работы. На капоте также имеется маслозаливная горловина.
Раньше клапанные крышки изготавливались из стали, но современные двигатели предпочитают алюминий или пластик. Это снижает уровень шума и повышает надежность и эксплуатационную готовность.
Блок цилиндров и головка блока цилиндров составляют основу двигателя. Многое зависит от материалов и качества изготовления. При правильной эксплуатации и уходе они прослужат долго.
