Рассмотрим устройство кривошипно-шатунных механизмов двигателей
автомобилей "Москвич", М-20 "Победа" и ЗИМ.
Блок, головка блока цилиндров и картер. Четыре цилиндра двигателя
автомобиля "Москвич" отлиты из чугуна совместно и составляют блок
цилиндров. В нижней части фиг. 31 показан блок цилиндров двигателя. На
фигуре видна рабочая поверхность цилиндра (зеркало цилиндра), по которой
движется поршень. В верхнюю часть цилиндра запрессована короткая гильза,
изготовленная из специального износостойкого и не окисляющегося чугуна.
Применение гильзы в верхней части цилиндра, которая подвергается
действию наиболее высокого давления и температуры, существенно повышает
срок службы двигателя.
С правой стороны блока видны шесть отверстий, предназначенных для впуска
горючей смеси в цилиндры и выпуска продуктов сгорания из цилиндров.
Входные отверстия соединены каналами с отверстиями клапанных седел,
расположенных на верхней плоскости блока. Наверху справа па фиг. 31
показан разрез блока цилиндров по каналу для выпускного клапана и видна
форма канала и клапанного седла. Клапанные седла, закрывающиеся
клапанами, имеют шлифованную конусную фаску (кромку) по краю отверстия,
к которой плотно прилегает головка клапана.
Фаска является поверхностью соприкосновения седла клапана с поверхностью
головки клапана, поэтому ее тщательно обрабатывают для обеспечения
необходимой герметичности (плотности) посадки клапана в седле.
Седло выпускного клапана быстро обгорает, так как оно подвержено
действию высокой температуры отработавших газов. Ремонт клапанного седла
в блоке цилиндров трудоемок и не всегда возможен. Для упрощения ремонта
и повышения срока службы выпускного клапана без притирки его седло
сделано вставным и изготовлено из специального жароупорного чугуна.
Как уже было сказано, каждый цилиндр имеет два клапана: впускной и
выпускной. На верхней плоскости блока цилиндров видно восемь клапанных
седел, но на правой стороне блока имеется только шесть отверстий, из
которых четыре отверстия служат для выпуска продуктов сгорания и два
отверстия для выпуска горючей смеси в цилиндры. Каждое из двух впускных
отверстий соединено каналом с двумя седлами впускных клапанов двух
соседних цилиндров. Горючая смесь при сравнительно невысокой температуре
занимает небольшой объем и поэтому одного канала достаточно для
наполнения смесью двух цилиндров. При выходе продуктов сгорания из
цилиндра они имеют сравнительно высокую температуру, больший объем. Если
бы не было предусмотрено в каждом цилиндре самостоятельного выпускного
канала, то выход газов из цилиндра был бы затруднен и цилиндр не
освобождался бы достаточно полно от продуктов сгорания. Поступающая в
цилиндр при впуске горючая смесь загрязнялась бы остатками продуктов
сгорания, отчего ухудшалась бы экономичность работы двигателя и
снижалась его мощность.
Под клапанными седлами находится клапанная коробка, в которой
размещаются направляющие втулки для стержней клапанов, клапанные пружины
и детали их крепления. В нижней части клапанной коробки имеется восемь
направляющих для толкателей, приводящих в движение клапаны.
Цилиндры окружены водяной рубашкой, а сверху закрыты крышкой - головкой
блока цилиндров. Чтобы между блоком цилиндров и его головкой не было
утечки газов или воды, устанавливается уплотнительная железоасбестовая
прокладка. Головка блока цилиндров крепится к блоку болтами и шпильками.
На фиг. 31 видно углубление в головке блока, образующее камеру сгорания
цилиндра двигателя. Камера сгорания располагает не только над
цилиндрами, но и над клапанами, что необходимо для прохода газов через
поднимающиеся клапаны. Вокруг камер сгорания в головке блока цилиндров
также имеется водяная рубашка, в которой при работе двигателя
циркулирует охлаждающая вода.
Блок цилиндров объединен в общей отливке с верхней частью картера
двигателя. В поперечных перегородках верхней части картера имеются
гнезда для трех коренных подшипников коленчатого вала, продольная ось
которых проходит в плоскости разъема картера.
В верхней части картера имеются также гнезда для подшипников
распределительного вала, приводящего в движение клапаны двигателя, и
предусмотрена возможность крепления различных приборов, обслуживающих
двигатель: водяного и бензинового насосов, патрубка, подводящего воду в
водяную рубашку блока, и др.
На боковой стенке картера установлен маслоналивной патрубок и
маслоизмерительный стержень.
К верхней части картера винтами крепится нижняя штампованная из стали
часть картера - поддон. Между верхней и нижней частями картера
помещается пробковая уплотнительная прокладка, состоящая из четырех
кусков. В поддон наливается масло для смазки деталей двигателя. Чтобы
масло при движении автомобиля не плескалось, в поддоне имеются три
поперечные перегородки.
Кроме того, поддон предохраняет кривошипно-шатунный механизм двигателя
снизу от загрязнений и внешних повреждений.
Четыре цилиндра двигателя автомобиля М-20 "Победа" также отлиты из
чугуна в одном блоке (фиг. 32) и снабжены короткими износостойкими
гильзами из специального чугуна.
Седла выпускных клапанов вставные, изготовлены из специального
жароупорного чугуна
Для улучшения наполнения цилиндра двигателя рабочей смесью каналы в
блоке для подвода смеси и отвода газов сделаны раздельными для каждого
цилиндра.
Головка блока цилиндров, отлитая из алюминиевого сплава, съемная,
крепится к блоку на 23 специальных шпильках с гайками и шайбами. Между
блоком цилиндров и головкой блока установлена прокладка, изготовленная
из сталеасбестового полотна, пропитанного графитом.
Фиг. 32. Детали двигателя автомобиля "Победа".
Отверстия в прокладке против камер сгорания и для прохода воды из
рубашки блока цилиндров в рубашку головки блока имеют окантовку из
стального листа для прочности.
Блок цилиндров отлит совместно с верхней частью картера. Стальной
штампованный поддон картера крепится к верхней части картера болтами
через пробковую прокладку.
Шесть цилиндров двигателя автомобиля ЗИМ (фиг. 33) отлиты из чугуна в
одном блоке, подобном по конструкции блоку цилиндров двигателя
автомобиля М-20 "Победа".
Фиг. 33. Двигатель и блок цилиндров автомобиля
ЗИМ.
Головка блока цилиндров отлита из алюминиевого сплава и крепится к
блоку 33 шпильками с гайками и шайбами. Прокладка между блоком и
головкой по конструкции аналогична прокладке двигателя автомобиля М-20
"Победа".
Поршень 10 (фиг. 34), как составная часть кривошипно-шатунного
механизма, совершает прямолинейно-возвратное движение в цилиндре. При
работе двигателя поршень является подвижным и плотным днищем в цилиндре.
Поршень не должен пропускать газы из камеры сгорания в картер или из
картера в цилиндр.
Чтобы уяснить основные положения, определяющие конструкцию и форму
поршня, необходимо напомнить условия, при которых работает поршень в
цилиндре. При работе двигателя поршень сильно нагревается. Как известно,
все тела при нагревании расширяются, следовательно расширяется и
поршень. Учитывая расширение поршня при нагревании, его диаметр делают
меньше диаметра цилиндра, оставляя между стенками цилиндра и поршнем
тепловой зазор.
Как уже отмечалось, зазор между поршнем и стенками цилиндра должен быть
уплотнен для предупреждения утечки или пропуска газов. Чтобы получить
необходимое уплотнение поршня в цилиндре при наличии теплового зазора,
на головке поршня протачивают кольцевые канавки и в канавки
устанавливают пружинящие поршневые кольца 12 и 13 (фиг. 34). Поршневые
кольца, пружиня, плотно прилегают к рабочей поверхности цилиндра. Обычно
на поршне устанавливают несколько колец: в двигателе автомобиля
"Москвич" - три кольца, в двигателях автомобилей М-20 "Победа"" ЗИМ - по
четыре кольца. Поршневые кольца различаются по назначению. Установленные
в верхней части головки поршня кольца с гладкой боковой поверхностью
назыгаюгся компрессионными (от слова компрессия - сжатие) и
предназначены исключительно для уплотнения поршня. Кольца, установленные
на головке поршня ниже компрессионных и имеющие на боковой поверхности
по всей окружности сквозные прорези, называются маслосъемными. Эти
кольца снимают излишки масла со стенок цилиндра. Масло проходит через
прорези на. боковой поверхности колец в канавку кольца на поршне, через
отверстия в стенке поршня во внутреннюю полость поршня и оттуда стекает
в картер. Маслосъемные кольца предотвращают проникновение чрезмерного
количества масла в камеру сгорания, выгорание его и загрязнение камеры
сгорания нагаром.
На поршне двигателя автомобиля "Москвич" два верхних кольца
компрессионные. Верхнее кольцо, находящееся ближе других колец к камере
сгорания, работает в особо тяжелых условиях и быстро изнашивается и
утрачивает упругость. Для повышения износостойкости это кольцо покрыто
тонким слоем пористого хрома, имеющего большую твердость. Для улучшения
условий приработки второго компрессионного и маслосъемного поршневых
колец к зеркалу цилиндров и предупреждения случаев задира цилиндров
поверхность указанных поршневых колец делается луженой.
