¿Estructura interna del cilindro del motor?
El bloque de cilindros y el cárter superior de un motor refrigerado por agua suelen estar fundidos en un solo cuerpo, llamado bloque de cilindros-cárter, o también llamado bloque de cilindros. El bloque de cilindros suele estar fabricado de fundición gris. La cavidad cilíndrica en la parte superior del cilindro se llama cilindro, y la parte inferior es el cárter que soporta el cigüeñal, y su cavidad interior es el espacio para que se mueva el cigüeñal. En el bloque de cilindros están moldeados numerosos nervios de refuerzo, camisas de agua de refrigeración y canales de aceite lubricante.
El bloque de cilindros debe tener suficiente resistencia y rigidez. Según las diferentes posiciones del plano de montaje del bloque de cilindros y el cárter de aceite, el bloque de cilindros generalmente se divide en las tres formas siguientes.
(1) La característica de un bloque de cilindros general es que el plano de instalación del cárter de aceite está a la misma altura que el centro de rotación del cigüeñal. Las ventajas de este tipo de cilindro son su pequeña altura, su peso ligero, su estructura compacta, su fácil procesamiento y su fácil desmontaje y montaje del cigüeñal, pero su desventaja es su escasa rigidez y resistencia.
(2) La característica del bloque de cilindros de pórtico es que el plano de instalación del cárter de aceite es más bajo que el centro de rotación del cigüeñal. Su ventaja es que tiene buena resistencia y rigidez y puede soportar grandes cargas mecánicas. Sin embargo, sus desventajas son la mala artesanía, la estructura pesada y el procesamiento difícil.
(3) Bloque de cilindros tipo túnel El orificio del cojinete principal del cigüeñal de este tipo de bloque de cilindros es integral y está equipado con rodamientos. Los orificios del cojinete principal son más grandes y el cigüeñal se carga desde detrás del bloque de cilindros. Sus ventajas son una estructura compacta, buena rigidez y resistencia, pero sus desventajas son la alta precisión del procesamiento, la mala mano de obra y el inconveniente de desmontaje y montaje del cigüeñal.
Para que la superficie interior del cilindro funcione correctamente a altas temperaturas, es necesario enfriar adecuadamente el cilindro y la culata. Hay dos métodos de enfriamiento, uno es el enfriamiento por agua y el otro es el enfriamiento por aire. Se procesa una camisa de agua de refrigeración alrededor del cilindro y la culata de un motor refrigerado por agua, y el bloque de cilindros y la culata están conectados entre sí. El agua de refrigeración circula continuamente por la camisa de agua, eliminando parte del calor y enfriando el cilindro y la culata.
Los coches modernos utilizan básicamente motores multicilíndricos refrigerados por agua. Para los motores multicilíndricos, la disposición de los cilindros determina las dimensiones generales y las características estructurales del motor, y también afecta la rigidez y resistencia de la carrocería del motor, lo que está relacionado con el diseño general del automóvil. Dependiendo de la disposición de los cilindros, el bloque de cilindros también se puede dividir en tres tipos: de una hilera, en forma de V y opuestos.
(1) Tipo en línea
Los cilindros del motor suelen estar dispuestos verticalmente en una fila. El bloque de cilindros de una sola fila tiene una estructura simple y es fácil de procesar, pero la longitud y altura del motor son mayores. Generalmente, los motores de seis cilindros o menos son en su mayoría motores de una sola fila. Por ejemplo, los motores utilizados en los sedanes Jetta, Fukang y Hongqi utilizan este bloque de cilindros en línea. Algunos automóviles inclinan el motor en ángulo para reducir la altura del motor.
(2) Tipo V
Los cilindros están dispuestos en dos filas, y el ángulo entre las líneas centrales de las filas izquierda y derecha de cilindros es γ < 180, que es llamado motor tipo V. En comparación con el motor en línea, el motor tipo V acorta la longitud y la altura de la carrocería, aumenta la rigidez de la carrocería y reduce el peso del motor, pero aumenta el ancho del motor y tiene una forma compleja. y es difícil de procesar. Generalmente utilizado en motores de 8 o más cilindros, este tipo de bloque de cilindros también se utiliza en motores de 6 cilindros.
(3) Objeción
Los cilindros están dispuestos en dos filas, y los cilindros izquierdo y derecho están en el mismo plano horizontal, es decir, el ángulo entre las líneas centrales de la izquierda. y los cilindros derechos es γ = 180, lo que se llama oposición. Se caracteriza por su pequeña altura, diseño general conveniente y propicio para la refrigeración por aire. Este tipo de cilindro rara vez se utiliza.
Un cilindro perforado directamente en el bloque de cilindros se denomina cilindro integral. El cilindro integral tiene buena resistencia y rigidez y puede soportar cargas mayores. Estos cilindros requieren materiales y costes elevados. Si el cilindro se fabrica como una pieza cilíndrica separada (es decir, camisa de cilindro), se instala en el bloque de cilindros. De esta manera, la camisa del cilindro está fabricada con materiales de alta calidad resistentes al desgaste y el bloque de cilindros puede fabricarse con materiales de uso general de menor precio, lo que reduce los costos de fabricación. Al mismo tiempo, la camisa del cilindro se puede sacar del bloque de cilindros para facilitar el mantenimiento y el reemplazo, lo que puede extender en gran medida la vida útil del bloque de cilindros. Hay dos tipos de camisas de cilindro: camisas de cilindro secas y camisas de cilindro húmedas.
La característica de la camisa del cilindro seco es que después de que la camisa del cilindro se inserta en el cilindro, su pared exterior no entra en contacto directamente con el agua de refrigeración, sino que contacta directamente con la pared del cilindro. El espesor de la pared es relativamente delgado. , generalmente de 1 a 3 mm, tiene las ventajas de un cilindro integral, con buena resistencia y rigidez, pero el procesamiento es complicado, las superficies internas y externas requieren acabado, es incómodo de desmontar y ensamblar y la disipación de calor es deficiente. .
La característica de la camisa de cilindro húmeda es que después de colocar la camisa de cilindro en el cilindro, su pared exterior está en contacto directo con el agua de refrigeración. La camisa de cilindro solo hace contacto con los lados superior e inferior del cilindro. cilindro, y el espesor de la pared es generalmente de 5 ~ 9 mm. Buena disipación de calor, enfriamiento uniforme y fácil procesamiento. Por lo general, solo es necesario terminar la superficie interior y no es necesario procesar la superficie exterior en contacto con el agua, por lo que es fácil de desmontar y montar. Sin embargo, su resistencia y rigidez no son tan buenas como las de las camisas de cilindro secas y es fácil provocar fugas de agua. Se deben tomar algunas medidas para evitar fugas.
La parte inferior del bloque de cilindros utilizada para instalar el cigüeñal se llama cárter, el cual se divide en un cárter superior y un cárter inferior. El cárter superior está integrado con el bloque de cilindros y el cárter inferior se usa para almacenar aceite lubricante y sellar el cárter superior, por eso también se le llama cárter de aceite (Figura 2-6). El cárter de aceite soporta muy poca fuerza y generalmente está hecho de finas placas de acero estampadas. Su forma depende del diseño general del motor y de su capacidad de aceite. El cárter de aceite está equipado con un deflector estabilizador de aceite para evitar que el nivel de aceite fluctúe excesivamente cuando el automóvil tiene baches. También hay un tapón de drenaje en la parte inferior del cárter de aceite. Por lo general, se instala un imán permanente en el tapón de drenaje de aceite para absorber virutas de metal en el aceite lubricante y reducir el desgaste del motor. La junta se instala entre las superficies de unión de los cárteres superior e inferior para evitar fugas de aceite lubricante.
Tres. Culata
La culata se instala en el bloque de cilindros y sella el cilindro desde la parte superior para formar una cámara de combustión. A menudo está en contacto con gases de alta temperatura y alta presión y, por lo tanto, soporta fuertes cargas térmicas y mecánicas. La culata de un motor refrigerado por agua está equipada con una camisa de agua de refrigeración y el orificio para agua de refrigeración en la superficie del extremo inferior de la culata está conectado con el orificio para agua de refrigeración en el bloque de cilindros. El agua circulante se utiliza para enfriar componentes de alta temperatura, como las cámaras de combustión.
La culata también tiene asientos de válvulas de admisión y escape, orificios guía de válvulas para montar las válvulas de admisión y escape, y tractos de admisión y escape. La culata de un motor de gasolina tiene un orificio para instalar una bujía y la culata de un motor diésel tiene un orificio para instalar un inyector de combustible. Los motores de levas en cabeza también tienen orificios para cojinetes del árbol de levas en la culata para montar el árbol de levas.
Las culatas de cilindros generalmente están hechas de hierro fundido gris o aleación de hierro fundido. Tiene buena conductividad térmica y favorece el aumento de la relación de compresión, por lo que en los últimos años se han utilizado cada vez más culatas de aleación de aluminio.
La culata es una parte integral de la cámara de combustión, y la forma de la cámara de combustión tiene una gran influencia en el funcionamiento del motor. Debido a los diferentes métodos de combustión de los motores de gasolina y los motores diésel, las piezas que componen la cámara de combustión de la culata también son muy diferentes. La cámara de combustión de un motor de gasolina se encuentra principalmente en la culata, y la de un motor diésel se encuentra principalmente en el hoyo en la parte superior del pistón. Aquí sólo se introduce la cámara de combustión del motor de gasolina y la cámara de combustión del motor diésel se introduce en el sistema de suministro de diésel.
Tres formas habituales de cámaras de combustión en motores de gasolina.
(1) Cámara de combustión semiesférica
La cámara de combustión semiesférica tiene una estructura compacta, la bujía está colocada en el centro de la cámara de combustión, la carrera de la llama es corta, la combustión La tasa es alta, la disipación de calor es baja y la eficiencia térmica es alta. La estructura de esta cámara de combustión también permite que las válvulas estén dispuestas en dos filas y que el diámetro de entrada de aire sea mayor, por lo que la eficiencia de carga es mayor. Aunque el mecanismo de la válvula se ha vuelto más complejo, es beneficioso para la purificación de los gases de escape y se usa ampliamente en motores de automóviles.
(2) Cámara de combustión en forma de cuña
La cámara de combustión en forma de cuña tiene una estructura simple y compacta, un área de disipación de calor pequeña y una pequeña pérdida de calor que puede garantizar que la mezcla. forma un buen movimiento de vórtice durante la carrera de compresión, lo que es beneficioso para mejorar la calidad de la mezcla del gas mezclado, la resistencia a la entrada de aire es pequeña y mejora la eficiencia de carga. Las válvulas están dispuestas en fila, lo que simplifica el mecanismo de válvulas, pero la bujía se coloca a la altura de la cámara de combustión en forma de cuña y la distancia de propagación de la llama es mayor. Este tipo de cámara de combustión se utiliza en los motores de automóviles Cherokee.
(3) Cámara de combustión en forma de lavabo
Cámara de combustión en forma de lavabo, la culata tiene buena mano de obra y bajo costo de fabricación, pero debido a que el diámetro de la válvula se limita fácilmente, la admisión y los efectos del escape son mejores que los de la cámara de combustión semiesférica. Los motores Jetta y Audi utilizan cámaras de combustión con pote.
Cuatro. Junta del cilindro
La junta del cilindro se instala entre la culata y el bloque de cilindros. Su función es asegurar el sellado de la superficie de contacto entre la culata y el bloque de cilindros para evitar fugas de aire, fugas de agua y. fuga de aceite.
El material de la junta del cilindro debe tener un cierto grado de elasticidad, que pueda compensar las irregularidades de la superficie de la junta y garantizar el sellado. Al mismo tiempo, debe tener buena resistencia al calor y a la presión. y no debe quemarse ni deformarse bajo altas temperaturas y presión. Actualmente, la junta cilíndrica con estructura de algodón con pelusa de cobre se utiliza ampliamente. Debido a que hay tres capas de revestimiento de cobre en la brida de la junta del cilindro de cobre y algodón, es menos probable que se deforme cuando se presiona que el asbesto.
Algunos motores también utilizan una junta de cilindro hecha de asbesto con una malla de acero tejida o una placa de acero perforada en el centro como esqueleto y ambos lados presionados con asbesto y adhesivo de caucho.
Al instalar la junta del cilindro, primero verifique la calidad y la integridad de la junta del cilindro. Todos los orificios de la junta del cilindro deben estar alineados con los orificios del bloque de cilindros. En segundo lugar, los tornillos de culata deben instalarse estrictamente de acuerdo con las instrucciones. Al apretar los pernos de la culata, los pernos deben apretarse de 2 a 3 veces en orden de expansión simétrica desde el centro hacia los alrededores y, finalmente, apretarse al par especificado.
El proceso de trabajo de un motor de cuatro tiempos: un motor de cuatro tiempos tiene un pistón que alterna cuatro tiempos para completar un ciclo de trabajo, que incluye admisión, compresión, potencia y escape. Los motores diésel de cuatro tiempos, al igual que los motores de gasolina, tienen que pasar por procesos de admisión, compresión, potencia y escape. Pero a diferencia de los motores de gasolina, los motores de gasolina son del tipo de encendido, mientras que los motores diésel son del tipo de encendido por compresión.