Роль цилиндра и поршня в двигателе автомобиля
Цилиндр и поршень являются одними из основных деталей любого двигателя внутреннего сгорания. Нижняя плоскость ГБЦ, днище поршня и стенка цилиндра образуют замкнутую полость, где происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Поршень, который находится в цилиндре, преобразует энергию образовавшихся газов в поступательно движение, тем самым приводя в движение коленчатый вал.
Цилиндр и поршень прирабатываются в ходе эксплуатации автомобиля, обеспечивая эффективность и наилучшие режимы работы двигателя.
В данной статье мы подробно рассмотрим пару «цилиндр-поршень»: конструкцию, функции, условия их работы, а также проблемы, которые могут возникнуть при эксплуатации ЦПГ.
Современные двигатели могут иметь от 2 до 16 цилиндров, которые объединены в блок цилиндров. От количества цилиндров зависит мощность ДВС.
Внутренняя часть цилиндра является его рабочей поверхностью и называется гильзой, а внешняя, которая составляет единое целое с корпусом блока – рубашкой.
Внутри цилиндра совершает возвратно-поступательное движение поршень. Он передает энергию давления газов на шатун коленвала, герметизирует камеру сгорания и отводит из нее тепло. Состоит поршень из днища (головки), уплотняющих колец и направляющей части (юбки).
Поршни для бензиновых двигателей имеют плоское днище. Они меньше нагреваются при работе и проще в изготовлении. Они могут обладать специальными канавками, которые способствуют полному открытию клапанов. В дизельных двигателях поршни имеют специальную выемку заданной формы на дне. Она служит для того, чтобы воздух, поступающий в цилиндр, лучше смешивался с топливом.
Плотность соединения поршня и цилиндра обеспечивают поршневые кольца. Их расположение и количество зависит от типа и назначения двигателя. Наиболее часто встречающееся исполнение – одно маслосъемное и два компрессионных кольца.
Компрессионные кольца предотвращают попадание газов в картер двигателя из камеры сгорания и отводят тепло к стенкам цилиндра от головки поршня.
По форме они бывают коническими, бочкообразными и трапециевидными.
Верхнее компрессионное кольцо изнашивается быстрее других, поэтому его наружная поверхность подвергается напылению молибдена или пористому хромированию. Благодаря такой подготовке первое кольцо становится более износостойким и лучше удерживает моторное масло. Другие уплотняющие кольца покрываются слоем олова для улучшения приработки к цилиндрам.
Маслосъемное кольцо служит для удаления излишков масла со стенок цилиндра, тем самым предотвращая их попадание в камеру сгорания. Через специальные отверстия в стенках поршня масло попадает внутрь последнего, а затем направляется в картер.
Направляющая часть (юбка) поршня может быть конусообразной или бочкообразной. Такая конструкция позволяет компенсировать расширение при воздействии высоких температур. На юбке находится отверстие с двумя бобышками, где крепится поршневой палец трубчатой формы, соединяющий поршень с шатуном.
Палец поршня может устанавливаться следующим образом:
-
Свободный ход в бобышках поршня и головке шатуна (плавающие пальцы)
-
Вращение в бобышках поршня и фиксация в головке шатуна
-
Вращение в головке шатуна и фиксация в бобышках поршня
Шатун соединяет поршень с коленвалом. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, а нижняя вращается совместно с шатунной шейкой коленчатого вала, стержень совершает сложное колебательное движение. При работе шатун подвергается растяжению, изгибу и сжатию, поэтому его производят жестким и прочным, а, чтобы уменьшить инерционные силы – легким.
Материалы, используемые при производстве деталей ЦПГ, должны обладать высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, малой плотностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, антифрикционными и антикоррозионными свойствами.
Цилиндры изготавливают из чугуна или стали с различными присадками. Это нужно для того, чтобы детали могли выдержать высокие нагрузки. Сегодня блоки цилиндров чаще всего производят из алюминия, а внутренние части цилиндров – из стали, благодаря чему вес конструкции снижается.
Поршни внутри цилиндра двигаются с высокой скоростью и подвержены воздействию высоких давлений и температур. Изначально для производства этих деталей использовался чугун, но с развитием технологий основным материалом для поршней стал алюминий. Это позволило обеспечить меньшую нагрузку на поршни, лучшую теплоотдачу и рост мощности ДВС.
На современных автомобилях, особенно с дизельными двигателями, используются сборные стальные поршни. Они весят меньше алюминиевых, а за счет меньшей компрессионной высоты позволяют использовать шатуны большей длины, тем самым снижая боковые нагрузки в паре «цилиндр-поршень».
Для производства поршневых колец используется высокопрочный серый чугун с добавлением хрома, молибдена, никеля или вольфрама.
Некоторые производители автокомпонентов для снижения потерь на трение покрывают боковую поверхность поршней специальными материалами на основе графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается и ему требуется восстановление.
Одним из самых эффективных средств для восстановления антифрикционного слоя или нанесения материала на новые поршни является покрытие поршней MODENGY для деталей ДВС. Состав на основе высокоочищенного дисульфида молибдена и графита имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимальными параметрами распыления.
Материал равномерно наносится на юбки поршней, не требует высоких температур для полимеризации и создает на поверхности сухую смазочную пленку, которая в течение длительного времени снижает износ и препятствует образованию задиров.
Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия рекомендуется провести их обработку Специальным очистителем-активатором MODENGY.
При работе двигателя выделяется огромное количество тепла. Например, температура сгоревших газов может достигать +2000 °C. Именно поэтому цилиндро-поршневая группа нуждается в эффективном охлаждении.
В современных двигателях система охлаждения может быть жидкостной или воздушной. В первом случае цилиндры ДВС покрыты снаружи большим количеством специальных ребер, которые охлаждаются искусственно созданным или встречным потоком воздуха.
Жидкостное охлаждение подразумевает охлаждение цилиндров при помощи охлаждающей жидкости, которая циркулирует в толще блока снаружи цилиндров.
Нагретые элементы отдают часть тепла ОЖ, которая затем попадает в радиатор, охлаждается и заново поступает к цилиндрам.
Если внутри цилиндра отсутствует смазочный материал, поршень будет заклинивать, что со временем приведет к поломке двигателя. Для удержания моторного масла на внутренних поверхностях цилиндров на них наносят микросетку при помощи хонингования.
Благодаря этому на стенках всегда находится некоторое количество масла, что снижает трение между поршнем и цилиндром, а также способствует отведению излишков тепла внутри ЦПГ.
Даже, если эксплуатация автомобиля была правильной и все жидкости менялись вовремя, со временем все равно могут возникнуть проблемы с цилиндро-поршневой группой. Их основная причина заключается в сложных условиях работы ЦПГ.
Высокие нагрузки и температуры приводят к:
-
Деформации посадочных мест под гильзу
-
Разрушению, залеганию, закоксовыванию колец
-
Задирам на юбках поршней из-за сужения зазора между поршнем и цилиндром
-
Возникновению пробоин, трещин, сколов на рабочих поверхностях цилиндров
-
Оплавлению или прогару днища поршней
-
Различным деформациям на теле поршней
Эти и другие неисправности ЦПГ неизбежно возникают при перегреве ДВС, который может быть вызван неисправностью термостата, помпы или разгерметизацией системы охлаждения, сбоями в работе вентилятора охлаждения радиатора, самого радиатора или его датчика.
Определить проблемы в работе цилиндро-поршневой группы можно отметив увеличение расхода масла, ухудшение запуска двигателя, снижение мощности, возникновение стука и шума при работе ДВС. Подобные моменты не следует игнорировать, так как неисправности в ЦПГ неизбежно приведут к дорогостоящему ремонту.
Точно определить состояние поршней и цилиндров позволяет разборка ЦПГ, а также осмотр других систем автомобиля, например, воздушного фильтра. Помимо этого, в ходе диагностики производится замер компрессии в цилиндрах, берутся пробы масла из картера и т.п.
Ресурс ЦПГ зависит от типа двигателя, его режима эксплуатации, сервисного обслуживания и других параметров. В среднем для отечественных автомобилей он составляет около 200 тыс. км, для иномарок – до 500 тыс. км. Существуют так называемые «двигатели-миллионники», ресурс которых может превышать 1 млн. км пробега.
Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает в себя замену компрессионных и маслосъемных колец, восстановление и расточку цилиндров, установку новых шатунов и поршней.
Износ цилиндров определяется при помощи специального прибора – индикаторного нутрометра. Сколы и трещины на стенках заваривают или заделывают эпоксидными пастами.
Новые поршни подбираются по массе и диаметру к гильзам, а поршневые пальцы – к втулкам верхних головок шатунов и поршням. Шатуны предварительно проверяют на предмет повреждений и при необходимости восстанавливают или заменяют.
Возврат к списку
Цилиндры двигателя внутреннего сгорания | ЖЕЛЕЗНЫЙ-КОНЬ.РФ
Цилиндры являются наиболее ответственными элементами двигателя внутреннего сгорания [рис. 1]. Внутренняя часть цилиндра (5) образует рабочую часть, ограничиваемую его боковыми стенками, а также головкой цилиндра (1) и днищем поршня (14). Помимо этого, боковые стенки цилиндра также играют роль направляющих поршня (в процессе его возвратно-поступательного движения), поэтому внутренняя рабочая поверхность, то есть зеркало цилиндра, подвергается тщательной обработке.
Рис. 1. Поперечный разрез тракторного двигателя Д-144 воздушного охлаждения.
1) – Головка цилиндра;
2) – Форсунка;
3) – Впускной трубопровод;
4) – Выпускной трубопровод;
5) – Цилиндр;
6) – Картер маховика;
7) – Топливный фильтр;
8) – Картер двигателя;
9) – Щуп-масломер;
10) – Поддон картера;
11) – Коленчатый вал;
12) – Распределительный вал;
13) – Шатун;
14) – Поршень.
Цилиндры нагреваются вследствие воздействия на них горячих газов, а также за счёт трения поршневых колец и поршня. С целью сохранения температуры стенок цилиндров в допустимых пределах, при которых бы обеспечивались нормальные условия наполнения и смазывания, используется воздушное либо жидкостное охлаждение цилиндров [рис. 1] и [рис. 2].
Рис. 2. Разрез тракторного двигателя Д-240 жидкостного охлаждения.
1) – Шатун;
2) – Маслосъёмные кольца;
3) – Уплотняющая часть поршня с компрессионными кольцами;
4) – Камера сгорания и днище поршня;
5) – Валик коромысел;
6) – Клапан;
7) – Тарелка клапана;
8) – Сухари;
9) – Пружина клапана;
10) – Направляющая втулка клапана;
11) – Гильза цилиндра;
12) – Стойка валика коромысел;
13) – Регулировочный винт;
14) – Контргайка;
15) – Коромысло;
16) – Штанга;
17) – Головка цилиндров;
18) – Прокладка;
19) – Вентилятор;
20) – Шкив привода вентилятора;
21) – Шестерня привода распределительного вала;
22) – Шестерня привода распределительного вала;
23) – Шкив коленчатого вала;
24) – Шестерня привода распределительного вала;
25) – Шестерня привода масляного насоса;
26) – Уплотнение поддона картера;
27) – Шестерня привода масляного насоса;
28) – Маслоприёмник;
29) – Распределительный вал;
30) – Толкатель;
31) – Уплотняющее резиновое кольцо;
32) – Поршневой палец;
33) – Поддон картера;
34) – Коленчатый вал;
35) – Вкладыш для коренного подшипника;
36) – Прилив для коренного подшипника;
37) – Маховик;
38) – Блок-картер;
39) – Крышка;
40) – Колпак.
Стенки цилиндра подвержены значительному износу в процессе работы двигателя, вследствие чего блок-картеры автомобильных и тракторных двигателей изготавливаются со вставными гильзами. Гильзы используют двух типов:
1) – Сухие вставные гильзы [рис. 3, в)];
2) – Мокрые вставные гильзы [рис. 3, б)].
Сухие гильзы устанавливаются по всей длине цилиндра либо только в верхней его части, которая подвержена максимальному износу. У сухой гильзы толщина стенки составляет 2-4 мм. Окончательная обработка поверхности сухой гильзы осуществляется только после её запрессовки в блок-картер.
Рис. 3. Гильзы цилиндров.
а) – Гильзы цилиндров двигателя Д-240;
б) – Установка мокрой гильзы в блок-картер с центровкой в двух поясах;
в) – Установка сухой гильзы в блок-картер;
г) – Установка мокрой гильзы в блок-картер с центровкой в одном поясе;
1) – Центровочный пояс гильзы;
2) – Зеркало гильзы цилиндров;
3) – Центровочный пояс гильзы;
4) – Буртик;
5) – Жидкостная рубашка блок-картера;
6) – Прокладка головки цилиндров;
7) – Гильза цилиндров;
8) – Блок-картер;
9) – Уплотняющее резиновое кольцо;
10) – Вставка;
11) – Уплотняющая медная прокладка.
Как правило, для двигателей грузовых автомобилей и тракторов используются мокрые гильзы, что не только упрощает процесс литья блок-картера, но и позволяет применять более износостойкие материалы, а также повышать теплоотвод и уменьшать неравномерность нагрева, снижать трудоёмкость ремонта (замена изношенных гильз может осуществляться без демонтажа двигателя с шасси).
Недостатки использования мокрых гильз:
1) – Снижение жёсткости блок-картера;
2) – Необходимость дополнительного уплотнения жидкостной рубашки;
3) – Вероятность возникновения кавитационного разрушения.
Установка мокрой гильзы в гнездо блок-картера производится таким образом, чтобы предотвратить утечку жидкости из водяной рубашки в поддон картера и цилиндр. Помимо этого, должно учитываться возможное изменение длины гильзы в процессе её нагревания либо охлаждения.
При установке мокрой гильзы её нижний посадочный поясок уплотняется резиновыми кольцами, которые ставятся в нижнем пояске гильзы в выточке (ЗИЛ-130, ЯМЗ-238, СМД-60, А-41) либо в выточке, расположенной в блок-картере (СМД-14, Д-50, Д-240).
В некоторых двигателях уплотнение гильзы выполняется с использованием двух (А-41, СМД-60, ЗИЛ-130) либо трёх (ЯМЗ-238) резиновых колец.
Установка мокрой гильзы в блок-картер (двигатель Д-240) показана на [рис. 3, а), б)]. Гильза цилиндра (7) в верхней части опирается буртиком (4) на основание цилиндрической выточки, расположенной на верхней плоскости блок-картера (8). В нижней (горизонтальной) перегородке блок-картера, в пояске для монтажа гильзы, изготовлена кольцевая выточка, в которую производится установка уплотняющего резинового кольца (9). Данное кольцо несколько выступает над поверхностью пояска, но в процессе установки гильзы в блок-картер происходит его обжатие, что создаёт надёжное уплотнение между блок-картером и гильзой. Торец гильзы также несколько выступает над поверхностью блок-картера, за счёт чего обеспечивается лучшее обжатие прокладки (6) в процессе крепления головки цилиндра, а также надёжное уплотнение, которое препятствует прорыву газов из цилиндра.
Для дизельных двигателей мокрые гильзы цилиндров изготавливаются из легированного либо серого перлитного чугуна. Как правило, внутренняя поверхность мокрой гильзы подвергается закалке ТВЧ (токами высокой частоты). Для некоторых тракторных дизельных двигателей рядного типа (СМД-14, Д-240) изготавливаются незакалённые гильзы из легированного чугуна.
Широкое применение в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130) нашли чугунные мокрые гильзы (7) [рис. 3, г)] с запрессованной износостойкой вставкой (10), расположенной в верхней части. Данные гильзы монтируются в блок-картер с центровкой в одном (двигатель ЗМЗ-53) либо двух поясах (двигатель ЗИЛ-130). К недостаткам этих гильз можно отнести невысокий ресурс в тяжёлых эксплуатационных условиях, высокую стоимость, сложность в изготовлении и ремонте.
В современных карбюраторных двигателях используются монометаллические мокрые гильзы, выполненные из хромофосфористого чугуна. Уплотнение гильз с центровкой в одном нижнем поясе (двигатель ЗМЗ-53) осуществляется посредством медной прокладки (11), которая устанавливается под торцевой поверхностью буртика.
Данная прокладка также применяется для регулирования положения гильзы (7) по высоте блок-картера (8).
С целью уплотнения газового стыка верхняя торцевая плоскость гильзы выполняется фасонной, а также устанавливается с выступанием над плоскостью разъёма блока на 0,05-0,15 мм (зависит от вида уплотняющей прокладки и размерности двигателя).
В дизельных двигателях с воздушным охлаждением (Д-21А1, Д-144) используются ребристые чугунные цилиндры (5) [рис. 1]. Рёбра цилиндров, как правило, изготавливаются посредством литья, без применения механической обработки. В основном, верхний торец делается в виде плоской кольцевой поверхности. Он обычно контактирует с соответствующей кольцевой поверхностью днища головки (1), тем самым обеспечивая уплотнение газового стыка. Между картером (8) и нижним торцом опорного бурта устанавливаются металлические прокладки, которые служат не только для уплотнения, но и для регулировки надпоршневого зазора.
17*
Разница между 4-цилиндровыми двигателями V6 и V8
Блог
13 февраля 2014 г.
При покупке автомобиля количество решений, которые вам приходится принимать, может быть ошеломляющим. Общая область неопределенности связана с двигателями и всеми терминами, связанными с ними. Ваш продавец, скорее всего, упомянет такие вещи, как 4 цилиндра, V6 или V8, и часто покупатели не уверены в том, что это на самом деле означает. Немного больше информации о различных двигателях может помочь облегчить вашу следующую покупку.
Каждый автомобиль имеет цилиндры, и объем двигателя обычно определяется количеством цилиндров в автомобиле. У 4-цилиндрового — 4, у V6 — 6 и так далее. Внутри каждого цилиндра находится поршень, который движется вверх и вниз. Бензин и воздух смешиваются внутри цилиндра, и искра создает сгорание. Затем сгорание толкает цилиндр вниз, что создает движение, которое передается на карданный вал, приводя в движение автомобиль. Вот почему автомобильные двигатели называют двигателями внутреннего сгорания.
Большинство автомобилей оснащены 4- или 6-цилиндровым двигателем, а большинство грузовиков — 6- или 8-цилиндровым. Чем больше цилиндров в двигателе, тем больше происходит сгорания, создавая больше движения для вращения коленчатого вала и мощности для движения автомобиля. Однако большему количеству цилиндров также требуется больше бензина, чтобы обеспечить сгорание, необходимое для вождения автомобиля, и поэтому они не так эффективны. Это означает, что когда вы покупаете 4-цилиндровый автомобиль, вы жертвуете мощностью ради повышения эффективности. 4-цилиндровый двигатель должен работать больше, чтобы двигать автомобиль, поэтому производительность страдает. Производители, такие как GM, осознали это и работают над тем, чтобы сделать управление 4-цилиндровыми двигателями более приятным.
Похожие сообщения
Службы личной безопасности приложения OnStar Guardian
Ценность двигателя 2,7 л с турбонаддувом
General Motors развлекает и информирует Netflix об электромобилях
2,7 л I-4 Chevy & GMC Truck Engine Основы
Зависит ли североамериканский рынок электромобилей от литиевого рудника в Квебеке?
GM Canada модернизирует сборочный завод CAMI
Получите Chevrolet Camaro Z/28 1969 года выпуска всего за $209,99… из набора Lego
Новые автомобили Chevrolet и GMC теперь оснащены автомобильной информационно-развлекательной системой Android
Советы по предотвращению кражи топлива из вашего автомобиля
Как сделать ваш автомобиль более экономичным
Поршни внутри цилиндров вашего автомобиля, возможно, являются самой важной частью автомобиля, и они также подвергаются большому нагреву и нагрузкам.
Если цилиндр когда-либо работает со сбоями или не работает должным образом, это может привести к значительному повреждению вашего двигателя и резко повлиять на производительность вашего автомобиля.
GM работает над тем, чтобы объединить эффективность 4-цилиндрового двигателя с мощностью V6, чтобы покупателям больше не приходилось идти на компромисс. Например, Chevrolet Trax поставляется с опциональным 1,4-литровым 4-цилиндровым двигателем с турбонаддувом. 4-цилиндровый двигатель работает как обычный двигатель, но турбонаддув обеспечивает дополнительную мощность, когда это необходимо. Как отмечалось выше, сгорание, создаваемое воздухом, бензином и искрой, толкает поршень. Турбо работает, добавляя больше воздуха в камеру, что делает каждое сгорание более мощным. Это заставляет поршень двигаться с большей силой, которая передается карданному валу, приводящему в движение автомобиль. Турбина не работает постоянно, что помогает снизить расход топлива. Обычно он включается только тогда, когда двигатель увеличивает скорость или мощность.
Ключ к выбору между 4-, 6- или 8-цилиндровым двигателем зависит от автомобиля, который вы рассматриваете, ваших привычек вождения и того, какие характеристики или эффективность вы хотите получить от своего автомобиля. Будем надеяться, что эта информация поможет вам принять окончательное решение!
Eagle Ridge GM – Кокитлам, Британская Колумбия
Facebook | Твиттер | Линкедин | Инстаграм | Ютуб
Предыдущий пост Следующий пост
Цилиндр (Двигатель) | Энциклопедия МДПИ
Цилиндр — центральная рабочая часть поршневого двигателя или насоса, пространство, в котором движется поршень. Несколько цилиндров обычно располагаются бок о бок в ряду или блоке двигателя, который обычно отливается из алюминия или чугуна перед прецизионной механической обработкой. Цилиндры могут быть с гильзами (футерованные более твердым металлом) или без гильз (с износостойким покрытием, таким как никасил).
Безгильзовый двигатель также может называться «двигателем с центральным цилиндром». Рабочий объем цилиндра или рабочий объем можно рассчитать, умножив его площадь поперечного сечения (квадрат половины диаметра отверстия на число пи) на расстояние, которое поршень проходит внутри цилиндра (ход поршня). Рабочий объем двигателя можно рассчитать, умножив рабочий объем одного цилиндра на количество цилиндров. Представлено символически: поршень установлен внутри каждого цилиндра несколькими металлическими поршневыми кольцами, расположенными вокруг его внешней поверхности в механически обработанных канавках; обычно два для компрессионного уплотнения и один для уплотнения масла. Кольца почти соприкасаются со стенками цилиндра (с втулкой или без втулки), скользя по тонкому слою смазочного масла; важно, чтобы двигатель не заедал и не требовал прочной поверхности стенки цилиндра. На самом раннем этапе жизни двигателя, в период его первоначальной обкатки или обкатки, небольшие неровности в металлах поощряются к постепенному образованию конгруэнтных канавок, избегая экстремальных условий эксплуатации.
Позже, после того как механический износ увеличил расстояние между поршнем и цилиндром (с последующим снижением выходной мощности), цилиндры могут быть подвергнуты механической обработке до немного большего диаметра для установки новых гильз (где это применимо) и поршневых колец. процесс, иногда известный как расточка.
1. Тепловые двигатели
Цилиндр с поршнем в паровой машине двойного действия. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1499997
Тепловые двигатели, включая двигатели Стирлинга, представляют собой герметичные машины, использующие поршни внутри цилиндров для передачи энергии от источника тепла к более холодному резервуару, часто с использованием пара или другого газ в качестве рабочего тела. (См. Цикл Карно.) На первой иллюстрации изображен продольный разрез цилиндра паровой машины. Нижняя скользящая часть представляет собой поршень, а верхняя скользящая часть представляет собой распределительный клапан (в данном случае золотникового типа типа D), который направляет пар попеременно в любой из концов цилиндра.
Компрессоры холодильников и кондиционеров представляют собой тепловые двигатели, приводимые в действие в обратном цикле как насосы.
2. Двигатели внутреннего сгорания
Цилиндр Malossi с воздушным охлаждением для двухтактных скутеров. Выхлопное отверстие видно справа. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1871140 Двигатель Boxer с воздушным охлаждением на мотоцикле BMW 1954 года выпуска. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1393322 Иллюстрация цилиндра двигателя с поперечным сечением поршня, шатуна, клапанов и свечи зажигания. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1130220 Двигатели внутреннего сгорания работают за счет естественного изменения объема, сопровождающего окисление бензина (бензина), дизельного топлива (или какого-либо другого углеводорода) или этанола, расширение которого значительно усиливается за счет выделяемого тепла. [1] Не являются классическими тепловыми двигателями, поскольку выбрасывают в окружающую среду рабочее вещество, которое также является продуктом сгорания.
Возвратно-поступательное движение поршней преобразуется во вращение коленчатого вала через шатуны. Когда поршень движется вперед и назад, шатун меняет свой угол; его дистальный конец имеет вращающееся соединение с коленчатым валом. Типичный четырехцилиндровый автомобильный двигатель имеет один ряд цилиндров с водяным охлаждением. V-образные двигатели (V6 или V8) используют два ряда цилиндров, расположенных под углом. Конфигурация «V» используется для создания более компактной конфигурации по сравнению с количеством цилиндров. Существует много других конфигураций двигателя.
Например, есть также роторные турбины. Двигатель Ванкеля представляет собой ротационную адаптацию концепции цилиндр-поршень, которая использовалась Mazda и NSU в автомобилях. Роторные двигатели относительно тихие, потому что в них отсутствует грохот возвратно-поступательного движения.
В двигателях с воздушным охлаждением обычно используются отдельные корпуса цилиндров для облегчения охлаждения.
Исключением являются рядные мотоциклетные двигатели, имеющие двух-, трех-, четырех- и даже шестицилиндровые агрегаты с воздушным охлаждением в общем блоке. В двигателях с водяным охлаждением, имеющих всего несколько цилиндров, также могут использоваться отдельные гильзы цилиндров, хотя это усложняет систему охлаждения. Мотоциклетная компания Ducati, которая в течение многих лет использовала двигатели с воздушным охлаждением и отдельными корпусами цилиндров, сохранила базовую конструкцию своего V-образного двигателя, адаптировав его к водяному охлаждению.
В некоторых двигателях, особенно французских, цилиндры имеют «мокрые гильзы». Они формируются отдельно от основного литья, так что жидкий хладагент может свободно обтекать их снаружи. Цилиндры с мокрой футеровкой имеют лучшее охлаждение и более равномерное распределение температуры, но такая конструкция делает двигатель в целом несколько менее жестким.
В процессе эксплуатации цилиндр подвергается износу из-за трения поршневых колец и юбки поршня.
Это сводится к минимуму за счет тонкой масляной пленки, покрывающей стенки цилиндра, а также за счет слоя глазури, который естественным образом образуется при обкатке двигателя, но со временем цилиндр изнашивается и приобретает слегка овальную форму, что обычно требует расточки до большего размера. диаметра и установка новых поршней увеличенного размера. Цилиндр не изнашивается выше наивысшей точки, достигаемой верхним компрессионным кольцом поршня, что может привести к заметному выступу. Если двигатель сначала работал только на низких оборотах (например, в легко управляемом автомобиле), а затем внезапно начал работать на более высоких оборотах (например, новым владельцем), небольшое растяжение шатунов на высокой скорости может привести к верхнее компрессионное кольцо соприкасается с кромкой износа, разрывая кольцо. По этой причине важно, чтобы все двигатели после первоначальной обкатки время от времени «тренировались» в полном диапазоне скоростей для получения клиновидного профиля износа, а не острого гребня.
3. Втулка цилиндра
Стенки цилиндра могут сильно изнашиваться или повреждаться в процессе эксплуатации. Если двигатель не оснащен сменными гильзами, существует ограничение на то, насколько стенки цилиндра могут быть расточены или изношены, прежде чем блок необходимо будет заменить или заменить. В таких случаях использование втулки или вкладыша может восстановить надлежащие зазоры в двигателе. Втулки изготовлены из сплавов железа и очень надежны. Втулка устанавливается слесарем в механическом цехе. Блок двигателя монтируется на прецизионном расточном станке, где цилиндр затем расточен до размера, намного большего, чем обычно, и может быть вставлена новая чугунная гильза с натягом. Втулки могут быть запрессованы на место или зафиксированы с помощью термоусадочной посадки. Это делается путем растачивания цилиндра (от 3 до 6 тысячных дюйма) меньшего размера, чем устанавливаемая втулка, затем нагревания блока двигателя, и, пока он горячий, холодная втулка может быть легко вставлена.