ОК-26 Конструктивные особенности головок цилиндра двигателей жидкостным охлаждением.

Конструкция головки блока-цилиндров образую верхнюю часть камеры сгорания двигателя, служат для размещения деталей ГРМ, впускных и выпускных патрубков и коллекторов системы газообмена. Во время работы двигателя на головку нагружается силами давления газа и предварительной затяжки крепежных шпилек и болтов. В стенках головки возникают так же температурные напряжения. Конструкции и формы головки во многом зависят от способа охлаждения расположения клапанов, формы камеры сгорания, расположения форсунок и свечей зажигания.

Верхнюю плоскость блока-цилиндра и нижнею плоскость головки блока чательно обрабатывают для получения плотного соединения. Между этими плоскостями устанавливаю сталеасбестовую уплотняющую прокладку,предотвращающую прорыв газов наружу и исключающая проникновение охл.жидкости и масла в цилиндр.

Наиболее сложны по конструкции головки 4-х тактных двигателей с внутренним смесеобразованием и жидкостным охлаждением. Головка блока двигателей с нижним расположением клапанов проще по конструкции так как в ней размещены только камеры сгорания, водяные рубашки, отверстия для установки свечей зажигания и крепления головки к блоку. Канал для подвода горючей смеси и выпуска отработавших газов находится в блоке. Головка блока двиг. С верхним расположением клапанов имеет более сложную конструкцию. В ней размещены стальные седла, свечи зажигания или форсунки, направляющие втулки, клапаны, коромысла, оси и др. детали. Кроме того головке блока имеются водяные рубашки, отверстия для штанг, подвода масла и каналов, по которым к цилиндрам поступает горючая смесь или воздух и отводятся отраб. газы.

Так же головка может усложниться с увеличением количества клапанов, наличия в дизелях предкамер(с разделенными камерами сгорания).

Д-27 Конструирование цилиндров двигателей с воздушным охлаждением. Силовая взаимосвязь, сравнительный анализ вариантов конструктивного исполнения.

Воздушное охлаждение применяется преимуществен­но на авиационных и мотоциклетных двигателях, а иног­да также на двигателях для легковых автомобилей и тракторов.

а)

Для охлаждения цилиндров может использоваться встречный воздушный поток при движении транспорт­ной установки или поток, создаваемый вентиля-тором, приводимым во вращение от двигателя. Цилиндры с воз­душным охлаждением изготовляются индивидуальными, т. е. отдельно один от другого, и отъемными от картера. Для увели-чения поверхности охлаждения стенки ци­линдра снабжаются ребрами площадь которых составляет 25 – 40% от площади всей поверхности охлаждения цилиндра. Ребрение цилин-дра начинается непосредственно от головки и выполняется непосредственно от головки и выполняется на длине. Составляющей 45-55% от всей длины цилиндра. Основными параметрами ребрения являются: число ребер, средняя высота ребра (15-35мм), шаг ребрения (3,5 – 8 мм), средняя толщина ребра (1,5 – 2,5 мм), средняя ширина межреберного канала (2-6 мм), диаметр цилиндра у основания ребер (размерности приведены для алюминиевого сплава).

Применяют две силовые схемы: 1) с несущими шпильками и «сжатым» цилиндром, 2) с несущим цилиндром, растягиваемым в осевом направлением силами давления газов. В первом случаи длинные силовые шпильки притягивают через головку отдельные цилиндры к опорной плоскости картера, во втором цилиндры крепятся к картеру через опорный фланец с помощью коротких шпилек и болтов. В основном применяется первый случай.

Цилиндры двигателей с воздушным охлаждением могут представлять собой моноблок или быть составными. Цилиндр, изображенный на рис. 1(а), изготовлен в виде общей отливки (из чугуна), состоящей из собственно цилиндра 1, головки 2, впускного и выпускного патруб­ков и охлаждающих ребер. Конструкции, показанные на рис. 1 (б), имеют отъемные головки 2, изготовленные из более теплопроводного материала (алюминиевого сплава) по сравнению с материалом самого цилиндра. При этом обеспечиваются более благоприятные условия охлаждения, повышается надежность двигателя, а так­же значительно упрощается изготовление. Головка с ци­линдром может быть соединена стяжными болтами или с помощью резьбы, как показано на рис. 1 (б). Для получения достаточной плотности в резьбовом соединении головку при сборке навертывают на цилиндр, нагретый до 400 ⁰С, и при эксплуатации ее не снимают. В нижней части цилиндр имеет фланец с отверстиями для крепления болтами к картеру.

Для несущих цилиндров разрыв по образующей практически не возможен (стенки усилены ребрами) поэтому расчет ведется по напряжениям растяжения по кольцевому сечению гильзы