Проф. Е. ЧУДАКОВ
НА всех приведенных выше фигурах показаны были цилиндры, выполненные по первому образцу, т.-е. цилиндрическая часть, в которой движется поршень, выполнена в одно целое с водяной рубашкой.
Цилиндры со вставными гильзами стали применяться для автомобильных двигателей сравнительно недавно и широкого распространения еще не получили. Имеется два основных типа такой конструкции: в первом вставная гильза не омывается водой, а во втором — омывается.
На фиг. 29 показан первый тип конструкции. Здесь представлены общий вид блока и вынутая гильза и дан схематический разрез через цилиндры; все цилиндры двигателя исполнены в одном блоке и в одно целое с верхней половиной картера; крышка выполнена от'емной. Вставные гильзы А, как это показано на отдельном схематическом рисунке, опираются своей боковой частью на стенки цилиндра и с водой совсем не соприкасаются. Таким образом, здесь цилиндры имеют двойную стенку, а всего, вместе с водяной рубашкой, получается 3 стенки.
Такая конструкция применяется для того, чтобы все тело цилиндра можно было выполнить из легкого сплава — алюминия; а та рабочая часть цилиндра, по которой движется поршень и которая благодаря этому подвержена максимальному износу, при этом выполняется из твердого металла (чугун или сталь).
Для получения более плотного соприкосновения между вставными гильзами и стенками цилиндра блок двигателя перед посадкой гильз нагревается до температуры около 100°. Плотная посадка и хорошее прилегание гильз к цилиндру здесь необходимы для того, чтобы получить хорошее охлаждение гильз.
На фиг. 30 представлен разрез двигателя, имеющего цилиндры со вставными гильзами А, омываемыми водой. Цилиндры здесь также выполнены в одно целое с верхней половиной картера, а крышка — от'емная. При этой конструкции особое внимание должно быть обращено на уплотнение Б, препятствующее проникновению воды в картер двигателя. Для этого уплотнения применяется или резина, или особым образом обработанная пробка. Так как посадка гильз в этой конструкции не очень тугая, то смена гильз производится очень легко без предварительного подогрева блока, пользуясь лишь весьма простым приспособлением.
Все рассмотренные выше конструкции двигателя имели водяное охлаждение, которое почти исключительно и применяется для автомобильных двигателей. Воздушное охлаждение употребляется очень редко и преимущественно для двухцилиндровых двигателей малой мощности.
На фиг. 31 представлен общий вид двигателя, цилиндры которого имеют воздушное охлаждение: двигатель двухцилиндровый мотоциклетного типа с цилиндрами, расположенными под углом; для лучшего охлаждения цилиндры двигателя снабжены ребрами и обдуваются воздухом при помощи специального вентилятора.
На фиг. 32 дан общий вид сравнительно мощного (40 л. с.) автомобильного двигателя с воздушным охлаждением ("Франклин"). 3десь впереди двигателя расположен мощный вентилятор, который через видимый на фигуре кожух гонит воздух мимо всех шести цилиндров сверху вниз. Цилиндры исполнены порознь, а не в блоке; такое раздельное расположение цилиндров обычно выполняется в двигателях с воздушным охлаждением, так как в противном случае затруднительно обеспечить надлежащее их охлаждение. На фиг. 33 отдельно представлен общий вид цилиндра двигателя "Франклин"; здесь ребра отсутствуют, и вместо них цилиндр снабжен гнутыми пластинками, залитыми в стенках цилиндра и образующими большое число ходов, через которые и продувается вентилятором воздух.
В последнее время появилось несколько новых марок автомобилей с двигателями воздушного охлаждения, мощностью около 30—35 л. с. и с 4—6 цилиндрами. Охлаждение у них достигается при помощи обдува специальным вентилятором, и цилиндры снабжены нормальными ребрами.
Материалом для изготовления цилиндров служит преимущественно чугун; в случае же конструкции со вставными гильзами употребляется легкий сплав алюминия. Цилиндры двигателя изготовляются при помощи отливки с последующей механической обработкой. Цилиндрическая поверхность, по которой движется поршень и которая часто называется зеркалом цилиндра, после обточки подвергается шлифовке для получения особенно ровной поверхности.
При длительной работе двигателя цилиндр начинает снашиваться в том направлении, в котором поршень прижимается с наибольшей силой; в результате появляется значительный овал и начинается пропуск газа. Для исправления двигателя такие цилиндры необходимо вновь расшлифовать или расточить до такого размера, чтобы вывести эллипс и затем поставить новые поршни, увеличенные против нормального размера на величину расточки цилиндров. Такую расточку можно производить раза два, так как обычно стенки цилиндра по своей толщине имеют достаточный для этого запас; но уменьшать толщину стенки ниже 5 мм. нежелательно, по соображениям ее механической крепости.
Картером двигателя называется деталь, на которую крепятся цилиндры и другие части двигателя. В собранном виде картер представляет собой закрытую со всех сторон коробку, соединенную с окружающим воздухом лишь через особую трубку. Это соединение с наружным воздухом необходимо для того, чтобы при работе двигателя в картере не получилось избыточного давления. Через эту трубку, называемую обычно сапуном, происходит чаще всего и налив масла в картер; на фиг. 1 в статье второй это соединение с воздухом обозначено буквой Я.
В большинстве конструкций автомобильных двигателей картер образуется из двух половинок, свертываемых болтами в горизонтальной плоскости.
На фиг. 1 статьи второй видно внешнее очертание двух половинок картера, свернутых между собой посредине в плоскости оси коленчатого вала.
На фиг. 1 настоящей статьи раз'ем картера также происходит в плоскости оси коленчатого вала, но здесь верхняя половина картера исполнена в одно целое с цилиндрами двигателя.
Наконец, такой же раз'ем картера в плоскости оси коленчатого вала представлен на фиг. 4 и 25.
В современных конструкциях автомобильных двигателей раз'ем картера начинают часто делать ниже плоскости оси коленчатого вала; этим значительно увеличивается жесткость верхней половины картера, а нижняя половина в этом случае выполняется совсем простой и легкой и служит лишь как сборник масла. Такой тип картера имеет двигатель, представленный на фиг. 2; полный вид этого картера в разрезе дан на отдельной фигуре 34; здесь нижняя часть картера является простым днищем к верхней половине и служит помещением для масла. В этом случае нижняя половина картера, — или, как ее правильнее называть, днище картера, — обычно выполняется не литой, а штампованной из тонкой листовой стали, чем достигается облегчение ее и удешевление.
Такой же тип конструкции нижней половины картера представлен и на фиг. 30.
В случае двухцилиндрового двигателя мотоциклетного типа, который представлен на фиг. 31, картер обычно имеет раз'ем не в горизонтальной, а в вертикальной плоскости.
Наконец, иногда, главным образом в случае установки коленчатого вала на шариковых подшипниках, — картер совсем не имеет раз'ема в горизонтальной плоскости, и коленчатый вал без шатунов с надетыми шариковыми подшипниками закладывается сбоку со стороны маховика, шатуны же укрепляются на коленчатом валу через люки, которыми в этом случае должен быть снабжен картер двигателя или сбоку, или снизу. На фиг. 35 представлен общий вид моторной группы автомобиля "Штейер" двигатель которого имеет нераз'емный картер и коленчатый вал на шариковых подшипниках. Для выемки последнего необходимо отнять коробку скоростей, снять цилиндры и через видимые на фиг. 35 три круглых люка отвернуть шатуны; после этого освобожденный коленчатый вал может быть вынут вместе с маховиком. На фиг. 36 показано снятие шатуна и его надевание при помощи бокового люка.
При нормальной конструкции картера с раз'емом в горизонтальной плоскости коленчатый вал устанавливается в картере в собранном виде с надетыми на него шатунами. Для этой цели верхняя половина картера повертывается своим верхом вниз, и вал опускается на коренные подшипники.
Коренные подшипники для коленчатого вала употребляются преимущественно простые, скользящие, и реже — шариковые. Пример шариковых коренных подшипников был уже дан на фиг. 6 этой статьи, простые же подшипники имеют конструкцию, весьма схожую с шатунными подшипниками; здесь имеется два вкладыша, обычно бронзовых, залитых баббитом, в которых и лежат коренные шейки коленчатого вала. Общее устройство таких подшипников видно на фиг. 26.
Коренные подшипники крепятся в картере двигателя двумя способами: они или укреплены целиком в верхней половине картера, так что нижняя половина совсем разгружена от усилий коленчатого вала, или подшипники составляются свертыванием обеих половин картера.
Первый способ установки коренных подшипников значительно лучше; помимо некоторого облегчения в производстве этот способ дает большое упрощение при ремонте двигателя, — сборка вала в подшипниках и пришабровка последних при этом значительно облегчается. Поэтому в современных автомобильных двигателях почти исключительно применяется подвеска коленчатого вала в подшипниках, укрепленных в верхней половине картера. На фиг. 1, 26, 30 и 34 представлен именно такой способ крепления коренных подшипников.
При расположении двигателя в одном блоке с коробкой скоростей картер двигателя свертывается в одно жесткое целое с картером последней, как это, например, показано на фиг. 6, 25 и 35. Иногда же нижняя половина картера делается общей для обоих механизмов.
В качестве материала для картера двигателя обычно служит алюминий; в случае отливки цилиндрового блока в одно целое с верхней половиной картера, для последней употребляется тот же материал, что и для цилиндров, т.-е. чугун, — если нет вставных гильз. В последнем же случае цилиндры двигателя и картер выполняются из алюминия.
Нижняя половина картера выполняется или из алюминиевого сплава, или штампуется из листовой стали.
Автомобильный двигатель крепится на раме при помощи специальных приспособлений, устанавливаемых на картере. Так как способ крепления двигателя на раме отражается на конструкции картера, то он должен быть рассмотрен в настоящей статье.
В современных автомобилях употребляются следующие способы крепления двигателя на раме: а) на подрамнике, б) на четырех лапах, в) в трех точках.
Для установки двигателя на подрамнике на автомобильной раме укрепляются две коротких дополнительных балочки А, как это показано на фиг. 37, на которые и устанавливается двигатель. Картер двигателя крепится к балочкам А или при помощи длинной полки, идущей на всю длину картера, или при помощи четырех коротких лап, отлитых в верхней половине картера и выступающих по две с каждой стороны. На фиг. 4 видны такие лапы, обозначенные буквой В.
В случае крепления картера непосредственно на раме на четырех лапах последние выполняются в одно целое с верхней половиной картера и делаются настолько длинными, чтобы их можно было опереть на главные продольные балки автомобильной рамы. На фиг. 1 статьи второй видны такие длинные выступающие лапы, по две с каждой стороны.
Такой способ крепления двигателя является самым неудовлетворительным, так как при перекосах рамы, получающихся при езде по неровной дороге, весьма часто должна иметь место поломка длинных лап.
Способ крепления двигателя в трех точках показан на фиг. 38; здесь в задней части картера имеются две лапы А, по одной с каждой стороны, которыми он жестко или шарнирно крепится непосредственно к автомобильной раме. Передок картера заканчивается крышкой, закрывающей передачу к распределительному валику; выступ на этой крышке образует шип, на который надевается подшипник В. Последний устанавливается на поперечной балке, связывающей главные продольные балки рамы. Таким образом, двигатель крепится в одной точке спереди и в двух точках сзади; благодаря такому креплению при перекосах рамы не будет наблюдаться скручивания картера, и поломка его задних лап не должна иметь место.
Помимо указанных трех основных типов крепления картера к раме автомобиля, имеется еще целый ряд специальных способов, менее употребительных; число опорных точек картера иногда увеличивается до 5, вместо лап, отлитых в одно целое с картером, на последнем крепятся стальные кронштейны или трубы, которые и опираются на продольные балки автомобильной рамы.
Проф. Е. Чудаков