silnik samochodowy «Niva» (Ryż. 2) tłokowy, spalinowy, gaźnikowy, czterosuwowy, model 2121. Posiada cztery cylindry w jednym rzędzie i górnozaworowy układ. Palna mieszanka jest przygotowywana na zewnątrz cylindrów (w gaźniku) i zapala się w nich iskrą elektryczną. Cykl pracy silnika obejmuje cztery cykle (wlot, kompresja, skok, wydech), a gazy rozszerzające się podczas spalania mieszanki poruszają tłoki w cylindrach, których ruch posuwisto-zwrotny jest przekształcany w ruch obrotowy wału korbowego. Kolejność działania cylindrów silnika (naprzemienność suwów roboczych w cylindrach) 1—3—4—2.
Otwórz duży obraz w nowej karcie »
Ryż. 2. Silnik: a - przekrój podłużny; b - przekrój:
1 - wał korbowy; 2 - wentylator; 3 - korbowód; 4 - sworzeń tłoka; 5 - pierścień tłokowy; 6 - tłok; 7 - obwód napędu wałka rozrządu w pompie olejowej; 8 - filtr powietrza; 9 - wałek rozrządu: 10 - zawór; 11 - pokrywa głowicy cylindrów; 12 - głowica cylindrów; 13 - płaszcz chłodzący; 14 - blok cylindrów; 15 - koło zamachowe; 16 - miska olejowa; 17 - gaźnik: 18 - rozdzielacz zapłonu; 19 - świeca zapłonowa; 20 - pompa paliwowa; 21 - filtr oleju; 22 - pompa oleju.
1 - wał korbowy; 2 - wentylator; 3 - korbowód; 4 - sworzeń tłoka; 5 - pierścień tłokowy; 6 - tłok; 7 - obwód napędu wałka rozrządu w pompie olejowej; 8 - filtr powietrza; 9 - wałek rozrządu: 10 - zawór; 11 - pokrywa głowicy cylindrów; 12 - głowica cylindrów; 13 - płaszcz chłodzący; 14 - blok cylindrów; 15 - koło zamachowe; 16 - miska olejowa; 17 - gaźnik: 18 - rozdzielacz zapłonu; 19 - świeca zapłonowa; 20 - pompa paliwowa; 21 - filtr oleju; 22 - pompa oleju.
Silnik składa się z mechanizmów korbowych i dystrybucji gazu, układów chłodzenia, smarowania, zasilania i zapłonu.
Mechanizm korbowy
Mechanizm korbowy jest przeznaczony do przekształcania ruchu posuwisto-zwrotnego tłoków w ruch obrotowy wału korbowego. Składa się z części ruchomych i stałych. Stałe części są (patrz ryc. 2): blok cylindrów 14, głowica cylindrów 12 i skrzynia korbowa. Do części ruchomych - tłoki 6, pierścienie tłokowe 5, sworznie tłokowe 4, korbowody 3, wał korbowy I i koło zamachowe 15. Tłoki, pierścienie tłokowe i sworznie tłokowe jako zespół tworzą zespół tłoków.
Blok cylindrów jest podstawą silnika. Na nim i wewnątrz umieszczono mechanizmy i urządzenia silnika.Jest to zespół cylindrów wykonanych we wspólnym odlewie z górną częścią skrzyni korbowej ze specjalnego żeliwa niskostopowego. Wewnątrz bloku między ściankami cylindrów a jego ścianami zewnętrznymi znajduje się specjalna wnęka zwana płaszczem chłodzącym. Zapewnia cyrkulację płynu chłodzącego w układzie chłodzenia silnika. W dolnej części bloku cylindrów znajdują się wsporniki (post-, czy) do łożysk głównych wału korbowego silnika. Aby zwiększyć sztywność, dolna płaszczyzna bloku cylindrów jest nieco obniżona (o 50 mm) względem osi wału korbowego.
głowica cylindra zamyka cylindry od góry i służy do umieszczenia w nim klinowatych komór spalania i części mechaniki dystrybucji gazu, głowica cylindra jest wspólna dla wszystkich cylindrów i jest odlana ze stopu aluminium. Posiada kanały na wlot mieszanki palnej i wylot spalin, płaszcz chłodzący oraz gwintowane otwory na świece zapłonowe. Gniazda i prowadnice zaworów wykonane z żeliwa są wciskane w głowicę. Głowica jest przykręcona do bloku cylindrów. Pomiędzy głowicą a blokiem cylindrów zainstalowana jest uszczelka metalowo-azbestowa, która zapewnia szczelność ich połączenia. Od góry obudowa łożyska z wałkiem rozrządu jest przymocowana do głowicy cylindrów za pomocą kołków i jest zamknięta pokrywą, pod którą zainstalowana jest uszczelka.
Tłok (Ryż. 3) służy do postrzegania ciśnienia gazów podczas suwu roboczego i realizacji cykli pomocniczych (dolot, kompresja, wydech). Tłok 7 to wydrążony cylinder odlany ze stopu aluminium. Posiada płaskie dno 6, głowicę 5 oraz fartuch 8. Dno dna tłoka wzmocnione jest żebrowaniem. W głowicy tłoka wykonane są rowki 4 pod pierścienie tłokowe. W spódnicy są 3 pływy (szefowie) z otworami na sworzeń tłokowy. Spódnica ma owalny przekrój, stożkową wysokość i rozcięcie u dołu. Owalność i zbieżność fartucha zapobiegają zakleszczaniu się tłoka w cylindrze, a wycięcia uniemożliwiają kontakt tłoka z przeciwwagami wału korbowego. Dodatkowo wycięcia w osłonie zmniejszają masę tłoka. W celu lepszego docierania cylindrów zewnętrzna powierzchnia płaszcza tłoka jest pokryta cienką warstwą cyny. Otwór w piastach na sworzeń tłokowy jest przesunięty względem płaszczyzny średnicy tłoka (o 2 mm). Zmniejsza to zniekształcenie i uderzenie tłoka, gdy przechodzi on przez górny martwy punkt!
cis. 3. Grupa tłoków i korbowód silnika:
1 - pierścień zgarniający olej; 2 - pierścień zaciskowy: 3 - piasta; 4 - rowki; 5 - głowa; 6 - dół; 7 - tłok. 8 - spódnica; 9 - sworzeń tłoka; 10 - korbowód; 11 - górna głowa; 12 - pręt; 13 - dolna głowa; 14 - śruba; 15 - panewka łożyska; 16 - otwór smarowy.
Pierścienie tłokowe uszczelnić wnękę cylindra, wykluczyć przedostawanie się gazów do skrzyni korbowej (kompresja 2) i olej przedostający się do komory spalania (skrobak do oleju I). Ponadto odprowadzają ciepło z głowicy tłoka do ścianek cylindra. Pierścienie dociskowe i zgarniające olej są podzielone. Wykonane są ze specjalnego żeliwa. Dzięki swojej elastyczności ściśle dopasowują się do ścianek cylindra, natomiast pomiędzy ściętymi końcami pierścieni (w zamkach) pozostaje niewielka luka (0,2—0,35 mm).
sworzeń tłoka służy do przegubu tłoka na górnej głowicy korbowodu. Jest rurowy, stalowy, wciśnięty w górną głowicę korbowodu z pasowaniem ciasnym i obraca się swobodnie w piastach tłoka.
korbowód służy do połączenia tłoka z wałem korbowym i przenoszenia sił między nimi. Jest stalowy, kuty i składa się z jednoczęściowej głowicy górnej 11, dwuteownika 12 i dzielonej głowicy dolnej 13. Korbowód jest połączony z wałem korbowym za pomocą dolnej głowicy. Zdejmowana połowa dolnej głowicy to zaślepka korbowodu i jest do niej przykręcona. Cienkościenne bimetaliczne tuleje stalowo-aluminiowe 15 łożyska korbowodu są wkładane w dolną głowicę korbowodu. W dolnej głowicy korbowodu znajduje się specjalny otwór 16 do smarowania ścianek cylindra.
Wał korbowy (Ryż. 4) odbiera wysiłki korbowodów i przenosi generowany na nich moment obrotowy na przekładnię pojazdu. Napędza również różne mechanizmy silnika (mechanizm dystrybucji gazu, pompa oleju, pompa wody itp.). Wał korbowy jest pięciołożyskowy, odlany ze specjalnego żeliwa o wysokiej wytrzymałości. Składa się z głównego 3 i korbowodu 5 szyjek, policzków 4, przeciwwag 6, przednich 2 i tylnych 7 końcówek. Główne czopy wału korbowego są osadzone w łożyskach (główne podpory) skrzynia korbowa silnika, której tuleje 11 są cienkościenne bimetaliczne, stalowo-aluminiowe. Dolne głowice korbowodów są przymocowane do czopów korbowodu wału korbowego. Łożyska korbowodu są smarowane przez kanały łączące czopy główne z łożyskami korbowodu. Policzki łączą czopy wału korbowego głównego i korbowodu, a przeciwwagi odciążają łożyska główne od sił odśrodkowych niezrównoważonych mas. Na przednim końcu wału korbowego zamontowane jest koło łańcuchowe rozrządu, koło pasowe do napędzania wentylatora, pompa płynu chłodzącego, generator i grzechotka do ręcznego obracania wału. Na tylnym końcu wału korbowego znajduje się specjalne gniazdo do montażu łożyska wału wejściowego skrzyni biegów. Koło zamachowe 10 jest przykręcone do końca tylnego końca wału za pomocą specjalnej podkładki 8. Od ruchów osiowych wał korbowy jest mocowany za pomocą dwóch półpierścieni oporowych 12, które są zainstalowane w bloku cylindrów silnika po obu stronach tylnego łożyska głównego. Ponadto na przedniej stronie łożyska znajduje się półpierścień stalowo-aluminiowy, a na tylnej metalowo-ceramiczny.
Ryż. 4. Wał korbowy i koło zamachowe silnika:
1 - wał korbowy; 2 - przód; 3 - szyjka korzenia; 4 - policzek; 5 - szyjka korbowodu; 6 - przeciwwaga; 7 - tył; 8 - podkładka; 9 - śruba; 10 - koło zamachowe; 11 - panewka łożyska; 12 - trwały półpierścień.
Koło zamachowe zapewnia równomierny obrót wału korbowego, gromadzi energię podczas suwu roboczego do obracania wału podczas cykli przygotowawczych oraz usuwa części mechanizmu korbowego z martwych punktów. Energia zmagazynowana w kole zamachowym ułatwia uruchomienie silnika i zapewnia rozruch samochodu. Koło zamachowe to masywna tarcza odlana z żeliwa. Stalowe koło koronowe jest wciśnięte na obręcz koła zamachowego, przeznaczone do uruchamiania silnika za pomocą rozrusznika elektrycznego. Części sprzęgła są przymocowane do koła zamachowego.
Mocowanie silnika. Zespół silnika ze sprzęgłem i skrzynią biegów jest montowany w samochodzie na trzech elastycznych wspornikach (dwa z przodu i jeden z tyłu). Elastyczne mocowania redukują wibracje silnika i łagodzą wstrząsy przenoszone na silnik z wybojów drogowych podczas jazdy. Przednie wsporniki silnika są przymocowane do poprzecznicy przedniego zawieszenia samochodu, a tylne wsporniki - do poprzeczki tylnego zawieszenia silnika. Wsporniki przednie posiadają elastyczne elementy, które są gumowymi poduszkami, w których zawulkanizowane są stalowe podkładki wraz ze śrubami mocującymi. Na tylnym wsporniku gumowa poduszka jest zawulkanizowana w stalowym koszyku i posiada stalową tuleję.