Рабочий цилиндр состоит из внутренней цилиндрической втулки и наружной рубашки, между которыми образуется полость охлаждения.
Цилиндры выполняются порознь или в форме блок-цилиндров (для всех или для группы цилиндров). Отливка нескольких цилиндров в одном блоке удешевляет стоимость изготовления, а также уменьшает вес и размеры двигателя.
На фиг. 84, а представлен цилиндр, состоящий из наружной рубашки 1 и вставной втулки 2. Втулки четырехтактных двигателей
имеют простую цилиндрическую конфигурацию со стенками, постепенно утолщающимися в направлении к опорному фланцу 3, которым втулка ложится на выступающий бурт 4 рубашки.
Наибольший диаметр опорного фланца у выполненных двигателей равен 1,2—1,3 диаметра цилиндра.
При работе двигателя рабочая втулка подвергается воздействию высоких температур. Для уменьшения термического напряжения в нижнюю часть зарубашечного пространства подается охлаждающая вода, которая поднимается вверх, а затем переходит в пустотелую крышку цилиндра по соединительному патрубку (фиг. 84, б) или по штуцерам с уплотняющими резиновыми кольцами, заложенными во фланец рубашки между крышечными болтами (фиг. 84, в). Для более интенсивного отвода тепла часто верхнюю наиболее нагретую часть втулки с наружной стороны снабжают концентрическими или спиральными каналами.
Уплотнение мест соединения рубашки со втулкой в верхней части достигается постановкой по краю соединения отожженной медной проволоки. В нижней части втулка уплотняется при помощи сальника (фиг. 84, а) с одним или двумя резиновыми кольцами. Весьма распространенным уплотнением является также резиновое кольцо (фиг. 84, г), надеваемое на нижнюю утолщенную часть втулки в месте соприкосновения ее с рубашкой.
Наличие вставной втулки дает возможность изготовлять ее из чугуна повышенного качества, хорошо сопротивляющегося истиранию. Такая конструкция упрощает форму отливки, способствует уменьшению литейного напряжения и позволяет, в случае значительной разработки рабочей поверхности, производить замену втулки.
Для свободного диаметрального расширения втулки предусматривается небольшой зазор в местах ее соединения с рубашкой.
Уплотняющее устройство в нижней части втулки дает возможность ей свободно удлиняться, не вызывая растягивающих напряжений в рубашке. Для уменьшения длины втулки между опорами нижняя ее часть выпускается из рубашки (до 20% от ее длины).
Толщина втулки в наиболее напряженной верхней части составляет 0,06 — 0,1 диаметра цилиндра и в нижней части 0,04—0,05 диаметра цилиндра.
Рубашка цилиндра изготовляется из того же материала, что и картер.
Втулки, подвергающиеся значительным механическим и тепловым воздействиям, являются одними из наиболее ответственных частей двигателя. Их изготовляют из серого или легированного чугуна с механическими свойствами не ниже, чем у чугуна СЧ 21-40.
Наружную поверхность втулок, соприкасающихся с водой, для предохранения от коррозии освинцовывают, покрывают цинком, бакелитовым лаком и другими антикоррозионными покрытиями. Внутреннюю поверхность втулок, для повышения износоустойчивости, иногда покрывают пористым хромом или азотируют.
Подвод смазки к внутренней поверхности втулки осуществляется через штуцеры (4 — 8 шт.), располагаемые в четырехтактных двигателях по высоте цилиндра между первым и вторым уплотнительными кольцами при крайнем нижнем положении поршня. Если штуцеры расположить выше, то произойдет засасывание масла в камеру сгорания, что вызовет значительный перерасход масла. По штуцерам масло подается насосом под давлением.
Смазка внутренней поверхности втулки может также обеспечиваться разбрызгиванием масла, что выполняется выступом на нижней шатунной головке; при положении шатуна в н.м.т. этот выступ погружается в масляную ванну и при выходе из нее производит разбрызгивание. Такой способ прост и обеспечивает для двигателей малой и средней мощности надежность смазки и ее автоматичность. Однако при этой системе нельзя регулировать подачу масла, что особенно необходимо при пуске двигателя, когда требуется обильная смазка. Недостатками этой системы являются: недостаточно обильная смазка в пусковой период, отсутствие регулирования подачи масла и смазка цилиндра несвежим маслом.
На фиг. 85 представлена цилиндрическая втулка двухтактного двигателя. Для обеспечения герметичности в пазы 4 закладываются уплотняющие кольца 2. Для подвода смазки цилиндра предусматриваются масляные штуцеры 5. Ввиду того что окна, расположенные посредине втулки, снимают смазку, разносимую поршнем, масляные штуцеры часто располагают выше окон и снабжают их невозвратными клапанами, которые при больших давлениях в цилиндре препятствуют вытеснению масла.
Одиночные цилиндры выполняются главным образом у двухтактных двигателей значительных размеров и мощности, а также у маломощных двигателей. В настоящее время приобретает весьма широкое распространение блочная конструкция. Цельнолитые блок- цилиндры (фиг. 86) применяются для диаметров цилиндра до 400 мм, а составные (включая отдельные цилиндры, соединенные между собой в общий блок) — для более крупных двигателей.
Для плотного соединения цилиндра с крышкой на верхней плоскости фланца втулки вытачивается круговая канавка; в нее входит кольцевой выступ на нижней поверхности крышки и укладывается прокладка из красной меди.
|