WikiDer > Двигатель с длинным болтом

Long-bolt engine

А длинный болт или же стяжной болт двигатель поршневой двигатель внутреннего сгорания где, следуя обычной практике, крышка цилиндра сдерживается болты или же шпильки. Обычно головка блока цилиндров прикрученный к цилиндрический блок и коленчатый вал Основные подшипники в свою очередь прикручены к картер отдельными болтами.[примечания 1] Однако в двигателе с длинными болтами Один используется набор длинных болтов от головки блока цилиндров до крышек подшипников коленчатого вала.

Происхождение

Самолет

Конструкция с длинным затвором началась с авиационные двигателиособенно те, в которых сочетаются высокая мощность и легкая конструкция из алюминиевого сплава. В этих ранних двигателях использовались длинные шпильки от картера до головок цилиндров. Как большинство в это время использовали моноблочные головки В любом случае потребуется только один болт для соединения двух частей, но использовался длинный крепежный элемент на всю высоту цилиндра, чтобы приложить силы растяжения к шпильке, а не напрягать и, возможно, деформировать стенки цилиндра. Curtiss и с воздушным охлаждением Двигатели Renault даже использовали Х-образный колпачок над внешней стороной головки блока цилиндров, при этом шпильки были прикручены болтами, чтобы равномерно распределять силы по головке. Поскольку силы по-прежнему передавались между этими шпильками и коренными подшипниками стенками картера, эти ранние двигатели, однако, не считаются двигателями с длинными болтами.

Окончательные разработки поршневой двигатель самолета были горизонтально противоположными H-двигатели такой как Роллс-Ройс Игл и Napier Sabre. Эти компактные двигатели были плотно упакованы и, в отличие от предыдущих V-образных двигателей, не было доступа к коленчатому валу или его подшипникам после сборки двух половин картера. Соответственно, использовались длинные сквозные шпильки, проходящие прямо через двигатель от одной стороны к другой. На Sabre некоторые из этих шпилек были короткими и служили только для скрепления половин картера. Остальные прошли между головками цилиндров с каждой стороны.[1] Вся сила растяжения двигателя была принята на эти шпильки, при этом на картер не было напряжения.

Дизельные двигатели

Благодаря высокой степени сжатия и высокой bmep, дизельные двигатели подвергать свой блок цилиндров высоким растягивающим усилиям. Блоки цилиндров из легких сплавов имеют обычные преимущества в весе, но они также должны выдерживать высокие нагрузки. Некоторые дизайны, например США Геркулес, добейтесь этого с помощью длинных сквозных болтов.[2] В дизайне Hercules это длинные шпильки с гайкой сверху и снизу; они не могут вращаться из-за эксцентрикового хомута посередине.

Легковые автомобили

В начале 1980-х гг. Fiat вложила значительные средства в автоматизацию роботов на своих заводах, чтобы улучшить качество продукции и снизить затраты на рабочую силу. Новый Полностью интегрированный роботизированный двигатель был разработан как часть этого, чтобы заменить предыдущую серию небольших двигателей Fiat. Воспользовавшись возможностью обновить характеристики и выбросы почтенного Fiat 903cc двигатель с толкателем, основная цель этой новой конструкции заключалась в упрощении сборки роботами. Ключом к этому была конструкция нового двигателя «слоеный пирог», скрепленная длинными сквозными болтами.

Двигатель FIRE был признан успешным, поскольку он производил эффективные и надежные двигатели объемом от 769 см3 до 1368 см3 и 16-клапанных версий. 16-клапанный двигатель Super FIRE объемом 1242 куб.см также использовал коренная опора рамы лестницы несущей, что делает картер и блок более жесткими, чем любой сопоставимый двигатель в своем классе. Одним из недостатков двигателя FIRE было восприятие обслуживающими их механиками, что теперь было трудно выполнить капитальный ремонт верхней части, не требуя демонтажа нижней части, с повторной сборкой и повторной затяжкой в ​​строгой последовательности.

В конце 1980-х гг. Ровер осознавали, что им необходимо внедрять инновационные и надежные новые методы, если они хотят выжить как производитель автомобилей и, как Fiat, избавиться от прежних проблем низкого качества сборки. Одним из результатов был Двигатель K,[3] будет построен партнером Rover Powertrain Ltd. Во всех моделях использовался основной подшипник лестницы,[4] давая чрезвычайно жесткий блок, который позже позволил бы очень высокую скорость красной линии в таких приложениях, как MGF, Лотус Элиза и для гонок.[3] Однако, в отличие от FIRE, и несмотря на большое количество проданных двигателей, которые надежно служили в течение многих лет, этот двигатель был покрыт прошлыми недостатками Rover и приобрел репутацию ненадежного. Недостатки, которые привели к этой репутации, были вызваны только некоторыми компонентами, используемыми только в некоторых моделях: прокладка головки и мокрые лайнеры. Отношение к этим проблемам с отдельными версиями компонентов как к показателям плохой общей конструкции двигателя было незаслуженным. Точно так же ни одна из этих проблем не присуща методам мокрые лайнеры или сквозное болтовое соединение.

Преимущества

Для современного автомобилестроения двигатель с длинными болтами имеет несколько преимуществ:

  • Более простая сборка с меньшим количеством компонентов, меньшим количеством затягиваемых крепежных деталей и меньшим количеством промежуточных этапов сборки.
  • Растягивающие усилия принимаются на шпильки, а не на блок цилиндров или картер. В частности, сила представляет собой чистое натяжение, а не скручивающую силу из-за любого смещения между крышкой подшипника и болтом стенки цилиндра. Это позволяет сделать блок и картер более легкими и менее жесткими, в то же время уменьшая величину прогиба и скручивания, проявляемых при эксплуатации.
  • Когда используется крышка коренного подшипника лестничной рамы, картер в сборе становится значительно жестче.[5]

Эти преимущества в первую очередь относятся к начальному производству двигателей, особенно когда речь идет о роботизированной сборке. Вторичные преимущества также могут быть получены за счет увеличения срока службы.

Недостатки

Преимущество постоянного обслуживания в течение всего срока службы автомобиля меньше, если оно вообще есть. Некоторые аспекты имеют явные недостатки, особенно когда предыдущие простые операции обслуживания усложняются. Это приемлемо, поскольку для современных автомобилей значительно увеличены интервалы между капитальным обслуживанием. Многие автомобили сегодня проживут более 100 тысяч миль без демонтажа или демонтажа двигателя.

Конкретные недостатки:

  • График затяжки для повторной сборки длинных шпилек может потребовать демонтажа обоих концов перед полной повторной сборкой с нуля. Обычно простая задача по снятию верхней части, чтобы обратить внимание на клапаны, теперь может потребовать демонтажа и нижней части, что часто требует снятия всего двигателя.
  • Укороченные методы повторной затяжки, позволяющие избежать разборки обоих концов, могут быть менее надежными, чем двигатель в сборе, как и предполагалось.

Примеры двигателей

Рекомендации

  1. ^ Блок цилиндров и картер могут быть либо скреплены вместе третьим комплектом крепежных деталей, либо, что чаще встречается сегодня, могут быть отлиты вместе как единое целое. моноблок.
  1. ^ Рикардо, Гарри Р. Сэр (1953). Высокоскоростной двигатель внутреннего сгорания (4-е изд.). Глазго: Блэки. стр. облицовка стр.312.
  2. ^ Чепмен, Г. (1949). «18: Картеры и каркас». Современные высокоскоростные масляные двигатели. Vol. II (2 июня 1956 г. ред.). Кэкстон. С. 270–271.
  3. ^ а б Саймон Эрланд. "Двигатель Rover серии K, Общая информация". Механический музей песков.
  4. ^ Rover 214 и 414 Руководство по обслуживанию и ремонту. Хейнс. 1997. С. 2A4-2A5. ISBN 1-85960-458-7.
  5. ^ Саймон Эрланд. "'Король К'". Механический музей песков.
  6. ^ "Verado Four-Cylinder 150-200 л.с.". Меркурий Марин.