Общие положения

Корпус является базовой частью двигателя. На него устанавливаются все его основные механизмы и системы. Он обеспечивает крепление двигателя на транспортном средстве. Корпус состоит из двух функциональных элементов: цилиндра и картера.

Цилиндр выполняет функцию направляющего элемента для движущегося поршня, он участвует в обеспечении необходимого теплового режима поршневой группы. Головка цилиндра соединена с цилиндром шпильками или болтами, а стык между ними уплотняется прокладкой. Головка совместно с цилиндром формирует камеру сгорания, а с движущимся поршнем создает пространство, в котором реализуется рабочий процесс.

Картер предназначен для установки коленчатого вала, ограничивает объем для движущихся элементов КШМ и обеспечивает крепление двигателя на транспортном средстве. Картер состоит из перегородок коренных опор, боковых и торцевых стенок, опорной плиты и нижней части. Нижняя часть картера может служить емкостью для масла и называется масляным поддоном. Обычно она не является несущей и штампуется из листовой стали толщиной 1...1,5 мм или отливается из алюминиевого сплава.

Корпус двигателя работает в следующих условиях: высокие, циклически изменяющиеся параметры рабочего тела (температура и давление) в камере сгорания; значительные силы инерции движущихся элементов КШМ; высокие относительные скорости контактирующих поверхностей движущихся деталей; наличие химически активной среды и абразива; ограниченная смазка отдельных трущихся пар.

Исходя из условий работы, к корпусу двигателя предъявляются соответствующие требования: достаточная жесткость всей конструкции и отдельных элементов крепления для исключения недопустимых деформаций в зонах коренных подшипников, гильзы цилиндра и поршня, а также плоскости стыков с головкой цилиндра; минимально возможная масса; обеспечение требуемого теплового режима работы двигателя.

В автомобильных двигателях корпусные детали могут иметь различную конструкцию и компоновку. В зависимости от компоновки цилиндров различают следующие автомобильные двигатели: однорядные (линейные) и двухрядные (V-образные). На конструкцию корпуса большое влияние оказывает тип системы охлаждения (воздушная или жидкостная). Так, для двигателей с жидкостным охлаждением характерно объединение цилиндров в единый узел, называемый блоком цилиндров, что позволяет существенно повысить жесткость корпуса двигателя. В двигателях воздушного охлаждения цилиндры обычно изготовляют индивидуально, что связано с технологическими сложностями отливки наружного оребрения. В ряде случаев цилиндры блока выполняют в виде автономного элемента и называют гильзами. В автотракторных двигателях с жидкостным охлаждением с числами цилиндров в ряду до шести включительно блок цилиндров и верхнюю половину картера обычно выполняют в виде единой отливки, называемой блок-картером. Это наиболее предпочтительная конструкция корпуса двигателя, обеспечивающая его наибольшую жесткость.

В современных автотракторных двигателях масса корпуса составляет 25...35 % от массы всего двигателя. Относительно меньшую массу по сравнению с линейными имеет корпус V-образных двигателей.

Корпусные детали отливают из чугуна и из алюминиевого сплава. Коэффициент линейного расширения алюминиевого сплава в два раза больше, чем чугуна, что обусловливает его значительные температурные деформации. Это необходимо учитывать при формировании зазоров в подвижных сочленениях с другими деталями двигателя. Высокий коэффициент теплопроводности алюминиевого сплава (в три раза больше, чем чугуна) обеспечивает хороший отвод теплоты от нагретых зон двигателя и тем самым более равномерное распределение температур в них. Обеспечение требуемой прочности корпусных деталей двигателя из алюминиевого сплава достигается увеличением геометрических параметров (например, толщины) отдельных элементов. При этом масса корпусных деталей из алюминиевого сплава уменьшается по сравнению с чугунными на 30 %, а масса двигателя в целом снижается на 12...20 %. Повышение износостойкости алюминиевого сплава достигается технологическими мероприятиями.