ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΘΕΡΜΟΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΚΑΙ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΤΡΟΒΙΛΟΜΗΧΑΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΜΒΟΛΟΦΟΡΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 3 Ο κορμός Εμβολοφόρων Κινητήρων
ΑΣΚΗΣΗ 3: Ο ΚΟΡΜΟΣ ΕΜΒΟΛΟΦΟΡΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Σκοπός της Άσκησης: Το να μάθει ο σπουδαστής: (α) Το σκοπό και τα τμήματα του κορμού Εμβολοφόρων Κινητήρων, (β) Ποιοι είναι οι χρόνοι ενός τετράχρονου κινητήρα. Θεωρητικό μέρος 1 Κύλινδρος Αποστολή του κυλίνδρου είναι να οδηγεί το έμβολο κατά την κίνησή του καθώς και να σχηματίζει μαζί με το έμβολο τον θάλαμο καύσης. Ο θάλαμος καύσης πρέπει να αντέχει στις μεγάλες πιέσεις από την καύση των αερίων και να απομακρύνει γρήγορα την θερμότητα που δέχεται προς το ψυκτικό υγρό του κινητήρα. 1.1 Υδρόψυκτοι κύλινδροι Στους υδρόψυκτους κινητήρες όλοι οι κύλινδροι, σχηματίζουν-απαρτίζουν ένα σύνολο (τον κορμό ή μπλοκ του κινητήρα). Αυτό το σύνολο με τα διπλά τοιχώματα διαπερνάται από αγωγούς ψύξης. Το ψυκτικό μέσο (υγρό ψύξης) προσάγεται στο κάτω μέρος, προερχόμενο από την αντλία ψύξης, ψύχει τα τοιχώματα των κυλίνδρων και με κατάλληλους αγωγούς εισέρχεται στην κυλινδροκεφαλή. Το σύνολο των κυλίνδρων και το πάνω μέρος του στροφαλοθάλαμου, αποτελούν ένα σώμα. Αυτή η εύκαμπτη μορφή ονομάζεται κέλυφος κυλίνδρων - στροφαλοθάλαμου. Σχήμα 1: Κορμός κινητήρα εσωτερικής καύσης Σε περίπτωση που ο κορμός (μπλοκ) των κυλίνδρων κατασκευαστεί από χυτοσίδηρο, τότε κατασκευάζονται και τα χιτώνια των κυλίνδρων από το ίδιο υλικό. Σε περίπτωση που ο
κορμός των κυλίνδρων κατασκευαστεί από κράμα αλουμινίου, τότε πρέπει να τοποθετηθούν χιτώνια κυλίνδρων με ειδικές μεθόδους κατεργασίας. 1.1.1 Κατασκευή Closed-Deck. Η επιφάνεια στεγανότητας στο άνω μέρος των κυλίνδρων είναι αρκετά κλειστή στην ευρύτερη περιοχή των οπών των κυλίνδρων. Ανοιχτές είναι μόνο οι οπές για το υγρό ψύξης, το λάδι λίπανσης και η επιστροφή του καθώς και για τον αερισμό του στροφαλοθαλάμου. Οι στροφαλοθάλαμοι από κράματα αλουμινίου-πυριτίου, που κατασκευάζονται με κλειστή επιφάνεια, χυτεύονται σε κοκίλ και γίνονται χυτοπρεσαριστοί με χαμηλή πίεση. Σχήμα 2: Κατασκευή κορμού κινητήρα τύπου Closed-Deck 1.1.2 Κατασκευή Open-Deck Ο υγρός μανδύας γύρω από τις οπές των κυλίνδρων είναι ανοιχτός στο άνω μέρος του. Έτσι από πλευράς χύτευσης είναι δυνατόν να κατασκευάζονται οι κορμοί χυτοπρεσαριστοί, σύμφωνα με την μέθοδο LOCASIL. Η μικρότερη ακαμψία των κορμών των κυλίνδρων στην μέθοδο Open-Deck χρειάζεται αλληλομεταλλικές φλάντζες κυλινδροκεφαλής. Οι αλληλομεταλλικές φλάντζες κυλινδροκεφαλής επιτρέπουν μικρότερες δύναμης προέντασης, διότι έχουν μικρότερη συστολή συμπίεσης. Με αυτόν τον τρόπο μειώνονται οι στρεβλώσεις των κυλίνδρων και της άνω επιφάνειας στεγανότητας. Σχήμα 3: Κατασκευή κορμού κινητήρα τύπου Open-Deck
1.2 Χιτώνια κυλίνδρων Τα χιτώνια των κυλίνδρων κατασκευάζονται από χυτοσίδηρο και τοποθετούνται στον κορμό από χυτοσίδηρο ή στον κορμό από κράμα αλουμινίου. Έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, γιατί είναι ανθεκτικότεροι στην φθορά από ότι τα τοιχώματα των ενιαίων συνόλων κορμού - κυλίνδρου από χυτοσίδηρο. Διακρίνουμε τα υγρά και τα ξηρά χιτώνια. 1.2.1 Τα υγρά χιτώνια. Αυτά περιβάλλονται κατευθείαν από το υγρό ψύξης και έτσι δημιουργείται μία καλή ψύξη. Μπορούν να αντικατασταθούν μεμονωμένα. Τα χιτώνια έχουν στο πάνω άκρο τους μία πατούρα. Με δακτύλιους στεγανότητας πρέπει να στεγανοποιηθούν με προσοχή επάνω στον στροφαλοθάλαμο, γιατί διαφορετικά μπορεί να περάσει το ψυκτικό υγρό στην ελαιολεκάνη. Σχήμα 4: Υγρά χιτώνια 1.2.2 Τα ξηρά χιτώνια Αυτά δεν έρχονται σε άμεση επαφή με το υγρό ψύξης. Χρησιμοποιούνται όταν η διάμετρος των κυλίνδρων έχει αυξηθεί τόσο ώστε να μην επιδέχεται και άλλη διεύρυνση. Επίσης τα ξηρά χιτώνια μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε καινούργιους κινητήρες, αν απαιτείται τα τοιχώματα των κυλίνδρων να έχουν ανθεκτικότερο υλικό από το λοιπό κορμό.η μεταφορά της θερμότητας, όμως προς το υγρό ψύξης δεν είναι τόσο καλή, όπως στα υγρά χιτώνια. Σχήμα 5: Ξηρά χιτώνια
Πρακτικό μέρος Να περιγράψετε τον κορμό του τετράχρονου βενζινοκινητήρα, αναφέρετε τα υλικά κατασκευής, τρόπους σύνδεσης των εξαρτημάτων που περιέχει καθώς και τα σημεία τα οποία μπορεί να παρουσιάσουν φθορά κατά την μακροχρόνια χρήση.