Nazwa przedmiotu:

Laboratorium Samochodowych Silników Spalinowych

Politechnika Świętokrzyska Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn Katedra Mechatroniki Zakład Silników Cieplnych Laboratorium Silników Cieplnych			MiBM
	Studia		Kierunek
	SiC			III V
	Specjalność	Grupa		Rok/Semestr

Ćwiczenie nr:

2

Temat ćwiczenia:

Budowa kadłubu, głowicy oraz układu dolotowego i wylotowego.

22.11.2012r	11.02.2013r
Data wykonania ćwiczenia	Data oddania sprawozdania	Zaliczenie	Podpis prowadzącego

Nazwisko i imię studenta:	Podpis studenta
Remion Paweł

1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia było zapoznianie się z budową kadłuba, jego zadaniami. Pomiar cylindra kosy spalinowej marki Husqvarna 235R o średnicy nominalnej cylindra 38mm i weryfikacja jego stanu technicznego.

2. Wstęp Kadłub wspólnie z głowicą (lub z głowicami) stanowią obudowę zamykającą przestrzeń, w której mieszczą się główne mechanizmy silnika - mechanizmy korbowy i rozrządu. Kadłub dodatkowo służy do zamocowania silnika na fundamencie lub w ramie pojazdu oraz stanowi podstawę do zamocowania osprzętu silnika. Zadaniem głowicy (lub głowic)j jest zamknięcie od góry przestrzeni roboczej cylindrów. W głowicy w zależności od budowy układu rozrządu znajdować mogą się zawory oraz wałek rozrządu. Podczas pracy silnika jego kadłub jest obciążony siłami wywołanymi ciśnieniem gazów w cylindrach oraz siłami bezwładności ruchomych części silnika, w szczególności mechanizmu korbowego. Siły występujące w kadłubie powodują nagrzewanie głowicy silnika i cylindrów oraz mogą wywołać w nim znaczne naprężenia i odkształcenia. Szczególnie niepożądane są odkształcenia łożysk, gdyż mogą powodować nieprawidłową pracę silnika i szybkie zużywanie jego części. Z tego względu kadłub silnika należy tak konstruować, aby występujące w nim naprężenia były jak najmniejsze. Kadłub silnika musi się odznaczać odpowiednią sztywnością, przy zachowaniu odpowiednio małego ciężaru. Kadłuby dzielą się zasadniczo na dwie części: na blok cylindrowy oraz skrzynię korbową, natomiast zwłaszcza w silnikach dużej mocy, kadłub dzieli się na trzy części: blok cylindrowy, skrzynię korbową, stanowiącą właściwy kadłub, i podstawę zamykającą skrzynię korbową. Kadłuby mniejszych silników jedno- oraz dwucylindrowych nie są dzielone. Nazywamy je kadłubami tunelowymi. Materiałem najczęściej stosowanym na kadłuby jest żeliwo szare lub żeliwo modyfikowane, tj. z niewielkim dodatkiem np. żelazo-krzemu. W silnikach małej mocy, zwłaszcza w silnikach trakcyjnych z zapłonem iskrowym, stosuje się kadłuby ze stopów lekkich. Wymiary kadłuba zależą od: stosunku skoku tłoka do średnicy cylindra, długości korbowodu, promienia wykorbienia wału korbowego, odległości między cylindrami.

W zależności od stosowanego systemu chłodzenia silnika można wyodrębnić dwie grupy kadłubów:
- kadłuby silników chłodzonych cieczą,
- kadłuby silników chłodzonych powietrzem.
W silnikach chłodzonych cieczą blok cylindrowy tworzy jedną całość z komorą korbową. Konstrukcja bloku cylindrowego powinna zapewniać dostateczne i równomierne chłodzenie tulei cylindrowych i zapobiegać tworzeniu się korków powietrznych i parowych. Przestrzeń wodna bloku cylindrowego powinna być ponadto tak ukształtowana, żeby w razie potrzeby mogła być całkowicie opróżniona z cieczy chłodzącej. W zależności od stosowanego typu tulei cylindrowych rozróżniamy trzy rodzaje kadłubów silników chłodzonych cieczą:
1. Kadłuby stanowiące jeden odlew z blokiem cylindrowym.
2. Kadłuby z odlanymi oprawami cylindrów i wciskanymi tulejami cylindrowymi.
3. Kadłuby z wstawianymi mokrymi tulejami cylindrowymi
Zasadniczym zadaniem głowicy jest zamknięcie od góry przestrzeni roboczej cylindra, ograniczonej z drugiej strony ruchomym denkiem tłoka. Jej budowa zależy od umieszczenia wałka rozrządu, liczby zaworów przypadających na jeden cylinder oraz sposobu podziału głowicy lub stosowania głowicy wspólnej dla wszystkich cylindrów. Głowicę montuje się poprzez przykręcenie do bloku cylindrowego za pomocą odpowiednio rozmieszczonych śrub, najczęściej dwustronnych. Śruby mocujące głowicę przenoszą zmienną siłę gazów, dlatego moment ich dokręcenia musi być tak dobrany, aby nie nastąpiło poluzowanie połączenia i została zachowana szczelność. Szczelność przestrzeni roboczej cylindra zapewnia uszczelka umieszczona między głowicą i blokiem cylindrowym. Głowica może mieć budowę bardziej lub mniej skomplikowaną, co zależy przede wszystkim od rodzaju silnika. Istnieją dwa zasadnicze rodzaje głowic:
- głowice silników chłodzonych cieczą
- głowice silników chłodzonych powietrzem.
Większość obecnie produkowanych silników spalinowych stanowią silniki górnozaworowe chłodzone cieczą , ich głowicę mają dość skomplikowaną konstrukcje, ponieważ muszą pomieścić zawory sterujące dopływem świeżego ładunku i wylotem spalin. Znajdują się w nich również kanały dolotowe i wylotowe oraz wtryskiwacze lub świece zapłonowe. W niektórych głowicach jest umieszczona również komora spalania, co dodatkowo komplikuje budowę głowicy. Głowica jest również mocno obciążona cieplnie, a ciepło to jest rozmieszczone nierównomiernie. Głowicę odlewa się z żeliwa lub stopów aluminium z różnymi dodatkami stopowymi. Układ dolotowy ma za zadnie doprowadzać powietrze do silnika, składa się z filtra powietrza i kolektora dolotowego. Filtr powietrza ma wymienny wkład papierowy, który zatrzymuje pył i zanieczyszczenia zasysane z powietrzem przez silnik. Kolektor dolotowy kieruje mieszankę paliwowo-powietrzną (w silnikach o zapłonie iskrowym z wtryskiem pośrednim) lub zasysane powietrze (w silnikach o zapłonie iskrowym z wtryskiem bezpośrednim lub w silnikach wysokoprężnych) do poszczególnych cylindrów silnika. Zadaniem układu wylotowego (wydechowego) jest odprowadzenie spalin z silnika poza obszar, z którego istniałaby możliwość przedostania się do wnętrza nadwozia oraz na takim tłumieniu odgłosów wydechu, aby nie obniżało to osiągów silnika. Układ wylotowy jest zbudowany z kolektora wylotowego, rury wylotowej, katalizatora i tłumika (tłumików). Kolektor wylotowy odprowadza gazy powstałe w cylindrach w wyniku spalania i poprzez rurę wylotową wydala je do atmosfery. Kolektor jest przykręcony do głowicy, a dalsze elementy układu są podwieszone do podwozia na wieszakach gumowych, które tłumią drgania układu wylotowego. Tłumik obniża ciśnienie i temperaturę gazów spalinowych, w celu uniknięcia zjawiska gwałtownego rozprężania się gazów po wyjściu z rury. Katalizator jest montowany najczęściej tuż za kolektorem wylotowym, aby szybciej uzyskiwał temperaturę roboczą. Zadaniem katalizatora jest oczyszczanie spalin ze składników, które są szkodliwe dla środowiska.

3. Przebieg ćwiczenia

• Przygotowanie cylindrów do pomiaru,

• Pomiar 4 cylindrów średnicówką mikrometryczną,

• Porównanie wymiarów z wymiarem nominalnym,

• Powierzchniowe oględziny zużycia powierzchni wewnętrznych poszczególnych cylindrów.

4.Wyniki pomiarów

Tabela 1. Wyniki pomiarów cylindrów

Numer cylindra	Wartość odchyłki
1	0,02
2	0,13
3	0,05
4	0,15

5. Wnioski

Odchyłki średnicy badanych cylindrów różnią się od siebie, z wykonanych pomiarów i oględzin widać, że najbardziej wyeksploatowanym cylindrem jest cylinder nr 4. Jest on najbardziej zużyty oraz na jego powierzchni zaobserwowaliśmy rysę, która powstała najprawdopodobniej wskutek otarcia kołka zabezpieczającego pierścień. Kolejnym cylindrem wykazującym ślady silnego zużycia jest cylinder nr 2, na jego ściance występuje zmatowienie co sugerować może zatarcie tłoka w tym cylindrze. Najprawdopodobniej zastosowanie nieodpowiedniej mieszanki palnej spowodowało uszkodzenie cylindra numer 3, ponieważ nie nosi on śladów dużego zużycia gładzi cylindrowej lecz można dostrzec zabrudzenia i osad na jego ściankach.. W najlepszym stanie spośród badanych cylindrów jest cylinder nr 1, jego stan pozwala na dalszą pracę, ponieważ gładź na jego ściankach nie posiada zarysowań oraz osadów.