Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Корпус коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания с возвратно-поступательным движением
Crankshaft housing in reciprocating combustion engines
В поршневом двигателе картер – это корпус, окружающий коленчатый вал. В большинстве современных двигателей картер интегрирован в блок цилиндров. Двухтактные двигатели обычно используют конструкцию с принудительным сжатием в картере, в результате чего топливовоздушная смесь проходит через картер перед поступлением в цилиндр(ы). В конструкции таких двигателей обычно отсутствует масляный поддон в картере. Четырехтактные двигатели, как правило, имеют масляный поддон в нижней части картера, и основная часть масла двигателя содержится в картере. Топливовоздушная смесь не проходит через картер в четырехтактном двигателе, однако небольшое количество отработавших газов часто попадает туда как "прогар" из камеры сгорания. Картер часто формирует верхнюю половину шейки основных подшипников (а крышки подшипников – нижнюю половину), хотя в некоторых двигателях картер полностью окружает шейки основных подшипников. Двигатель с открытым коленвалом не имеет картера. Эта конструкция использовалась в ранних двигателях и до сих пор применяется в некоторых крупных судовых дизельных двигателях.
In a piston engine, the crankcase is the housing that surrounds the crankshaft. In most modern engines, the crankcase is integrated into the engine block. Two stroke engines typically use a crankcase compression design, resulting in the fuel/air mixture passing through the crankcase before entering the cylinder(s). This design of the engine does not include an oil sump in the crankcase. Four stroke engines typically have an oil sump at the bottom of the crankcase and the majority of the engine's oil is held within the crankcase. The fuel/air mixture does not pass through the crankcase in a four stroke engine, however a small amount of exhaust gasses often enter as "blow by" from the combustion chamber. The crankcase often forms the upper half of the main bearing journals (with the bearing caps forming the other half), although in some engines the crankcase completely surrounds the main bearing journals. An open crank engine has no crankcase. This design was used in early engines and remains in use in some large marine diesel engines.
Компрессионный коробка коленчатого корпуса
Многие двухтактные двигатели используют конструкцию сжатия картера, где частичный вакуум втягивает топливовоздушную смесь в двигатель при движении поршня вверх. Затем, когда поршень движется вниз, впускное окно открывается, и сжатая топливовоздушная смесь выталкивается из картера в камеру сгорания. Конструкции сжатия картера часто используются в небольших бензиновых двигателях для мотоциклов, генераторных установок и садовой техники. Эта конструкция также применялась в некоторых небольших дизельных двигателях, однако встречается реже. Обе стороны поршня используются как рабочие поверхности: верхняя сторона является силовым поршнем, а нижняя – в качестве насоса. Поэтому впускной клапан не требуется. В отличие от других типов двигателей, масло в картер не подается, так как в нем находится топливовоздушная смесь. Вместо этого двухтактное масло смешивается с топливом, используемым двигателем, и сгорает в камере сгорания.
Many two stroke engines use a crankcase compression design, where a partial vacuum draws the fuel/air mixture into the engine as the piston moves upwards. Then as the piston travels downward, the inlet port is uncovered and the compressed fuel/air mixture is pushed from the crankcase into the combustion chamber. Crankcase compression designs are often used in small petrol (gasoline) engines for motorcycles, generator sets and garden equipment. This design has also been used in some small diesel engines, however it is less common. Both sides of the piston are used as working surfaces: the upper side is the power piston, the lower side acts as a pump. Therefore an inlet valve is not required. Unlike other types of engines, there is no supply of oil to the crankcase, because it handles the fuel/air mixture. Instead, two stroke oil is mixed with the fuel used by the engine and burned in the combustion chamber.
Масляный картер
Крупные двухтактные двигатели не используют компрессию в картере, а вместо этого применяют отдельный продувочный вентилятор или нагнетатель для всасывания топливно-воздушной смеси в камеру сжатия. Таким образом, картер аналогичен картеру четырехтактного двигателя, поскольку используется исключительно для смазки.
Large two stroke engines do not use crankcase compression, but instead a separate scavenge blower or supercharger to draw the fuel/air mixture into the compression chamber. Therefore the crankcases are similar to a four stroke engine in that they are solely used for lubrication purposes.
Двигатели четыреххтактные
Большинство четырехтактных двигателей используют картер, в котором содержится смазочное масло двигателя, как в системе с мокрым поддоном, так и в менее распространенной системе с сухим поддоном. В отличие от двухтактного двигателя (с принудительным заполнением картера), картер четырехтактного двигателя не используется для топливно-воздушной смеси.
Most four stroke engines use a crankcase that contains the engine's lubricating oil, as either a wet sump system or the less common dry sump system. Unlike a two stroke (crankcase compression) engine, the crankcase in a four stroke engine is not used for the fuel/air mixture.
Циркуляция нефти
Моторное масло циркулирует вокруг четырехтактного двигателя (а не сгорает, как в двухтактном), и большая часть этого процесса происходит внутри картера. Масло хранится либо в нижней части картера (в системе с мокрым поддоном), либо в отдельном резервуаре (в системе с сухим поддоном). Оттуда масло нагнетается масляным насосом (и обычно проходит через масляный фильтр), прежде чем подается под давлением в подшипники коленчатого вала и шатунов, а также на стенки цилиндров, и в конечном итоге стекает обратно в картер. Даже в системе с мокрым поддоном, коленчатый вал имеет минимальный контакт с маслом в поддоне. В противном случае, высокая скорость вращения коленчатого вала привела бы к вспениванию масла, что затруднило бы его прокачку масляным насосом и могло бы привести к недостаточной смазке двигателя. Масло из поддона может разбрызгиваться на коленчатый вал из-за перегрузок или неровностей дороги, это явление называется захватом масла.
Engine oil is recirculated around a four stroke engine (rather than burning it as happens in a two stroke engine) and much of this occurs within the crankcase. Oil is stored either at the bottom of the crankcase (in a wet sump engine) or in a separate reservoir (in a dry sump system). From here the oil is pressurized by an oil pump (and usually passes through an oil filter) before it is squirted into the crankshaft and connecting rod bearings and onto the cylinder walls, and eventually drips off into the bottom of the crankcase. Even in a wet sump system, the crankshaft has minimal contact with the sump oil. Otherwise, the high speed rotation of the crankshaft would cause the oil to froth, making it difficult for the oil pump to move the oil, which can starve the engine of lubrication. Oil from the sump may splash onto the crankshaft due to g forces or bumpy roads, which is referred to as windage.
Вентиляция газов сгорания
Хотя поршневые кольца предназначены для герметизации камеры сгорания от картера, вполне нормально, что некоторая часть отработавших газов просачивается мимо поршневых колец и попадает в картер. Это явление известно как прорыв газов. Если эти газы накапливаются в картере, это может привести к нежелательному повышению давления в картере, загрязнению масла и образованию ржавчины из-за конденсата. Чтобы предотвратить это, современные двигатели используют систему вентиляции картера для удаления отработавших газов из картера. В большинстве случаев эти газы направляются во впускной коллектор.
Although the piston rings are intended to seal the combustion chamber from the crankcase, it is normal for some combustion gases to escape around the piston rings and enter the crankcase. This phenomenon is known as blow by. If these gases accumulated within the crankcase, it would cause unwanted pressurisation of the crankcase, contamination of the oil and rust from condensation. To prevent this, modern engines use a crankcase ventilation system to expel the combustion gases from the crankcase. In most cases, the gases are passed through to the intake manifold.
Двигатели с открытым рулевым механизмом
Ранние двигатели были сконструированы по "открытой схеме коленвала", то есть не имели закрытого картера. Коленчатый вал и связанные с ним детали были открыты для окружающей среды. Это приводило к загрязнению, поскольку масло, разбрызгиваемое движущимися частями, ничем не удерживалось. Другим недостатком было то, что грязь и пыль могли попадать внутрь двигателя, вызывая повышенный износ и возможные неисправности. Для поддержания нормальной работы двигателя требовалась частая очистка. Некоторые двухтактные дизельные двигатели, такие как большие тихоходные двигатели, используемые на судах, имеют картер, отделенный от цилиндров, или выполненный по открытой схеме коленвала. Пространство между крейцкопфным поршнем и коленчатым валом может быть в значительной степени открыто для облегчения обслуживания.
Early engines were of the "open crank" style, that is, there was no enclosed crankcase. The crankshaft and associated parts were open to the environment. That made for a messy environment, because oil spray from the moving parts was not contained. Another disadvantage was that dirt and dust could get into moving engine parts, causing excessive wear and possible malfunction of the engine. Frequent cleaning of the engine was required to keep it in normal working order. Some two stroke diesel engines, such as the large slow speed engines used in ships, have the crankcase as a separate space from the cylinders, or as an open crank. The spaces between the crosshead piston and the crankshaft, may be largely open for maintenance access.