Sešu cilindru V veida dzinējs. Dzinēja cilindru secība - kā klauvē jūsu automašīnas sirds Cilindru secība dažādiem dzinējiem

Sistēmas komponenti

Sistēmas pārskats

Dīzeļdzinēja mehāniskās sastāvdaļas un daļas Vispirms aprakstītais dzinējs ir sadalīts trīs lielās daļās.

• Karteris
• kloķa mehānisms
• Gāzes sadales mehānisms

Šīs trīs daļas pastāvīgi mijiedarbojas. attiecības, kas būtiski ietekmē dzinēja īpašības:
• intervāls starp aizdegšanos;
• cilindru darbības secība;
• masas balansēšana.

Aizdedzes intervāls
Motora mehāniskos elementus galvenokārt iedala trīs grupās: dzinēja karteris, kloķa mehānisms un vārsta izpildmehānisms. Šīs trīs grupas ir cieši savstarpēji saistītas, un par tām ir savstarpēji jāvienojas. Aizdedzes intervāls ir kloķvārpstas griešanās leņķis starp divām secīgām aizdedzēm.
Viena darba cikla laikā degvielas-gaisa maisījums vienu reizi aizdegas katrā cilindrā. Četrtaktu dzinēja darba cikls (iesūkšana, kompresija, gājiens, izplūde) aizņem divus pilnus kloķvārpstas apgriezienus, t.i., griešanās leņķis ir 720 °.
Tas pats intervāls starp aizdedzi nodrošina vienmērīgu dzinēja darbību visos apgriezienos. Šo intervālu starp aizdedzi iegūst šādi:
aizdedzes intervāls = 720°: cilindru skaits

Piemēri:

• četru cilindru dzinējs: 180° kloķvārpsta (KB)
• sešu cilindru dzinējs: 120° KB
• astoņu cilindru dzinējs: 90° SV.

Jo lielāks ir cilindru skaits, jo īsāks ir intervāls starp aizdedzi. Jo īsāks intervāls starp aizdedzi, jo vienmērīgāk darbojas dzinējs.
Vismaz teorētiski, jo tam tiek pievienota masas balansēšana, kas atkarīga no dzinēja konstrukcijas un cilindru darbības kārtības. Lai cilindrs aizdegtos, atbilstošajam virzulim ir jābūt "TDC kompresijas gājiena beigās", t.i., jābūt aizvērtiem atbilstošiem ieplūdes un izplūdes vārstiem. Tas var notikt tikai tad, ja kloķvārpsta un sadales vārpsta ir pareizi novietotas attiecībā pret viens pret otru.Aizdedzes intervālu nosaka kloķvārpstas savienojošo stieņu kakliņu relatīvais novietojums (leņķiskais attālums starp ceļiem), t.i., leņķis starp secīgu cilindru kakliņiem (cilindru aizdedzes secība).V veida dzinējos izliekuma leņķim jābūt vienādam ar aizdedzes intervālu, lai panāktu vienmērīgu darbību.
Tāpēc astoņu cilindru BMW dzinējiem leņķis starp cilindru rindām ir 90°.

Cilindru darbības secība
Cilindru aizdedzes secība ir secība, kādā notiek aizdegšanās dzinēja cilindros.
Cilindru secība ir tieši atbildīga par dzinēja vienmērīgu darbību. To nosaka atkarībā no dzinēja konstrukcijas, cilindru skaita un intervāla starp aizdedzi.
Balonu palaišanas secība vienmēr tiek norādīta, sākot ar pirmo cilindru.

Masu balansēšana
Kā aprakstīts iepriekš, dzinēja gludums ir atkarīgs no dzinēja konstrukcijas, cilindru skaita, cilindru palaišanas secības un palaišanas intervāla.
To ietekmi var ilustrēt ar piemēru par sešcilindru dzinēju, ko BMW ražo kā rindas dzinēju, lai gan tas aizņem vairāk vietas un ir darbietilpīgāks ražošanā. Atšķirību var saprast, salīdzinot rindas un V formas sešcilindru dzinēju masas balansēšanu.
Nākamajā attēlā parādīti inerces momenti BMW sešrindu dzinējam, 60° V6 dzinējam un 90° V6 dzinējam.
Atšķirība ir acīmredzama. Rindas sešcilindru dzinēja gadījumā masas kustības ir līdzsvarotas tādā mērā, ka viss dzinējs praktiski nekustas. V-veida sešcilindru dzinējiem, gluži pretēji, ir izteikta tendence kustēties, kas izpaužas nevienmērīgā darbībā.

Ķermeņa daļas
Dzinēja ķermeņa daļas izolējas no apkārtējās vides un uztver dažādus spēkus, kas rodas dzinēja darbības laikā.

Dzinēja korpusa daļas sastāv no galvenajām daļām, kas parādītas nākamajā attēlā. Blīves un skrūves ir nepieciešamas arī kartera uzdevumu veikšanai.

Galvenie mērķi:

• dzinēja darbības laikā radušos spēku uztvere;
• sadegšanas kameru, eļļas pannas un dzesēšanas apvalka blīvēšana;
• kloķa mehānisma un vārstu piedziņas, kā arī citu sastāvdaļu izvietojums.

Kloķa mehānisms
Kloķa mehānisms ir atbildīgs par spiediena, kas rodas degvielas un gaisa maisījuma sadegšanas laikā, pārvēršanu lietderīgā kustībā. Šajā gadījumā virzulis saņem taisnu paātrinājumu. Savienojošais stienis pārraida šo kustību uz kloķvārpstu, kas to pārvērš rotācijas kustībā.

Kloķa mehānisms ir funkcionāla grupa, kas pārvērš spiedienu sadegšanas kamerā kinētiskā enerģijā. Šajā gadījumā virzuļa turp un atpakaļ kustība pārvēršas kloķvārpstas rotācijas kustībā. Kloķa mehānisms ir optimāls risinājums darba jaudas, efektivitātes un tehniskās iespējas.

Protams, pastāv šādi tehniski ierobežojumi un dizaina prasības:

• ātruma ierobežojums inerces spēku dēļ;
• spēku nepastāvība darba cikla laikā;
• vērpes vibrāciju rašanās, kas rada slodzes uz transmisiju un kloķvārpstu;
• dažādu berzes virsmu mijiedarbība.

Vārstu piedziņa
Vārsta izpildmehānisms kontrolē uzlādes maiņu. Mūsdienu BMW dīzeļdzinējos tiek izmantots tikai gatavs vārstu vilciens ar četriem vārstiem uz cilindru. Kustības pārnešana uz vārstu tiek veikta caur stūmēja sviru.

Dzinējam periodiski jāpavada āra gaiss, kamēr tā radītās izplūdes gāzes jāizlaiž. Četrtaktu dzinēja gadījumā ārējā gaisa ieplūdi un izplūdes gāzu izplūdi sauc par lādiņa maiņu vai gāzes apmaiņu. Uzlādes maiņas procesā ieplūdes un izplūdes atveres periodiski tiek atvērtas un aizvērtas, izmantojot ieplūdes un izplūdes vārstus.
Pacelšanas vārsti tiek izmantoti kā ieplūdes un izplūdes vārsti. Vārsta kustību ilgumu un secību nodrošina sadales vārpsta.

Dizains
Vārsta izpildmehānisms sastāv no šādām daļām:

• sadales vārpstas;
• transmisijas elementi (stūmēju rullīšu sviras);
• vārsti (visa grupa);
• hidrauliskā vārsta klīrensa kompensācija (HVA), ja tā ir aprīkota;
• vārstu vadotnes ar vārstu atsperēm.

Nākamajā attēlā parādīta četru vārstu cilindra galvas (M47 dzinēja) konstrukcija ar sviru svirām un hidraulisko vārstu klīrensa kompensāciju.

Konstrukcijas
Vārsta izpildmehānisms ir pieejams dažādos dizainos. Tie atšķiras ar šādām iezīmēm:

• vārstu skaits un izvietojums;
• sadales vārpstu skaits un atrašanās vieta;
• metode kustības pārsūtīšanai uz vārstiem;
• vārstu atstarpes regulēšanas metode.

BMW dīzeļdzinējiem mūsdienās ir tikai četri vārsti uz cilindru un divas augšējās sadales vārpstas katrai cilindru blokam (dohc). BMW M21 / M41 / M51 dzinējiem bija tikai divi vārsti uz cilindru un viena sadales vārpsta katrai cilindru blokam (ohc).
Sadales vārpstas izciļņu kustības pārnešana uz vārstiem BMW dīzeļdzinējos tiek veikta ar rullīšu sviru svirām. Šajā gadījumā nepieciešamo atstarpi starp sadales vārpstas izciļņu un tā saukto izciļņa sekotāju (piemēram, stūmēja rullīšu sviru) nodrošina mehāniskā vai hidrauliskā vārsta atstarpes kompensācija (HVA).
Nākamajā attēlā parādītas M57 dzinēja vārsta izpildmehānisma daļas.

karteris

Bloku karteris, ko sauc arī par cilindru bloku, ietver cilindrus, dzesēšanas apvalku un piedziņas mehānisma karteri. Prasības un izaicinājumi, kas tiek izvirzīti karterim, ir augstas mūsdienu "Highttech" dzinēju sarežģītības dēļ. Tomēr kartera uzlabošana notiek tādā pašā tempā, jo īpaši tāpēc, ka daudzas jaunas vai uzlabotas sistēmas mijiedarbojas ar karteri.

Tālāk ir norādīti galvenie uzdevumi.

• Spēku un momentu uztvere
• Kloķa mehānisma novietojums
• Cilindru novietošana un pievienošana
• Kloķvārpstas gultņu atrašanās vieta
• Dzesēšanas šķidruma kanālu un eļļošanas sistēmas izvietojums
• Ventilācijas sistēmu integrācija
• Dažādu palīgierīču un pievienoto iekārtu stiprināšana
• Kartera dobuma blīvēšana

Šie uzdevumi rada dažādas un pārklājošas prasības attiecībā uz stiepes un spiedes izturību, lieci un vērpšanu. It īpaši:

• gāzu trieciena spēki, ko uztver cilindra galvas un kloķvārpstas gultņu vītņotie savienojumi;
• iekšējie inerces spēki (lieces spēki), kas rodas no inerces spēkiem rotācijas un svārstību laikā;
• iekšējie vērpes spēki (griešanās spēki) starp atsevišķiem cilindriem;
• kloķvārpstas griezes moments un līdz ar to dzinēja stiprinājumu reakcijas spēki;
• brīvie spēki un inerces momenti, kas rodas inerces spēku rezultātā vibrāciju laikā, ko uztver dzinēja stiprinājumi.

Dizains
Bloku kartera pamatforma kopš motorstory pirmsākumiem nav īpaši mainījusies. Izmaiņas dizainā skāra detaļas, piemēram, no cik daļām ir izgatavots karteris vai kā izgatavotas tā atsevišķas daļas. Dizainus var klasificēt atkarībā no izpildes:

• augšējā plāksne;
• galvenā gultņa gultnes laukums;
• cilindri.

Augšējā plāksne
Augšējo plāksni var izgatavot divos dažādos dizainos: slēgtā un atvērtā. Dizains ietekmē gan liešanas procesu, gan kartera stingrību.
Slēgtajā versijā kartera augšējā plāksne ir pilnībā aizvērta ap cilindru.
Ir caurumi un kanāli eļļas padevei zem spiediena, eļļas, dzesēšanas šķidruma novadīšanai, kartera ventilācijai un cilindra galvas vītņotiem savienojumiem.
Dzesēšanas šķidruma caurumi savieno ūdens apvalku, kas ieskauj cilindru, ar ūdens apvalku cilindra galvā.
Šai konstrukcijai ir trūkumi attiecībā uz cilindra dzesēšanu TDC zonā. Slēgtās versijas priekšrocība salīdzinājumā ar atvērto versiju ir augstāka augšējās plāksnes stingrība un līdz ar to mazāka plāksnes deformācija, mazāka cilindru pārvietošanās un labāka akustika.
Atvērtajā dizainā ūdens apvalks, kas ieskauj cilindru, ir atvērts augšpusē. Tas uzlabo cilindru dzesēšanu augšpusē. Mazāku stingrību pašlaik kompensē metāla galvas blīves izmantošana.

2. att. - M57TU2 dzinēja augšējās plāksnes slēgtā versija BMW dīzeļdzinēju karteri ir izgatavoti no pelēkā čuguna. Sākot ar dzinējiem M57TU2 un U67TU, karteris ir izgatavots no augstas stiprības alumīnija sakausējuma.

BMW dīzeļdzinēji izmanto slēgtu plākšņu dizainu. Galvenā gultņu gultnes zona
Galvenās gultņa gultnes laukuma konstrukcijai ir īpaša nozīme, jo šajā vietā tiek uztverti spēki, kas iedarbojas uz kloķvārpstas gultni.
Versijas atšķiras ar kartera un eļļas pannas atdalīšanas plakni un galveno gultņu vāciņu dizainu.
Atdalīšanas plaknes versijas:

• eļļas pannas atloks kloķvārpstas centrā;
• eļļas pannas atloku zem kloķvārpstas centra.

Galvenie gultņu vāciņu modeļi:
• atsevišķi galveno gultņu vāciņi;
• integrācija vienā rāmja struktūrā.

Galvenā gultņa gulta
Gultņa gultne ir kloķvārpstas atbalsta augšējā daļa karterī. Gultņu gultnes vienmēr ir integrētas kartera liešanā.
Gultņu gultņu skaits ir atkarīgs no dzinēja konstrukcijas, galvenokārt no cilindru skaita un to atrašanās vietas. Mūsdienās vibrāciju samazināšanas nolūkos tiek izmantots maksimālais kloķvārpstas galveno gultņu skaits. Maksimālais skaits nozīmē, ka pie katra kloķvārpstas līkuma atrodas galvenais gultnis.
Kad dzinējs darbojas, gāze kartera dobumā pastāvīgi kustas. Virzuļu kustības iedarbojas uz gāzi kā sūkņi. Lai samazinātu zaudējumus šim darbam, daudziem dzinējiem mūsdienās ir caurumi gultņu gultnēs. Tas atvieglo spiediena izlīdzināšanu visā karterī.

Kartera sadalītā plakne

Kartera un eļļas pannas atdalīšanas plakne veido eļļas pannas atloku. Ir divi dizaini. Pirmajā gadījumā atdalīšanas plakne atrodas kloķvārpstas centrā. Tā kā šī konstrukcija ir ekonomiska ražošanā, bet tai ir būtiski trūkumi stingrības un akustikas ziņā, to neizmanto BMW dīzeļdzinējos.
Ar otro dizainu (IN) eļļas pannas atloks atrodas zem kloķvārpstas centra. Tajā pašā laikā izšķir karteri ar pazeminātām sienām un karteri
ar augšējo un apakšējo daļu, pēdējo sauc par pamatnes konstrukciju (AR). BMW dīzeļdzinējiem ir karteris ar pazeminātām sienām.

M67 dzinējs izmanto arī pazeminātu sienas dizainu. Tas nodrošina augstu dinamisko stingrību un labu akustiku. Tērauda tilts samazina slodzi uz gultņa vāciņa skrūvēm un vēl vairāk pastiprina galvenās gultņa pamatnes laukumu.

6. att. – atbalsta sijas koncepcija

Atbalsta sijas koncepcija
Lai sasniegtu augstu dinamisko stingrību, BMW dīzeļdzinēju karteri ir veidoti pēc atbalsta sijas principa. Ar šo konstrukciju kartera sienās tiek ielieti horizontālie un vertikālie kastes profila elementi. Turklāt karterim ir pazeminātas sienas, kas stiepjas līdz 60 mm zem kloķvārpstas centra un beidzas ar plakni eļļas pannas montāžai.

galvenais gultņa vāciņš
Galvenie gultņu vāciņi ir kloķvārpstas gultņu apakšdaļa. Kartera ražošanā gultņu un galveno gultņu vāciņi tiek apstrādāti kopā. Tāpēc ir nepieciešams to fiksēts novietojums vienam pret otru. To parasti veic, izmantojot centrēšanas uzmavas vai virsmas, kas izgatavotas gultu sānos. Ja karteris un galvenie gultņu vāciņi ir izgatavoti no viena materiāla, vāciņus var izgatavot, izmantojot sadalīšanas metodi.
Atdalot galveno gultņa vāciņu ar laušanas metodi, veidojas precīza lūšanas virsma. Šī virsmas struktūra precīzi centrē galveno gultņa vāciņu, kad tā ir uzstādīta uz gultas. Papildu virsmas apstrāde nav nepieciešama.

Vēl viena precīzas pozicionēšanas iespēja ir gultas virsmu un galvenā gultņa vāciņa caurumošana.
Šī fiksācija nodrošina absolūti vienmērīgu pāreju starp gultni un vāciņu galvenajā gultņa atverē pēc atkārtotas montāžas.

8. att. — M67TU dzinēja galvenā gultņa vāciņa virsmas apzīmogošana
1 galvenais gultņa vāciņš
2 Galvenā gultņa vāciņa virsmas caurumošana
3 Galvenās gultņa gultas virsmas pārošanās forma
4 Galvenā gultņa gulta

Kad virsma ir apzīmogota, galvenais gultņa vāciņš saņem noteiktu profilu. Pirmoreiz pievelkot galvenās gultņa vāciņa skrūves, šis profils tiek uzdrukāts uz gultas virsmas un nodrošina, ka nav kustības šķērsvirzienā un garenvirzienā.
Galvenie gultņu vāciņi gandrīz vienmēr ir izgatavoti no pelēkā čuguna. Vispārēja apstrāde ar alumīnija karteri, lai arī tā ir prasīga, mūsdienās ir izplatīta liela apjoma ražošanā. Alumīnija kartera kombinācija ar pelēkā čuguna galvenajiem gultņu vāciņiem sniedz noteiktas priekšrocības. Pelēkā čuguna zemais termiskās izplešanās koeficients ierobežo kloķvārpstas darbības attālumus. Kopā ar pelēkā čuguna augsto stingrību tas samazina troksni galvenā gultņa gultnes zonā.

Cilindrs un virzulis veido sadegšanas kameru. Virzulis tiek ievietots cilindra čaulā. Gludā, mehāniski apstrādātā cilindra čaulas virsma kopā ar virzuļa gredzeniem nodrošina efektīvu blīvējumu. Turklāt cilindrs izdala siltumu karterim vai tieši dzesēšanas šķidrumam. Cilindru konstrukcijas atšķiras atkarībā no izmantotā materiāla:

• monometāla konstrukcija (cilindru čaula un karteris ir izgatavoti no viena materiāla);
• ievietošanas tehnoloģija (cilindru čaula un karteris ir izgatavoti no dažādiem materiāliem fiziski savienoti);
• savienojuma tehnoloģija (cilindru uzlika un karteris izgatavoti no dažādiem materiāliem, savienots metāls).

Monometāliskā konstrukcija
Ar monometāla konstrukciju cilindrs ir izgatavots no tā paša materiāla kā karteris. Pirmkārt, pelēkā čuguna karteris un AISi karteris tiek ražoti pēc monometāla konstrukcijas principa. Nepieciešamā virsmas kvalitāte tiek sasniegta ar atkārtotu apstrādi. BMW dīzeļdzinējiem ir tikai karteri monometāla konstrukcijā, kas izgatavoti no pelēkā čuguna, jo maksimālais aizdedzes spiediens ir līdz 180 bāriem.

Ievietojiet tehnoloģiju
Kartera materiāls ne vienmēr atbilst cilindram izvirzītajām prasībām. Tāpēc bieži vien cilindrs ir izgatavots no cita materiāla, parasti kombinācijā ar alumīnija karteri. Izšķir cilindru čaulas:

1. saskaņā ar kartera savienošanas metodi ar uzmavu

• integrēta lēšanā
• nospiests
• gofrēts
• iespraust.

2. saskaņā ar darbības principu karterī

• slapjš un
• sauss

3. pēc materiāla

• pelēkais čuguns vai
• alumīnija

Mitrās cilindru čaulas ir tiešā saskarē ar ūdens apvalku, t.i., cilindru čaulas un izlietais karteris veido ūdens apvalku. Ūdens apvalks ar sausām cilindru starplikām ir pilnībā izlietā karterī - līdzīgi kā monometāla dizainā. Cilindra čaulītei nav tieša kontakta ar ūdens apvalku.

9. att. - Sausās un slapjās cilindru uzlikas
A Cilindrs ar sausu uzmavu
IN Slapjā čaulas cilindrs
1 karteris
2 Cilindra čaula
3 Ūdens jaka

Mitrām cilindru čaulām ir priekšrocības siltuma pārneses ziņā, savukārt sausajām čaulām ir priekšrocības ražošanas un apstrādes jaudas ziņā. Parasti balonu starpliku ražošanas izmaksas tiek samazinātas ar lielu daudzumu. Pelēkās čuguna uzlikas gan M57TU2, gan M67TU dzinējiem ir termiski apstrādātas.

Savienojuma tehnoloģija
Vēl viena iespēja izgatavot cilindrisku spoguli ar alumīnija karteri ir savienojuma tehnoloģija. Arī šajā gadījumā balonu starplikas tiek ievietotas liešanas laikā. Protams, to veic, izmantojot īpašu procesu (piemēram, zem augsta spiediena), tā saukto intermetālisko savienojumu ar karteri. Tādējādi cilindra spogulis un karteris nav atdalāmi. Šī tehnoloģija ierobežo liešanas procesu izmantošanu un līdz ar to arī kartera dizainu. BMW dīzeļdzinēji pašlaik neizmanto šo tehnoloģiju.

Apstrādes cilindru spoguļi
Cilindra urbums ir virzuļa un virzuļa gredzenu bīdāmā un blīvējošā virsma. Cilindra spoguļa virsmas kvalitāte ir izšķiroša, veidojot un sadalot eļļas plēvi starp saskarē esošajām daļām. Tāpēc cilindra sienas raupjums lielā mērā ir atbildīgs par eļļas patēriņu un dzinēja nodilumu. Cilindra spoguļa galīgā apstrāde tiek veikta ar slīpēšanu. Honēšana - virsmas pulēšana ar kombinētu griezējinstrumenta rotācijas un turpgaitas kustību palīdzību. Tādā veidā tiek iegūta ārkārtīgi maza cilindra formas novirze un vienmērīgi zems virsmas raupjums. Apstrādei ir jābūt saudzīgai pret materiālu, lai izvairītos no šķembu, nevienmērīgām pārejām un urbumiem.

materiāliem

Pat tagad karteris ir viena no smagākajām visas automašīnas daļām. Un tas ieņem viskritiskāko vietu braukšanas dinamikai: vietu virs priekšējās ass. Tāpēc tieši šeit tiek mēģināts pilnībā izmantot masas samazināšanas potenciālu. Pelēkais čuguns, kas gadu desmitiem izmantots kā kartera materiāls, BMW dīzeļdzinējos arvien biežāk tiek aizstāts ar alumīnija sakausējumiem. Tas ļauj ievērojami samazināt svaru. M57TU dzinējā tas ir 22 kg.
Taču masas priekšrocība nav vienīgā atšķirība, kas rodas, apstrādājot un izmantojot citu materiālu. Mainās arī akustika, pretkorozijas īpašības, ražošanas apstrādes prasības un pakalpojumu apjomi.

Pelēks čuguns
Čuguns ir dzelzs sakausējums, kurā ir vairāk nekā 2% oglekļa un vairāk nekā 1,5% silīcija. Pelēkais čuguns satur lieko oglekli grafīta veidā.
BMW dīzeļdzinēju karteriem ir izmantots un tiek izmantots čuguns ar lamelāro grafītu, kas savu nosaukumu ieguvis no grafīta atrašanās vietas tajā. Citas sakausējuma sastāvdaļas ir mangāns, sērs un fosfors ļoti mazos daudzumos.
Jau no paša sākuma čuguns tika piedāvāts kā materiāls sērijveida dzinēju bloku karteriem, jo ​​šis materiāls nav dārgs, to vienkārši apstrādā un tam ir nepieciešamās īpašības. Vieglie sakausējumi ilgu laiku nevarēja izpildīt šīs prasības. BMW savos dzinējos izmanto lamelāro grafīta čugunu tā īpaši labvēlīgo īpašību dēļ.
Proti:

• laba siltumvadītspēja;
• labas stiprības īpašības;
• vienkārša apstrāde;
• labas liešanas īpašības;
• ļoti laba amortizācija.

Izcila amortizācija ir viena no pārslveida grafīta čuguna pazīmēm. Tas nozīmē spēju uztvert vibrācijas un tās slāpēt iekšējās berzes dēļ. Pateicoties tam, ievērojami uzlabojas dzinēja vibrācijas un akustiskās īpašības.
Labas īpašības, izturība un viegla apstrāde padara pelēkā čuguna karteri konkurētspējīgu mūsdienās. Pateicoties lielajai izturībai, M benzīna dzinēji un dīzeļdzinēji joprojām tiek ražoti ar pelēkā čuguna karteriem. Palielinot prasības vieglā automobiļa dzinēja masai, nākotnē varēs izpildīt tikai vieglos sakausējumus.

Alumīnija sakausējumi
Alumīnija sakausējuma karteri BMW dīzeļdzinējiem joprojām ir salīdzinoši jauns. Pirmie jaunās paaudzes pārstāvji ir M57TU2 un M67TU dzinēji.
Alumīnija sakausējumu blīvums ir aptuveni trešdaļa salīdzinājumā ar pelēko čugunu. Taču tas nenozīmē, ka masas priekšrocības ir vienādas, jo mazākas stiprības dēļ šāds bloka karteris ir jāpadara masīvāks.

Citas alumīnija sakausējumu īpašības:

• laba siltumvadītspēja;
• laba ķīmiskā izturība;
• labas stiprības īpašības;
• vienkārša apstrāde.

Tīrs alumīnijs nav piemērots kartera liešanai, jo tam nav pietiekami labas izturības īpašības. Atšķirībā no pelēkā čuguna, galvenās leģējošās sastāvdaļas šeit tiek pievienotas salīdzinoši lielos daudzumos.

Sakausējumus iedala četrās grupās atkarībā no dominējošās leģējošās piedevas.
Šīs piedevas:

• silīcijs (Si);
• varš (Ci);
• magnijs (Md);
• cinks (Zn).

AlSi sakausējumi tiek izmantoti tikai BMW dīzeļdzinēju alumīnija karteriem. Tos uzlabo ar nelielām vara vai magnija piedevām.
Silīcijam ir pozitīva ietekme uz sakausējuma izturību. Ja sastāvdaļa ir lielāka par 12%, tad ar īpašu apstrādi var iegūt ļoti augstu virsmas cietību, lai gan griešana būs sarežģīta. Aptuveni 12% notiek izcilas liešanas īpašības.
Vara pievienošana (2-4%) var uzlabot sakausējuma liešanas īpašības, ja silīcija saturs ir mazāks par 12%.
Neliela magnija pievienošana (0,2-0,5%) ievērojami palielina stiprības vērtības.
Abos BMW dīzeļdzinējos izmantots AISi7MgCuO.5 alumīnija sakausējums. Materiālu BMW jau izmantojis dīzeļdzinēju cilindru galvām.
Kā redzams no apzīmējuma AISL7MgCuO.5, šis sakausējums satur 7% silīcija un 0,5% vara.
Tam ir augsta dinamiskā izturība. Citas pozitīvas īpašības ir labas liešanas īpašības un elastība. Tiesa, tas neļauj sasniegt pietiekami nodilumizturīgu virsmu, kas nepieciešama cilindriskajam spogulim. Tāpēc karteri, kas izgatavoti no AISI7MgCuO,5, ir jāizgatavo ar cilindru ieliktņiem (skat. nodaļu "Cilindri").

Tabulas pārskats

Galvenā informācija
Samontētā cilindra galva nosaka veiktspējas raksturlielumus, piemēram, jaudu, griezes momentu un emisijas, degvielas patēriņu un akustiku, kā neviena cita dzinēja funkcionālā grupa. Gandrīz viss gāzes sadales mehānisms atrodas cilindra galvā.
Attiecīgi uzdevumi, kas jāatrisina cilindra galvai, ir arī plaši:

• spēku uztvere;
• vārsta piedziņas izvietojums;
• kanālu izvietošana maksas maiņai;
• kvēlsveču novietošana;
• sprauslu novietošana;
• dzesēšanas šķidruma kanālu un eļļošanas sistēmu izvietošana;
• cilindra ierobežošana no augšas;
• siltuma izkliede dzesēšanas šķidrumā;
• palīgiekārtu un pievienoto iekārtu un sensoru stiprināšana.

No uzdevumiem izriet šādas slodzes:
• gāzu ietekmes spēki, ko uztver cilindra galvas vītņotie savienojumi;
• sadales vārpstu griezes moments;
• spēkus, kas rodas sadales vārpstas gultņos.

Injekcijas procesi
Dīzeļdzinējos atkarībā no sadegšanas kameras konstrukcijas un izkārtojuma izšķir tiešo un netiešo iesmidzināšanu. Turklāt netiešās injekcijas gadījumā savukārt izšķir virpuļkameru un senču maisījuma veidojumu.

Pirmskameras sajaukšana

Priekškamera atrodas centrā attiecībā pret galveno sadegšanas kameru. Pirmssadegšanas degviela tiek iesmidzināta šajā priekškamerā. Galvenā sadegšana notiek ar zināmu pašaizdegšanās aizkavi galvenajā kamerā. Priekškamera ir savienota ar galveno kameru ar vairākiem caurumiem.
Degvielu iesmidzina ar inžektora palīdzību, kas nodrošina pakāpenisku degvielas iesmidzināšanu aptuveni 300 bāru spiedienā. Atstarojošā virsma kameras centrā pārtrauc degvielas strūklu un sajaucas ar gaisu. Tādējādi atstarojošā virsma veicina ātru maisījuma veidošanos un gaisa kustības racionalizāciju.

Šīs tehnoloģijas trūkums ir lielā priekškameru dzesēšanas virsma. Saspiestais gaiss atdziest salīdzinoši ātri. Tāpēc šādi dzinēji tiek iedarbināti bez kvēlsveču palīdzības, kā likums, tikai pie dzesēšanas šķidruma temperatūras vismaz 50 ° C.
Pateicoties divpakāpju sadegšanai (vispirms priekškamerā un pēc tam galvenajā kamerā), sadegšana notiek maigi un gandrīz pilnībā ar salīdzinoši vienmērīgu dzinēja darbību. Šāds dzinējs nodrošina samazinātu kaitīgo vielu izmešu daudzumu, bet tajā pašā laikā attīsta mazāku jaudu, salīdzinot ar tiešās iesmidzināšanas dzinēju.

Vortex kameras sajaukšana
Virpuļkameras injekcija, tāpat kā senču dimensijas injekcija, ir netiešās injekcijas variants.
Virpuļkamera ir veidota lodītes formā un atrodas atsevišķi uz galvenās sadegšanas kameras malas. Galvenā sadegšanas kamera un virpuļkamera ir savienotas ar taisnu tangenciālu kanālu. Tangenciāli virzītais taisnais kanāls, kad tas ir saspiests, rada spēcīgu gaisa turbulenci. Dīzeļdegviela tiek piegādāta caur sprauslu, kas nodrošina pakāpenisku iesmidzināšanu. Sprauslas atvēršanas spiediens, kas nodrošina pakāpenisku degvielas iesmidzināšanu, ir 100-150 bāri. Kad tiek iesmidzināts smalki izsmidzināts degvielas mākonis, maisījums tiek daļēji aizdedzināts un attīsta pilnu jaudu galvenajā sadegšanas kamerā. Virpuļkameras dizains, kā arī sprauslas un kvēlsveces atrašanās vieta ir faktori, kas nosaka degšanas kvalitāti.
Tas nozīmē, ka degšana sākas sfēriskā virpuļkamerā un beidzas galvenajā sadegšanas kamerā. Dzinēja iedarbināšanai ir nepieciešamas kvēlsveces, jo starp sadegšanas kameru un virpuļkameru ir liela virsma, kas veicina ātru ieplūdes gaisa atdzišanu.
Pirmais sērijveidā ražotais BMW M21D24 dīzeļdzinējs darbojas pēc virpuļkameras sajaukšanas principa.

tiešā injekcija
Šī tehnoloģija novērš sadegšanas kameras atdalīšanu. Tas nozīmē, ka ar tiešu iesmidzināšanu blakus kamerā netiek sagatavots darba maisījums. Degvielu iesmidzina ar sprauslu tieši sadegšanas kamerā virs virzuļa.
Atšķirībā no netiešās iesmidzināšanas tiek izmantotas vairāku strūklu sprauslas. To strūklas ir jāoptimizē un jāpielāgo sadegšanas kameras konstrukcijai. Iesmidzināto strūklu augstā spiediena dēļ notiek momentāna sadegšana, kas agrākajos modeļos izraisīja skaļu dzinēja darbību. Taču šāda sadegšana atbrīvo vairāk enerģijas, ko pēc tam var izmantot efektīvāk. Tas samazina degvielas patēriņu. Tiešā iesmidzināšana prasa lielāku iesmidzināšanas spiedienu un līdz ar to sarežģītāku iesmidzināšanas sistēmu.
Temperatūrā, kas zemāka par 0 °C, parasti priekšsildīšana nav nepieciešama, jo siltuma zudumi caur sienām vienas sadegšanas kameras dēļ ir ievērojami mazāki nekā dzinējos ar blakus esošām sadegšanas kamerām.

Dizains
Dzinēju uzlabošanas procesā ir ļoti mainījies cilindru galvu dizains. Cilindra galvas forma ir ļoti atkarīga no tajā iekļautajām daļām.

Pamatā cilindra galvas formu ietekmē šādi faktori:

• vārstu skaits un izvietojums;
• sadales vārpstu skaits un izvietojums;
• kvēlsveču novietojums;
• sprauslas stāvoklis;
• lādiņa maiņas kanālu forma.

Vēl viena prasība cilindra galvai ir pēc iespējas kompaktāka.
Cilindra galvas formu galvenokārt nosaka vārsta piedziņas koncepcija. Lai nodrošinātu augstu dzinēja jaudu, zemu izmešu daudzumu un zemu degvielas patēriņu, ja iespējams, ir nepieciešama efektīva un elastīga uzlādes maiņa un augsta cilindru uzpildes pakāpe. Iepriekš, lai optimizētu šīs īpašības, tika veiktas šādas darbības:

• vārstu augšējais izvietojums;
• augšējā sadales vārpsta;
• 4 vārsti uz cilindru.

Ieplūdes un izplūdes atveru īpašā forma arī uzlabo uzlādes apmaiņu. Pamatā cilindru galviņas izšķir pēc šādiem kritērijiem:

• detaļu skaits;
• vārstu skaits;
• dzesēšanas koncepcija.

Šajā brīdī vēlreiz jāpiemin, ka tikai cilindra galva šeit tiek uzskatīta par atsevišķu daļu. Sarežģītības un lielās atkarības no nosauktajām daļām dēļ to bieži raksturo kā vienu funkcionālu grupu. Papildu tēmas var atrast attiecīgajās nodaļās.

Daļu skaits
Cilindra galvu sauc par viengabalainu, ja tā sastāv tikai no viena liela lējuma. Šeit nav ietvertas mazas detaļas, piemēram, sadales vārpstas gultņu vāciņi. Daudzdaļīgas cilindru galvas tiek montētas no vairākām atsevišķām daļām. Izplatīts piemērs tam ir cilindru galvas ar pieskrūvētiem sadales vārpstas fiksatoriem. Tomēr pašlaik BMW dīzeļdzinējos tiek izmantotas tikai viengabala cilindru galvas.

15. att. - galviņu ar diviem un četriem vārstiem salīdzinājums
A Cilindra galva ar diviem vārstiem
IN Cilindra galva ar četriem vārstiem
1- Sadegšanas kameras vāks
2- vārsti
3- Tiešais kanāls (virpuļkameras sajaukšana ar diviem vārstiem)
4- Kvēlsveces pozīcija (4 vārsti)
5- Inžektora pozīcija (tiešā iesmidzināšana ar četriem vārstiem)

Vārstu skaits
Agrīniem četrtaktu dīzeļdzinējiem bija divi vārsti uz cilindru. Viens izplūdes un viens ieplūdes vārsts. Pateicoties izplūdes gāzu turbokompresora uzstādīšanai, tika iegūts labs cilindru piepildījums pat ar 2 vārstiem. Taču jau vairākus gadus visiem dīzeļdzinējiem ir četri vārsti uz cilindru. Salīdzinot ar diviem vārstiem, tas nodrošina lielāku kopējo vārsta laukumu un tādējādi labāku plūsmas laukumu. Četri vārsti uz cilindru arī ļauj sprauslu novietot centrā. Šī kombinācija ir nepieciešama, lai nodrošinātu lielu jaudu ar zemu izplūdes gāzu emisiju.
16. att. - M57 dzinēja virpuļkanāls un uzpildes kanāls
1- izejas kanāls
2- izplūdes vārsti
3- virpuļkanāls
4- Uzgalis
5- ieplūdes vārsti
6- Aizpildīšanas kanāls
7- virpuļvārsts
8- kvēlsvece

Virpuļkanālā tiek pagriezts ienākošais gaiss, lai nodrošinātu labu maisījuma veidošanos pie zemiem dzinēja apgriezieniem.
Caur tangenciālo kanālu gaiss var brīvi ieplūst taisnā līnijā sadegšanas kamerā. Tas uzlabo cilindru piepildījumu, it īpaši lielā ātrumā. Dažkārt tiek uzstādīts virpuļvārsts, lai kontrolētu balonu piepildījumu. Tas aizver tangenciālo kanālu pie maziem ātrumiem (spēcīgs virpuļojums) un vienmērīgi atver to lielā ātrumā (labs pildījums).
Mūsdienu BMW dīzeļdzinēju cilindra galva ietver virpuļkanālu un uzpildes kanālu, kā arī centrāli novietotu sprauslu.

• Abu veidu kombinācija

Šķērsplūsmas dzesēšanā dzesēšanas šķidrums plūst no izplūdes atveres karstās puses uz ieplūdes auksto pusi. Tā priekšrocība ir vienmērīga siltuma sadale visā cilindra galvā. Turpretim ar gareniskās plūsmas dzesēšanu dzesēšanas šķidrums plūst pa cilindra galvas asi, t.i., no priekšpuses uz jūgvārpstas pusi vai otrādi. Dzesēšanas šķidrums uzsilst arvien vairāk, pārvietojoties no cilindra uz cilindru, kas nozīmē ļoti nevienmērīgu siltuma sadalījumu. Turklāt tas nozīmē spiediena kritumu dzesēšanas kontūrā.
Abu veidu kombinācija nevar novērst gareniskās plūsmas dzesēšanas trūkumus. Tāpēc BMW dīzeļdzinēji izmanto tikai šķērsplūsmas dzesēšanu.

• noslēdz cilindra galvu no augšas;
• samazina motora radīto troksni;
• izvada kartera gāzes no kartera;
• eļļas atdalīšanas sistēmas atrašanās vieta

• kartera ventilācijas spiediena regulēšanas vārsta novietošana;
• sensoru izvietošana;
• cauruļvadu izvadu izvietošana.

Cilindra galvas blīve
Cilindra galvas blīve (ZKD) jebkurā iekšdedzes dzinējā neatkarīgi no tā, vai tas ir benzīns vai dīzelis, ir ļoti svarīga sastāvdaļa. Tas ir pakļauts ārkārtējai termiskai un mehāniskai slodzei.

ZKD funkcijas ietver četru vielu izolēšanu viena no otras:

• kurināmā degšana sadegšanas kamerā
• atmosfēras gaiss
• eļļa eļļas kanālos
• dzesēšanas šķidrums

Blīvējuma blīves galvenokārt iedala mīkstās un metāla.

Mīkstie blīvējumi
Šāda veida blīves ir izgatavotas no mīkstiem materiāliem, bet tām ir metāla rāmis vai nesošā plāksne. Uz šīs plāksnes abās pusēs tiek turēti mīksti spilventiņi. Mīkstajiem rokturiem bieži ir uzklāts plastmasas pārklājums. Šī konstrukcija ļauj tai izturēt slodzi, kam parasti tiek pakļautas cilindra galvas blīves. Caurumiem ZKD, kas ved uz sadegšanas kameru, slodžu dēļ ir metāla apmales. Dzesēšanas šķidruma un eļļas kanālu stabilizēšanai bieži izmanto elastomēra pārklājumus.

Metāla blīves
Metāla blīves tiek izmantotas dzinējos, kas darbojas ar lielu slodzi. Šādas blīves ietver vairākas tērauda plāksnes. Metāla starpliku galvenā iezīme ir tāda, ka blīvējums tiek veikts galvenokārt gofrēto plākšņu un aizbāžņu dēļ, kas atrodas starp atsperu tērauda plāksnēm. ZKD deformācijas īpašības ļauj tam, pirmkārt, optimāli atrasties cilindra galvas apgabalā un, otrkārt, lielā mērā kompensēt deformāciju, pateicoties elastībai. Šāda elastīga atjaunošanās notiek termisko un mehānisko slodžu dēļ.

Nepieciešamā ZKD biezumu nosaka virzuļa vainaga izvirzījums attiecībā pret cilindru. Izšķirošā ir lielākā vērtība, kas izmērīta visos cilindros. Ir pieejami trīs cilindra galvas blīves biezumi.
Starpliku biezuma atšķirību nosaka starpslāņa biezums. Sīkāku informāciju par virzuļa vainaga projekciju skatiet TIS.

eļļas panna

Eļļas tvertne kalpo kā motoreļļas rezervuārs. Tas ir izgatavots no alumīnija liešanas vai dubultās tērauda loksnes.

Vispārīgas piezīmes
Eļļas panna aizver motora karteri no apakšas. BMW dīzeļdzinējiem eļļas pannas atloks vienmēr atrodas zem kloķvārpstas centra. Eļļas panna veic šādus uzdevumus:

• kalpo kā rezervuārs motoreļļai un
• savāc iztukšojošo motoreļļu;
• aizver karteri no apakšas;
• ir dzinēja un dažreiz arī pārnesumkārbas stiprināšanas elements;
• kalpo kā sensoru uzstādīšanas vieta un
• virzošā caurule eļļas mērstieni;
• šeit ir eļļas iztukšošanas aizbāznis;
• samazina motora troksni.

Kā blīvējums ir uzstādīts tērauda blīvējums. Agrāk uzstādītie spraudņu blīvējumi ir sarukuši, kas var novest pie vaļīgām vītnēm.
Lai nodrošinātu tērauda blīves darbību, tās uzstādīšanas laikā eļļa nedrīkst nokļūt uz gumijas virsmām. Noteiktos apstākļos blīvējums var noslīdēt no blīvējuma virsmas. Tāpēc atloku virsmas ir jānotīra tieši pirms uzstādīšanas. Turklāt ir jānodrošina, lai eļļa nepilētu no dzinēja un nenokļūtu uz atloku virsmām un blīves.

kartera ventilācija

Ekspluatācijas laikā kartera dobumā veidojas partera gāzes, kas ir jānoņem, lai novērstu eļļas noplūdi hermetizēto virsmu vietās pārmērīga spiediena ietekmē. Savienojums ar tīru gaisa cauruli, kam ir zemāks spiediens, pārtrauc ventilāciju. Mūsdienu dzinējos ventilācijas sistēmu kontrolē spiediena regulēšanas vārsts. Eļļas separators attīra kartera gāzes no eļļas, un tā pa izplūdes cauruli atgriežas eļļas tvertnē.

Vispārīgas piezīmes
Kad dzinējs darbojas, spiediena starpības dēļ karterī no cilindra ieplūst kartera gāzes.
Pārpūšamās gāzes satur nesadegušo degvielu un visas izplūdes gāzu sastāvdaļas. Kartera dobumā tie sajaucas ar motoreļļu, kas tur atrodas eļļas miglas veidā.
Kartera gāzu daudzums ir atkarīgs no slodzes. Kartera dobumā rodas pārmērīgs spiediens, kas ir atkarīgs no virzuļa kustības un kloķvārpstas ātruma. Šis pārspiediens veidojas visos ar kartera dobumu saistītajos dobumos (piem., eļļas iztukšošanas līnijā, laika regulēšanas korpusā utt.), un tas var izraisīt eļļas noplūdi pie blīvēm.
Lai to novērstu, tika izstrādāta kartera ventilācijas sistēma. Sākumā kartera gāzes, kas sajauktas ar motoreļļu, tika vienkārši izmestas atmosfērā. Vides apsvērumu dēļ kartera ventilācijas sistēmas tiek izmantotas jau ilgu laiku.
Kartera ventilācijas sistēma no motoreļļas atdalītās kartera gāzes novirza ieplūdes kolektorā, bet motoreļļas pilienus caur eļļas iztukšošanas cauruli – eļļas tvertnē. Turklāt kartera ventilācijas sistēma nodrošina, ka karterī neveidojas pārmērīgs spiediens.

Neregulēta kartera ventilācija
Neregulētas kartera ventilācijas gadījumā ar eļļu sajauktās kartera gāzes tiek izvadītas ar vakuumu pie lielākajiem dzinēja apgriezieniem. Šis vakuums tiek izveidots, kad tas ir savienots ar ieplūdi. No turienes maisījums nonāk eļļas separatorā. Ir atdalītas kartera gāzes un motoreļļa.
BMW dīzeļdzinējos ar neregulējamu kartera ventilāciju atdalīšana tiek veikta, izmantojot stiepļu sietu. “Attīrītās” kartera gāzes tiek izvadītas uz dzinēja ieplūdes kolektoru, savukārt dzinēja eļļa atgriežas eļļas tvertnē (kloķvārpstas eļļas blīvslēgi, eļļas kartera atloka blīve u.c.) Nefiltrēts gaiss iekļūst dzinējā, kā rezultātā eļļa noveco un veidojas nosēdumi. .

Regulējama kartera ventilācija
M51TU dzinējs bija pirmais BMW dīzeļdzinējs, kam bija mainīga kartera ventilācijas sistēma.
BMW dīzeļdzinējus ar maināmu kartera ventilāciju eļļas atdalīšanai var aprīkot ar ciklonisku, labirinta vai sieta eļļas separatoru.
Kontrolētas kartera ventilācijas gadījumā kartera dobums ir savienots ar tīrā gaisa cauruļvadu aiz gaisa filtra, izmantojot šādas sastāvdaļas:

• ventilācijas kanāls;
• nomierinoša kamera;
• kartera gāzes kanāls;
• eļļas separators;
• spiediena kontroles vārsts.

23. att. - M47 dzinēja eļļas separators
1- Neapstrādātas kartera gāzes
2- Ciklona eļļas separators
3- Tīkla eļļas separators
4- Spiediena regulēšanas vārsts
5- Gaisa filtrs
6- Kanāls gaisa cauruļvada attīrīšanai
7- Šļūtene gaisa kanāla tīrīšanai
8- Tīrs gaisa cauruļvads

Izplūdes gāzu turbokompresora darbības dēļ tīrā gaisa cauruļvadā ir vakuums.
Spiediena starpības attiecībā pret karteri ietekmē kartera gāzes nonāk cilindra galvā un vispirms tur nonāk klusēšanas kamerā.
Amortizācijas kamera tiek izmantota, lai nodrošinātu, ka izsmidzinātā eļļa, piemēram, caur sadales vārpstām, nonāk kartera ventilācijas sistēmā. Ja eļļas atdalīšana tiek veikta, izmantojot labirintu, klusēšanas kameras uzdevums ir novērst kartera gāzu svārstības. Tas novērsīs membrānas uzbudinājumu spiediena regulēšanas vārstā. Dzinējiem ar ciklona eļļas separatoru šīs svārstības ir diezgan pieņemamas, jo tas palielina eļļas atdalīšanas efektivitāti. Pēc tam gāzi nostādina ciklona eļļas separatorā. Tāpēc šeit klusēšanas kamerai ir atšķirīgs dizains nekā labirinta eļļas atdalīšanas gadījumā.
Kartera gāzes caur padeves līniju nonāk eļļas separatorā, kur tiek atdalīta motoreļļa. Atdalītā motoreļļa ieplūst atpakaļ eļļas tvertnē. Iztīrītās kartera gāzes nepārtraukti tiek padotas caur spiediena regulēšanas vārstu tīrā gaisa līnijā pirms izplūdes gāzu turbokompresora.Mūsdienu BMW dīzeļdzinēji ir aprīkoti ar 2-komponentu eļļas separatoriem. Vispirms tiek veikta sākotnējā eļļas atdalīšana, izmantojot ciklona eļļas separatoru, un pēc tam galīgā eļļas atdalīšana tiek veikta nākamajā režģa eļļas separatorā. Gandrīz visiem mūsdienu BMW dīzeļdzinējiem ir abi eļļas separatori vienā korpusā. Izņēmums ir M67 dzinējs. Šeit eļļas atdalīšanu veic arī ciklona un režģa eļļas separatori, taču tie nav apvienoti vienā vienībā. Iepriekšējā eļļas atdalīšana notiek cilindra galvā (alumīnija), un galīgā eļļas atdalīšana ar sieta eļļas separatoru notiek atsevišķā plastmasas korpusā.

Pielāgošanās process
Kad dzinējs nedarbojas, spiediena regulēšanas vārsts ir atvērts (stāvoklis A). Apkārtējais spiediens iedarbojas uz abām diafragmas pusēm, t.i., diafragma ir pilnībā atvērta atsperes iedarbībā.
Kad dzinējs tiek iedarbināts, ieplūdes kolektorā uzkrājas vakuums un spiediena regulēšanas vārsts aizveras (stāvoklis IN). Šis stāvoklis vienmēr tiek uzturēts tukšgaitā vai brīvgaitā, jo šajā gadījumā nav kartera gāzu. Tādējādi membrānas iekšējā puse tiek pakļauta lielam relatīvam vakuumam (attiecībā pret apkārtējo spiedienu). Šajā gadījumā apkārtējais spiediens, kas iedarbojas uz diafragmas ārējo pusi, aizver vārstu pret atsperes spēku. Kad kloķvārpsta ir noslogota un pagriezta, parādās kartera gāzes. kartera gāzes ( 8 ) samazināt relatīvo vakuumu, kas iedarbojas uz membrānu. Tā rezultātā atspere var atvērt vārstu un izplūst kartera gāzes. Vārsts paliek atvērts, līdz tiek izveidots līdzsvars starp apkārtējo spiedienu un vakuumu karterī, kā arī atsperes spēku (stāvoklis AR). Jo vairāk izdalās kartera gāzes, jo mazāks kļūst relatīvais vakuums, kas iedarbojas uz membrānas iekšpusi, un jo vairāk atveras spiediena regulēšanas vārsts. Tādējādi karterī tiek uzturēts noteikts vakuums (apmēram 15 mbar).

Eļļas atdalīšana

Lai atbrīvotu no motoreļļas kartera gāzes, atkarībā no dzinēja veida tiek izmantoti dažādi eļļas separatori.

• Ciklona eļļas separators
• Labirinta eļļas separators
• Tīkla eļļas separators

Kad ciklona eļļas separators kartera gāzes tiek virzītas cilindriskā kamerā tā, ka tās tur rotē. Centrbēdzes spēka ietekmē smagā eļļa tiek izspiesta no gāzes uz āru uz cilindra sienām. No turienes tas var noplūst caur eļļas iztukšošanas cauruli eļļas tvertnē. Ciklona eļļas separators ir ļoti efektīvs. Bet tas prasa daudz vietas.
IN labirinta eļļas separators kartera gāzes tiek izvadītas caur plastmasas starpsienu labirintu. Šāds eļļas separators atrodas korpusā cilindra galvas vākā. Eļļa paliek uz deflektoriem un caur īpašiem caurumiem var ieplūst cilindra galvā un no turienes atpakaļ eļļas tvertnē.
Tīkla eļļas separators spēj filtrēt pat mazākos pilienus. Tīkla filtra kodols ir šķiedru materiāls. Tomēr plānās neaustās šķiedras ar augstu ogļu saturu ir pakļautas ātrai poru aizsērēšanai. Tāpēc eļļas separatora sietam ir ierobežots kalpošanas laiks, un tas ir jānomaina apkopes laikā.

Kloķvārpsta ar gultņiem

Kloķvārpsta virzuļa lineāro kustību pārvērš rotācijas kustībā. Slodzes, kas iedarbojas uz kloķvārpstu, ir ļoti lielas un ārkārtīgi sarežģītas. Kloķvārpstas ir atlietas vai kaltas darbam ar palielinātām slodzēm. Kloķvārpstas ir montētas ar slīdgultņiem, kuros tiek piegādāta eļļa. kamēr viens gultnis virzās aksiālā virzienā.

Galvenā informācija
Kloķvārpsta virzuļu lineāro (turp un atpakaļ) kustību pārvērš rotācijas kustībā. Spēki tiek pārnesti caur savienojošiem stieņiem uz kloķvārpstu un pārvērsti griezes momentā. Šajā gadījumā kloķvārpsta balstās uz galvenajiem gultņiem.

Turklāt kloķvārpsta veic šādus uzdevumus:

• palīgiekārtu un pievienoto iekārtu piedziņa ar siksnu palīdzību;
• vārstu piedziņa;
• bieži eļļas sūkņa piedziņa;
• dažos gadījumos līdzsvara vārpstu piedziņa.

Laikā un virzienā mainīgu spēku, griezes momentu un lieces momentu, kā arī ierosinātu vibrāciju ietekmē rodas slodze. Šādas sarežģītas slodzes izvirza ļoti augstas prasības kloķvārpstai.
Kloķvārpstas kalpošanas laiks ir atkarīgs no šādiem faktoriem:

• lieces izturība (vājie punkti ir pārejas starp gultņu ligzdām un vārpstas vaigiem);
• griezes izturība (to parasti samazina eļļošanas caurumi);
• izturība pret vērpes vibrācijām (tas ietekmē ne tikai stingrību, bet arī troksni);
• nodilumizturība (pie balstiem);
• eļļas blīvju nodilums (dzinēja eļļas zudums noplūžu dēļ).

Dizains
Kloķvārpsta sastāv no viena gabala, lieta vai kalta, kas ir sadalīta daudzās dažādās sekcijās. Galvenie gultņu kakliņi iederas karterī esošajos gultņos.
Caur tā sauktajiem vaigiem (vai dažreiz auskariem) klaņi tiek savienoti ar kloķvārpstu. Šo daļu ar savienojošā stieņa kaklu un vaigiem sauc par ceļgalu. BMW dīzeļdzinējiem pie katras kloķtapas ir kloķvārpstas galvenais gultnis. Rindas dzinējos viens savienojošais stienis ir savienots ar katru kloķi caur gultni, bet divi V formas dzinējos. Tas nozīmē, ka 6 cilindru rindas dzinēja kloķvārpstai ir septiņi galvenie gultņu kakliņi. Galvenie gultņi ir secīgi numurēti no priekšpuses uz aizmuguri.
Attālums starp savienojošā stieņa tapu un kloķvārpstas asi nosaka virzuļa gājienu. Leņķis starp savienojošā stieņa kaktiem nosaka intervālu starp aizdedzi atsevišķos cilindros. Diviem pilniem kloķvārpstas apgriezieniem vai 720 ° katrā cilindrā notiek viena aizdedze.
Šo leņķi, ko sauc par attālumu starp kloķa tapām vai leņķi starp ceļiem, aprēķina atkarībā no cilindru skaita, konstrukcijas (V-veida vai rindas dzinējs) un cilindru darbības secības. Mērķis šeit ir vienmērīgi un vienmērīgi darbināt dzinēju. Piemēram, 6 cilindru dzinēja gadījumā mēs iegūstam šādu aprēķinu. 720° leņķis, dalīts ar 6 cilindriem, rada kloķvārpstas atstatumu starp kloķtapu vai aizdedzes intervālu 120°.
Kloķvārpstā ir eļļas caurumi. Tie piegādā savienojošo stieņu gultņus ar eļļu. Tie iet no galveno gultņu ligzdām līdz klaņi un caur gultņu gultnēm ir savienoti ar dzinēja eļļas ķēdi.
Pretsvari veido masu simetriski ap kloķvārpstas asi un tādējādi veicina vienmērīgu dzinēja darbību. Tie ir izgatavoti tā, ka kopā ar rotācijas inerces spēkiem tie kompensē arī daļu no turp un atpakaļ kustības inerces spēkiem.
Bez pretsvariem kloķvārpsta tiktu stipri deformēta, kas izraisītu disbalansu un nevienmērīgu gaitu, kā arī lielu spriegumu bīstamās kloķvārpstas daļās.
Atsvaru skaits ir atšķirīgs. Vēsturiski lielākajai daļai kloķvārpstu bija divi pretsvari, simetriski pa kreisi un pa labi no kloķtapa. V-veida astoņu cilindru dzinējiem, piemēram, M67, ir seši identiski pretsvari.
Lai samazinātu svaru, kloķvārpstas var padarīt dobas vidējo galveno gultņu zonā. Kalto kloķvārpstu gadījumā to panāk ar urbšanu.

Ražošana un īpašības
Kloķvārpstas ir lieti vai kalti. Dzinēji ar lielu griezes momentu ir aprīkoti ar kaltām kloķvārpstām.

Lieto kloķvārpstu priekšrocības salīdzinājumā ar kaltajām:

• lietās kloķvārpstas ir ievērojami lētākas;
• liešanas materiāli ir ļoti labi piemēroti virsmas apstrādei, lai palielinātu vibrācijas izturību;
• lietām kloķvārpstām tajā pašā versijā ir mazāks par apm. uz 10 %;
• lietās kloķvārpstas ir labāk apstrādātas;
• kloķvārpstas vaigus parasti nevar apstrādāt.

Kalto kloķvārpstu priekšrocības salīdzinājumā ar lietajām:

• kaltas kloķvārpstas ir stingrākas un tām ir labāka vibrācijas izturība;
• kombinācijā ar alumīnija karteri transmisijai jābūt pēc iespējas stingrākai, jo pašam karterim ir zema stingrība;
• kaltām kloķvārpstām ir zems gultņu kakliņa nodilums.

Kalto kloķvārpstu priekšrocības var kompensēt ar lietām vārpstām ar:

• lielāks diametrs gultņa zonā;
• dārgas vibrācijas slāpēšanas sistēmas;
• ļoti stingrs kartera dizains.

Gultņi

Kā jau minēts, BMW dīzeļdzinēja kloķvārpsta ir uzstādīta gultņos abās kloķtapas pusēs. Šie galvenie gultņi notur kloķvārpstu karterī. Noslogotā puse atrodas gultņa vāciņā. Šeit tiek uztverts spēks, kas rodas degšanas procesā.
Lai nodrošinātu uzticamu dzinēja darbību, ir nepieciešami zema nodiluma galvenie gultņi. Tāpēc tiek izmantoti gultņu apvalki, kuru slīdvirsma ir pārklāta ar īpašiem gultņu materiāliem. Slīdvirsma ir iekšā, t.i., gultņu čaulas negriežas kopā ar vārpstu, bet ir nostiprinātas karterī.
Zems nodilums tiek nodrošināts, ja slīdvirsmas ir atdalītas ar plānu eļļas plēvi. Tas nozīmē, ka ir jānodrošina pietiekama eļļas padeve. Ideālā gadījumā to veic no nenoslogotās puses, t.i., šajā gadījumā no galvenās gultņa gultas. Eļļošana ar motoreļļu notiek caur eļļošanas atveri. Apļveida rieva (radiālā virzienā) uzlabo eļļas sadalījumu. Tomēr tas samazina slīdošo virsmu un tādējādi palielina efektīvo spiedienu. Precīzāk, gultnis ir sadalīts divās daļās ar mazāku nestspēju. Tāpēc eļļas rievas parasti atrodamas tikai izkrautajā zonā. Motoreļļa arī atdzesē gultni.

Gultņi ar trīsslāņu ieliktni
Kloķvārpstas galvenie gultņi, kuriem tiek izvirzītas augstas prasības, bieži tiek veidoti kā gultņi ar trīsslāņu ieliktni. Babbits slānis papildus tiek galvaniski uzklāts uz metāla gultņa pārklājuma (piemēram, svina vai alumīnija bronzas) uz tērauda bukses. Tas uzlabo dinamiskās īpašības. Šāda slāņa stiprums ir lielāks, jo plānāks ir slānis. Babita biezums ir apm. 0,02 mm, gultņa metāla pamatnes biezums ir no 0,4 līdz 1 mm.

Pārklāti gultņi
Cits kloķvārpstas gultņu veids ir pārklāts gultnis. Šis ir gultnis ar trīsslāņu apvalku ar slāni, kas uzsmidzināts uz slīdvirsmas, kas spēj izturēt ļoti lielas slodzes. Šādus gultņus izmanto ļoti noslogotos dzinējos.
Pārklātie gultņi ir ļoti cieti to materiāla īpašību dēļ. Tāpēc šādus gultņus parasti izmanto vietās, kur notiek vislielākās slodzes. Tas nozīmē, ka pārklājuma gultņi ir uzstādīti tikai vienā pusē (spiediena pusē). Pretējā pusē vienmēr ir uzstādīts mīkstāks gultnis, proti, gultnis ar trīsslāņu starpliku. Šāda gultņa mīkstāks materiāls spēj absorbēt netīrumu daļiņas no detaļas. Tas ir ārkārtīgi svarīgi, lai novērstu tā bojājumus.
Ar putekļsūcēju tiek atdalītas mazākās daļiņas. Ar elektromagnētisko lauku palīdzību šīs daļiņas tiek uzklātas uz gultņa slīdvirsmas ar trīsslāņu ieliktni. Šo procesu sauc par izsmidzināšanu. Izsmidzinātajam bīdāmajam slānim ir raksturīgs optimāls atsevišķu komponentu sadalījums.
Pārklātie gultņi kloķvārpstas zonā ir uzstādīti BMW dīzeļdzinējos ar maksimālo jaudu un TOP versijās.

Ir svarīgi rūpīgi rīkoties ar gultņu apvalkiem, jo ​​ļoti plāns gultņa metāla slānis nevar kompensēt plastisko deformāciju.
Pārklātos gultņus var atpazīt ar reljefu "S" gultņa vāka aizmugurē.
Vilces gultnis
Kloķvārpstai ir tikai viens vilces gultnis, ko bieži dēvē par centrēšanas vai vilces gultni. Gultnis notur kloķvārpstu aksiālā virzienā, un tam ir jāuzņem spēki, kas darbojas garenvirzienā. Šos spēkus ģenerē:

• zobrati ar slīpiem zobiem eļļas sūkņa darbināšanai;
• sajūga vadības piedziņa;
• automašīnas paātrinājums.

Vilces gultnis var būt pleca gultnis vai salikts gultnis ar vilces paplāksnēm.
Plecu vilces gultnim ir 2 iezemētas kloķvārpstas gultņu virsmas, un tas balstās uz galvenā gultņa pamatni karterī. Atloku gultnis ir viengabala gultņa puse ar plakanu virsmu, kas ir perpendikulāra vai paralēla asij. Iepriekšējiem dzinējiem tika uzstādīta tikai puse no atloka gultņa. Kloķvārpstai bija tikai 180° aksiālais gultnis.
Kompozītmateriālu gultņi sastāv no vairākām daļām. Izmantojot šo tehnoloģiju, abās pusēs ir uzstādīts viens vilces pusgredzens. Tie nodrošina stabilu, brīvu savienojumu ar kloķvārpstu. Pateicoties tam, vilces pusgredzeni ir kustīgi un vienmērīgi pieguļ, kas samazina nodilumu. Mūsdienu dīzeļdzinējos kloķvārpstas vadīšanai ir uzstādītas divas kompozītmateriāla gultņa puses. Rezultātā kloķvārpsta tiek atbalstīta par 360°, kas nodrošina ļoti labu pretestību aksiālajai kustībai.
Ir svarīgi nodrošināt motoreļļas eļļošanu. Vilces gultņa bojājumu parasti izraisa pārkaršana.
Nodilis vilces gultnis sāk radīt troksni, galvenokārt vērpes vibrācijas slāpētāja zonā. Vēl viens simptoms var būt nepareizi funkcionējošs kloķvārpstas sensors, kas automašīnās ar automātisko pārnesumkārbu izpaužas ar spēcīgiem triecieniem, pārslēdzot pārnesumus.

Klaņi ar gultņiem Vispārīga informācija
Klaņa mehānismā esošais savienojošais stienis savieno virzuli ar kloķvārpstu. Tas pārvērš virzuļa lineāro kustību kloķvārpstas rotācijas kustībā. Turklāt tas pārnes spēkus, kas rodas degvielas sadegšanas rezultātā un iedarbojas uz virzuli, no virzuļa uz kloķvārpstu. Tā kā tā ir daļa, kas piedzīvo ļoti lielus paātrinājumus, tās masa tieši ietekmē dzinēja jaudu un gludumu. Tāpēc, veidojot visērtāk darbojošos dzinējus, liela nozīme tiek pievērsta klaņu masas optimizēšanai. Klanis piedzīvo spēku slodzes no sadegšanas kamerā esošajām gāzēm un inerciālajām masām (ieskaitot savu). Savienojošais stienis ir pakļauts mainīgām saspiešanas un stiepes slodzēm. Ātrgaitas benzīna dzinējos izšķirošās ir stiepes slodzes. Turklāt savienojošā stieņa sānu novirzes dēļ tiek radīts centrbēdzes spēks, kas izraisa lieces.

Savienojošo stieņu īpašības ir šādas:

• M47 / M57 / M67 dzinēji: klaņa stieņa gultņu daļas ir izgatavotas pārklātu gultņu veidā;
• M57 dzinējs: savienojošais stienis ir tāds pats kā M47 dzinējam, materiāls C45 V85;
• M67 dzinējs: trapecveida savienojošais stienis ar laužot izgatavotu apakšējo galvu, materiāls C70;
• M67TU: stieņa gultņa korpusa biezums palielināts līdz 2 mm. Klaņa skrūves pirmo reizi tiek uzstādītas ar hermētiķi.

Savienojošais stienis pārraida spēku un spiedienu no virzuļa uz kloķvārpstu. Klaņi mūsdienās ir izgatavoti no kalta tērauda, ​​un lielās galvas savienotājs ir izgatavots, salaužot. Pārrāvumam cita starpā ir tādas priekšrocības, ka pārrāvuma plaknēm nav nepieciešama papildu apstrāde un abas daļas ir precīzi novietotas viena pret otru.

Dizains
Savienojuma stienim ir divas galvas. Caur mazo galvu savienojošais stienis ir savienots ar virzuli, izmantojot virzuļa tapu. Savienojuma stieņa sānu novirzes dēļ kloķvārpstas griešanās laikā tam jāspēj griezties virzulī. Tas tiek darīts, izmantojot slīdgultni. Lai to izdarītu, savienojošā stieņa mazajā galviņā tiek iespiesta uzmava.
Caur caurumu šajā savienojošā stieņa galā (virzuļa pusē) gultnim tiek piegādāta eļļa. Kloķvārpstas sānos ir liela sadalīta klaņa galva. Lielā klaņa galva sadalās tā, lai savienojošo stieni varētu savienot ar kloķvārpstu. Šī mezgla darbību nodrošina slīdgultnis. Slīdgultnis sastāv no divām buksēm. Eļļas caurums kloķvārpstā apgādā gultni ar motoreļļu.
Nākamajos attēlos ir parādīta taisnu un slīpi sadalītu klaņu stieņu stumbra ģeometrija. Klaņi ar slīpu savienotāju galvenokārt tiek izmantoti V formas dzinējos.
V-veida dzinējiem lielo slodžu dēļ ir liels savienojošo stieņu kakliņu diametrs. Slīpais savienotājs ļauj padarīt karteri kompaktāku, jo, kloķvārpstai griežoties, tas apraksta mazāku izliekumu apakšā.

Trapecveida savienojošais stienis
Trapecveida savienojošā stieņa gadījumā mazajai galviņai šķērsgriezumā ir trapecveida forma. Tas nozīmē, ka savienojošais stienis kļūst plānāks no pamatnes, kas atrodas blakus savienojošā stieņa stienim, līdz galam pie savienojošā stieņa mazās galvas. Tas nodrošina papildu svara ietaupījumu, jo materiāls tiek saglabāts “neslodzes” pusē, bet gultņa platums tiek saglabāts noslogotajā pusē. Tas arī samazina attālumu starp izciļņiem, kas savukārt samazina virzuļa tapas novirzi. .Vēl viena priekšrocība ir eļļas cauruma neesamība savienojošā stieņa mazajā galā, jo eļļa iekļūst caur slīdgultņa slīpo sānu malu. Cauruma trūkuma dēļ tiek novērsta tās negatīvā ietekme uz stiprību, kas ļauj savienojošajam stienim padarīt vēl plānāku šajā vietā. Tādējādi ne tikai ietaupa svaru, bet arī palielina virzuļa telpu.

Ražošana un īpašības
Stieņa sagatavi var izgatavot dažādos veidos.

karstā štancēšana
Klaņa sagataves izgatavošanas izejmateriāls ir tērauda stienis, kas tiek uzkarsēts līdz apm. līdz 1250-1300 "C. Velmēšana pārdala masas uz savienojošo stieņu galvām. Kad štancēšanas laikā veidojas galvenā forma, materiāla pārpalikuma dēļ veidojas uzliesmojums, kas pēc tam tiek noņemts. štancēšanas īpašības uzlabojas termiskā apstrāde.

Liešana
Liejot savienojošos stieņus, tiek izmantots plastmasas vai metāla modelis. Šis modelis sastāv no divām pusēm, kas kopā veido savienojošo stieni. Katra puse ir ielieta smiltīs, lai attiecīgi tiktu izgatavotas reversās puses. Ja tagad tos savienojat, jūs iegūstat veidni savienojošā stieņa liešanai. Lielākai efektivitātei daudzi klaņi tiek izlieti blakus viens otram vienā veidnē. Veidni piepilda ar šķidru dzelzi, kas pēc tam lēnām atdziest.

Ārstēšana
Neatkarīgi no tā, kā sagataves tika izgatavotas, tās tiek apstrādātas līdz galīgajiem izmēriem.
Lai nodrošinātu vienmērīgu dzinēja darbību, savienojošajiem stieņiem jābūt noteiktai masai šaurā pielaides diapazonā. Iepriekš tam tika noteikti papildu apstrādes izmēri, kurus pēc tam nepieciešamības gadījumā frēzēja.Ar modernām ražošanas metodēm tehnoloģiskie parametri tiek kontrolēti tik precīzi, ka ļauj izgatavot klaņi pieļaujamās svara robežās.
Tiek apstrādātas tikai lielo un mazo galviņu gala virsmas un pašas savienojošo stieņu galvas. Ja savienojuma stieņa galvas pievienošana tiek veikta ar griešanu, tad savienojuma virsmas ir papildus jāapstrādā. Pēc tam tiek izurbta un slīpēta lielā savienojošā stieņa galvas iekšējā virsma.

Lūzuma savienotājs
Šajā gadījumā lielā galva tiek sadalīta pārtraukuma rezultātā. Šajā gadījumā norādītā bojājuma vieta tiek iezīmēta ar štancēšanas, caururbšanas vai lāzera palīdzību. Pēc tam savienojošā stieņa galva tiek uzspiesta uz speciāla divdaļīga serdeņa un atdalīta, nospiežot ķīli.
Tam nepieciešams materiāls, kas plīst, iepriekš pārāk neizstiepjoties (deformācija Klaņa vāciņam plīst gan tērauda klaņa gadījumā, gan pulvermateriālu klaņa gadījumā veidojas lūzuma virsma. Šī virsmas struktūra precīzi centrē galveno gultņa vāciņu uzstādīšanas laikā uz savienojošā stieņa.
Lūzuma priekšrocība ir tāda, ka nav nepieciešama turpmāka atdalīšanas virsmas apstrāde. Abas pusītes precīzi sakrīt. Pozicionēšana ar centrēšanas uzmavām vai skrūvēm nav nepieciešama. Ja savienojošā stieņa vāciņš ir apgriezts otrādi vai uzstādīts uz otra savienojošā stieņa stieņa, tiek iznīcināta abu daļu lūzuma struktūra un vāciņš nav centrēts. Šajā gadījumā ir nepieciešams nomainīt visu savienojošo stieni ar jaunu.

Vītņots stiprinājums

Klaņa vītņotajam stiprinājumam ir nepieciešama īpaša pieeja, jo tas ir pakļauts ļoti lielām slodzēm.
Klaņu vītņotie stiprinājumi kloķvārpstas griešanās laikā tiek pakļauti ļoti strauji mainīgām slodzēm. Tā kā savienojošais stienis un tā stiprinājuma skrūves ir kustīgas motora daļas, to svaram jābūt minimālam. Turklāt ierobežotai telpai ir nepieciešams kompakts vītņots stiprinājums. Tas rada ļoti lielu slodzi savienojošā stieņa vītņotajam stiprinājumam, kas prasa īpaši rūpīgu apiešanos.
Skatiet TIS un ETC, lai iegūtu sīkāku informāciju par savienojošā stieņa vītnēm, piemēram, vītnēm, pievilkšanas secību utt.
Uzstādot jauns klaņu komplekts:
savienojošā stieņa skrūves var pievilkt tikai vienu reizi savienojuma stieņa uzstādīšanas laikā, lai pārbaudītu gultņa atstarpi, un pēc tam, veicot galīgo uzstādīšanu. Tā kā savienojuma stieņa bultskrūves jau ir trīs reizes pievilktas savienojošā stieņa apstrādes laikā, tās jau ir sasniegušas savu maksimālo stiepes izturību.
Ja savienojošos stieņus izmanto atkārtoti un nomaina tikai savienojošās stieņa skrūves: pēc gultņu atstarpes pārbaudes atkal jāpievelk savienojošā stieņa skrūves, atkal jāatskrūvē un jāpievelk trešo reizi, līdz tās sasniedz maksimālo stiepes izturību.
Ja savienojošā stieņa skrūves ir pievilktas vismaz trīs reizes vai vairāk nekā piecas reizes, var tikt bojāts dzinējs.

Virzulis ar gredzeniem un virzuļa tapu

Virzuļi degšanas laikā radušos gāzes spiedienu pārvērš kustībā.Virzuļa galvas formai ir izšķiroša nozīme maisījuma veidošanā. Virzuļa gredzeni nodrošina rūpīgu sadegšanas kameras blīvējumu un regulē eļļas plēves biezumu uz cilindra sienas.
Galvenā informācija
Virzulis ir pirmais posms to daļu ķēdē, kas pārraida dzinēja jaudu. Virzuļa uzdevums ir absorbēt sadegšanas laikā radušos spiediena spēkus un pārnest tos caur virzuļa tapu un savienojošo stieni uz kloķvārpstu. Tas nozīmē, ka tas pārvērš sadegšanas siltumenerģiju mehāniskajā enerģijā. Turklāt virzulim jādzen savienojošā stieņa augšējā galva. Virzulim kopā ar virzuļa gredzeniem ir jānovērš gāzu emisija no sadegšanas kameras un eļļas patēriņš, turklāt tas jādara uzticami un visos dzinēja darbības režīmos. Eļļas klātbūtne uz saskares virsmām veicina blīvēšanu. BMW dīzeļdzinēju virzuļi ir izgatavoti tikai no alumīnija-silīcija sakausējumiem. Tiek uzstādīti tā sauktie autotermiskie virzuļi ar pilnu svārku, kuros lējumā iekļautās tērauda sloksnes kalpo uzstādīšanas spraugu samazināšanai un dzinēja radītā siltuma daudzuma regulēšanai. Lai materiālu pieskaņotu pelēkā čuguna cilindru sienām, uz virzuļa apmales virsmas tiek uzklāts grafīta slānis (pusšķidras berzes metode), kā rezultātā tiek samazināta berze un uzlabotas akustiskās īpašības.

Kā daļu no kloķa mehānisma virzulis piedzīvo slodzes:

• gāzu spiediena spēki, kas veidojas degšanas laikā;
• kustīgās inerciālās daļas;
• sānu slīdēšanas spēki;
• moments virzuļa smaguma centrā, ko izraisa virzuļa tapas atrašanās vieta ar nobīdi no centra.

Kustīgo turp-kustīgo daļu inerces spēki rodas paša virzuļa, virzuļa gredzenu, virzuļa tapas un savienojošā stieņa detaļu kustības dēļ. Inerces spēki palielinās kvadrātiskā atkarībā no rotācijas ātruma. Tāpēc ātrgaitas dzinējos ļoti svarīga ir virzuļu mazā masa kopā ar gredzeniem un virzuļu tapām. Dīzeļdzinējos virzuļu vainagi tiek pakļauti īpaši lielai slodzei aizdedzes spiediena dēļ līdz 180 bāriem.
Savienojuma stieņa novirze rada virzuļa sānu slodzi, kas ir perpendikulāra cilindra asij. Tas darbojas tā, ka virzulis attiecīgi pēc apakšējā vai augšējā mirušā punkta tiek nospiests no vienas cilindra sienas puses uz otru. Šo uzvedību sauc par piemērotības maiņu vai sānu maiņu. Lai samazinātu virzuļa troksni un nodilumu, virzuļa tapa bieži tiek novirzīta no centra par apm. 1-2 mm (neaksiāls), tas rada momentu, kas optimizē virzuļa uzvedību, mainot piemērotību.

Dizains

Virzulim ir šādas galvenās zonas:

• virzuļa dibens;
• virzuļa gredzena siksna ar dzesēšanas kanālu;
• virzuļa svārki;
• virzuļa priekšnieks.

BMW dīzeļdzinējiem virzuļa vainagā ir sadegšanas kameras dobums. Dobuma formu nosaka degšanas process un vārstu novietojums. Virzuļa gredzena siksnas laukums ir tā sauktās aizdedzes siksnas apakšējā daļa, starp virzuļa vainagu un pirmo virzuļa gredzenu, kā arī tilts starp 2. virzuļa gredzenu un eļļas skrāpja gredzenu.