Sześciocylindrowy silnik widlasty. Kolejność cylindrów silnika - jak bije serce Twojego samochodu Kolejność cylindrów w różnych silnikach

Komponenty systemu

Przegląd systemu

Elementy mechaniczne i części silnika Diesla Po raz pierwszy opisany następujący silnik jest podzielony na trzy duże części.

• Korbowód
• mechanizm korbowy
• Mechanizm dystrybucji gazu

Te trzy części są w ciągłej interakcji. zależności, które mają istotny wpływ na właściwości silnika:
• przerwa między zapłonami;
• kolejność działania cylindrów;
• równoważenie masy.

Interwał zapłonu
Mechaniczne elementy silnika dzielą się głównie na trzy grupy: skrzynię korbową silnika, mechanizm korbowy i siłownik zaworu. Te trzy grupy są ze sobą ściśle powiązane i muszą być wzajemnie uzgodnione. Interwał zapłonu to kąt obrotu wału korbowego między dwoma kolejnymi zapłonami.
Podczas jednego cyklu roboczego mieszanka paliwowo-powietrzna zapala się raz w każdym cylindrze. Cykl pracy (ssanie, sprężanie, suw, wydech) silnika czterosuwowego obejmuje dwa pełne obroty wału korbowego, tj. kąt obrotu wynosi 720 °.
Taki sam odstęp między zapłonami zapewnia równomierną pracę silnika na wszystkich prędkościach. Ten odstęp między zapłonami uzyskuje się w następujący sposób:
interwał zapłonu = 720°: liczba cylindrów

Przykłady:

• silnik czterocylindrowy: wał korbowy 180° (KB)
• sześciocylindrowy silnik: 120° KB
• ośmiocylindrowy silnik: 90° SV.

Im większa liczba cylindrów, tym krótszy odstęp między zapłonami. Im krótszy odstęp między zapłonami, tym bardziej równomierna praca silnika.
Przynajmniej teoretycznie, bo do tego dochodzi wyważenie masy, które zależy od konstrukcji silnika i kolejności pracy cylindrów. Aby cylinder mógł się zapalić, odpowiedni tłok musi znajdować się w „GMP na końcu suwu sprężania”, tj. odpowiednie zawory ssące i wydechowe muszą być zamknięte. Może to mieć miejsce tylko wtedy, gdy wał korbowy i wałek rozrządu są prawidłowo ustawione względem siebie Interwał zapłonu jest określony przez względne położenie czopów korbowodu (odległość kątowa między kolanami) wału korbowego, tj. kąt między czopami kolejnych cylindrów (kolejność zapłonu cylindrów). kąt pochylenia musi być równy okresowi zapłonu, aby uzyskać jednolite osiągi.
Dlatego w ośmiocylindrowych silnikach BMW kąt między rzędami cylindrów wynosi 90°.

Kolejność działania cylindrów
Kolejność zapłonu cylindrów to kolejność, w jakiej następuje zapłon w cylindrach silnika.
Kolejność cylindrów bezpośrednio odpowiada za płynną pracę silnika. Określa się go w zależności od konstrukcji silnika, liczby cylindrów i odstępu między zapłonami.
Kolejność zapłonu cylindrów jest zawsze wskazywana począwszy od pierwszego cylindra.

Równoważenie masy
Jak opisano wcześniej, płynność pracy silnika zależy od konstrukcji silnika, liczby cylindrów, kolejności zapłonu cylindrów i interwału zapłonu.
Ich wpływ można zilustrować na przykładzie sześciocylindrowego silnika, który BMW produkuje jako silnik rzędowy, choć zajmuje więcej miejsca i jest bardziej pracochłonny w produkcji. Różnicę można zrozumieć, porównując zrównoważenie masy sześciocylindrowych silników rzędowych i V-kształtnych.
Poniższy rysunek przedstawia krzywe momentu bezwładności dla sześciocylindrowego silnika rzędowego BMW, silnika V6 60° i silnika V6 90°.
Różnica jest oczywista. W przypadku sześciocylindrowego silnika rzędowego ruchy mas są tak zrównoważone, że cały silnik jest praktycznie nieruchomy. Natomiast sześciocylindrowe silniki w kształcie litery V mają wyraźną tendencję do poruszania się, co objawia się nierówną pracą.

Części ciała
Części korpusu silnika izolują się od otoczenia i odbierają różne siły, które występują podczas pracy silnika.

Części korpusu silnika składają się z głównych części pokazanych na poniższym rysunku. Uszczelki i śruby są również potrzebne do wykonywania zadań skrzyni korbowej.

Główne cele:

• postrzeganie sił powstających podczas pracy silnika;
• uszczelnienie komór spalania, miski olejowej i płaszcza chłodzącego;
• umieszczenie mechanizmu korbowego i napędu zaworu, a także innych elementów.

Mechanizm korbowy
Mechanizm korbowy odpowiada za przekształcenie ciśnienia powstającego podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w użyteczny ruch. W tym przypadku tłok otrzymuje przyspieszenie prostoliniowe. Korbowód przenosi ten ruch na wał korbowy, który zamienia go w ruch obrotowy.

Mechanizm korbowy to grupa funkcjonalna, która przetwarza ciśnienie w komorze spalania na energię kinetyczną. W tym przypadku ruch posuwisto-zwrotny tłoka zamienia się w ruch obrotowy wału korbowego. Mechanizm korbowy jest optymalnym rozwiązaniem pod względem wydajności pracy, wydajności i technicznej wykonalności.

Oczywiście istnieją następujące ograniczenia techniczne i wymagania projektowe:

• ograniczenie prędkości spowodowane siłami bezwładności;
• niestałość sił podczas cyklu roboczego;
• występowanie drgań skrętnych, które powodują obciążenia przekładni i wału korbowego;
• oddziaływanie różnych powierzchni ciernych.

Napęd zaworu
Siłownik zaworu steruje zmianą ładunku. W nowoczesnych silnikach wysokoprężnych BMW stosuje się tylko gotowy układ rozrządu z czterema zaworami na cylinder. Przeniesienie ruchu na zawór odbywa się za pomocą dźwigni popychacza.

Silnik musi być okresowo zasilany powietrzem zewnętrznym, a wytwarzane przez niego spaliny muszą być odpowietrzane. W przypadku silnika czterosuwowego zasysanie powietrza z zewnątrz i odprowadzanie spalin nazywa się wymianą ładunku lub wymianą gazu. Podczas procesu wymiany ładunku otwory wlotowe i wylotowe są okresowo otwierane i zamykane za pomocą zaworów wlotowych i wylotowych.
Zawory wznoszące są stosowane jako zawory wlotowe i wylotowe. Czas trwania i kolejność ruchów zaworów zapewnia wałek rozrządu.

Projekt
Siłownik zaworu składa się z następujących części:

• wałki rozrządu;
• elementy transmisyjne (dźwignie rolkowe popychaczy);
• zawory (cała grupa);
• hydrauliczna kompensacja luzu zaworowego (HVA), jeśli jest na wyposażeniu;
• prowadnice zaworów ze sprężynami zaworów.

Poniższy rysunek przedstawia konstrukcję czterozaworowej głowicy cylindrów (silnik M47) z wahaczami rolkowymi i hydrauliczną kompensacją luzu zaworowego.

Konstrukcje
Siłownik zaworu jest dostępny w różnych wersjach. Wyróżniają się następującymi cechami:

• liczba i rozmieszczenie zaworów;
• liczba i lokalizacja wałków rozrządu;
• sposób przenoszenia ruchu na zawory;
• metoda regulacji luzu zaworowego.

Silniki wysokoprężne BMW mają obecnie wyłącznie cztery zawory na cylinder i dwa górne wałki rozrządu na każdy rząd cylindrów (dohc). Silniki BMW M21 / M41 / M51 miały tylko dwa zawory na cylinder i jeden wałek rozrządu na każdy rząd cylindrów (ohc).
Przenoszenie ruchu krzywek wałków rozrządu na zawory w silnikach wysokoprężnych BMW odbywa się za pomocą dźwigni popychaczy rolkowych. W takim przypadku wymagany luz między krzywką wałka rozrządu a tak zwanym popychaczem (na przykład dźwignią rolkową popychacza) jest zapewniony przez mechaniczną lub hydrauliczną kompensację luzu zaworowego (HVA).
Poniższy rysunek przedstawia części siłownika zaworu silnika M57.

korbowód

Skrzynia korbowa bloku, zwana także blokiem cylindrów, obejmuje cylindry, płaszcz chłodzący i skrzynię korbową mechanizmu napędowego. Wymagania i wyzwania stawiane skrzyni korbowej są wysokie ze względu na złożoność dzisiejszych silników „Highttech”. Jednak ulepszanie skrzyni korbowej przebiega w tym samym tempie, zwłaszcza że wiele nowych lub ulepszonych układów współpracuje ze skrzynią korbową.

Poniżej znajdują się główne zadania.

• Percepcja sił i momentów
• Umiejscowienie mechanizmu korbowego
• Umieszczenie i podłączenie cylindrów
• Umiejscowienie łożysk wału korbowego
• Umiejscowienie kanałów chłodziwa i układu smarowania
• Integracja systemu wentylacji
• Mocowanie różnych urządzeń pomocniczych i dołączonych
• Uszczelnianie komory skrzyni korbowej

Zadania te powodują powstanie różnych i nakładających się wymagań dotyczących wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie, zginania i skręcania. W szczególności:

• siły uderzenia gazów, które są odbierane przez połączenia gwintowane głowicy cylindrów i łożysk wału korbowego;
• wewnętrzne siły bezwładności (siły zginające) wynikające z sił bezwładności podczas obrotu i oscylacji;
• wewnętrzne siły skręcające (siły skręcające) między poszczególnymi cylindrami;
• moment obrotowy wału korbowego, aw rezultacie siły reakcji mocowań silnika;
• sił swobodnych i momentów bezwładności, będących wypadkową sił bezwładności podczas drgań, które są odbierane przez mocowania silnika.

Projekt
Podstawowy kształt skrzyni korbowej nie zmienił się zbytnio od początku historii motoryzacji. Zmiany w projekcie dotyczyły np. z ilu części wykonana jest skrzynia korbowa czy jak wykonane są jej poszczególne części. Projekty można podzielić w zależności od wykonania:

• Górna płyta;
• obszar łoża łożyska głównego;
• cylindry.

Górna płyta
Płyta górna może być wykonana w dwóch wersjach: zamkniętej i otwartej. Konstrukcja wpływa zarówno na proces odlewania, jak i na sztywność skrzyni korbowej.
W wersji zamkniętej górna płyta skrzyni korbowej jest całkowicie zamknięta wokół cylindra.
Istnieją otwory i kanały do ​​​​doprowadzania oleju pod ciśnieniem, spuszczania oleju, płynu chłodzącego, wentylacji skrzyni korbowej i połączeń gwintowanych głowicy cylindrów.
Otwory chłodzące łączą płaszcz wodny otaczający cylinder z płaszczem wodnym w głowicy cylindrów.
Ta konstrukcja ma wady w zakresie chłodzenia cylindrów w strefie TDC. Zaletą wersji zamkniętej w porównaniu z wersją otwartą jest większa sztywność górnej płyty, a co za tym idzie mniejsze odkształcenie płyty, mniejsze przemieszczenie cylindrów i lepsza akustyka.
W konstrukcji otwartej płaszcz wodny otaczający cylinder jest otwarty od góry. Poprawia to chłodzenie cylindrów u góry. Mniejsza sztywność jest obecnie kompensowana przez zastosowanie metalowej uszczelki głowicy.

Rys.2 - Wersja zamknięta górnej płyty silnika M57TU2 Skrzynie korbowe silników wysokoprężnych BMW wykonane są z żeliwa szarego. Począwszy od silników M57TU2 i U67TU, skrzynia korbowa jest wykonana ze stopu aluminium o wysokiej wytrzymałości.

Silniki wysokoprężne BMW wykorzystują konstrukcję z zamkniętą płytą. Główny obszar łoża łożyska
Szczególne znaczenie ma zaprojektowanie obszaru łoża łożyska głównego, ponieważ w tym miejscu odczuwalne są siły działające na łożysko wału korbowego.
Wersje różnią się płaszczyzną oddzielenia skrzyni korbowej od miski olejowej oraz konstrukcją pokryw łożysk głównych.
Wersje płaszczyzny podziału:

• kołnierz miski olejowej na środku wału korbowego;
• kołnierz miski olejowej poniżej środka wału korbowego.

Konstrukcje pokryw łożysk głównych:
• indywidualne pokrywy łożysk głównych;
• integracja w jedną strukturę ramową.

Główne łoże łożyskowe
Łoże łożyska to górna część wspornika wału korbowego w skrzyni korbowej. Łożyska łożyskowe są zawsze zintegrowane z odlewem skrzyni korbowej.
Liczba łóż łożyskowych zależy od konstrukcji silnika, przede wszystkim od liczby cylindrów i ich umiejscowienia. Obecnie, ze względu na redukcję drgań, stosuje się maksymalną liczbę łożysk głównych wału korbowego. Maksymalna liczba oznacza, że ​​obok każdego kolanka wału korbowego znajduje się łożysko główne.
Gdy silnik pracuje, gaz we wnęce skrzyni korbowej jest w ciągłym ruchu. Ruchy tłoków działają na gaz jak pompy. Aby zmniejszyć straty związane z tą pracą, wiele dzisiejszych silników ma otwory w łożach łożysk. Ułatwia to wyrównanie ciśnienia w całej skrzyni korbowej.

Płaszczyzna podziału skrzyni korbowej

Płaszczyzna separacji skrzyni korbowej i miski olejowej tworzy kołnierz miski olejowej. Istnieją dwa projekty. W pierwszym przypadku płaszczyzna podziału leży pośrodku wału korbowego. Ponieważ ta konstrukcja jest ekonomiczna w produkcji, ale ma znaczne wady pod względem sztywności i akustyki, nie jest stosowana w silnikach wysokoprężnych BMW.
Z drugim projektem (W) kołnierz miski olejowej znajduje się poniżej środka wału korbowego. Jednocześnie rozróżnia się skrzynię korbową z obniżonymi ścianami i skrzynię korbową
z górą i dołem, ta ostatnia nazywana jest konstrukcją płyty podstawowej (Z). Silniki wysokoprężne BMW mają skrzynię korbową z obniżonymi ścianami.

Silnik M67 wykorzystuje również obniżoną ścianę. Zapewnia to wysoką sztywność dynamiczną i dobrą akustykę. Stalowy mostek zmniejsza naprężenia na śrubach pokrywy łożyska i dodatkowo wzmacnia główny obszar łoża łożyska.

Ryc.6 - Koncepcja belki nośnej

Koncepcja belki nośnej
Aby osiągnąć wysoką sztywność dynamiczną, skrzynie korbowe silników wysokoprężnych BMW są zaprojektowane zgodnie z zasadą belki nośnej. Dzięki tej konstrukcji poziome i pionowe elementy o przekroju skrzynkowym są odlewane w ścianach skrzyni korbowej. Ponadto skrzynia korbowa ma obniżone ścianki sięgające do 60 mm poniżej środka wału korbowego i zakończone płaszczyzną mocowania miski olejowej.

pokrywa łożyska głównego
Pokrywy łożysk głównych to dolna część łożysk wału korbowego. Podczas produkcji skrzyni korbowej łoża i pokrywy łożysk głównych są obrabiane razem. Dlatego konieczne jest ich stałe położenie względem siebie. Zwykle odbywa się to za pomocą tulei centrujących lub powierzchni wykonanych na bokach łóżek. Jeżeli pokrywy skrzyni korbowej i łożysk głównych są wykonane z tego samego materiału, pokrywy można wykonać metodą dzieloną.
Podczas oddzielania pokrywy łożyska głównego metodą zrywania powstaje precyzyjna powierzchnia zrywania. Ta struktura powierzchni dokładnie centruje pokrywę łożyska głównego po zamontowaniu na łóżku. Dodatkowa obróbka powierzchni nie jest wymagana.

Inną możliwością precyzyjnego pozycjonowania jest wybicie powierzchni łoża i pokrywy łożyska głównego.
To mocowanie zapewnia absolutnie płynne przejście między łożem a kołpakiem w głównym otworze łożyska po ponownym złożeniu.

Ryc. 8 - Wytłoczenie powierzchni pokrywy łożyska głównego silnika M67TU
1 pokrywa łożyska głównego
2 Przebijanie powierzchni pokrywy łożyska głównego
3 Współpracujący kształt powierzchni łoża łożyska głównego
4 Główne łoże łożyskowe

Po wytłoczeniu powierzchni pokrywa łożyska głównego otrzymuje określony profil. Podczas pierwszego dokręcania śrub pokryw łożysk głównych profil ten jest odciskany na powierzchni łoża i zapewnia brak ruchu w kierunku poprzecznym i wzdłużnym.
Pokrywy łożysk głównych są prawie zawsze wykonane z żeliwa szarego. Obróbka ogólna z aluminiową skrzynią korbową, choć wymagająca, jest dziś powszechna w produkcji wielkoseryjnej. Połączenie aluminiowej skrzyni korbowej z pokrywami łożysk głównych z żeliwa szarego ma pewne zalety. Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej żeliwa szarego ogranicza luzy robocze wału korbowego. Wraz z dużą sztywnością żeliwa szarego prowadzi to do redukcji hałasu w obszarze głównego łoża łożyska.

Cylinder i tłok tworzą komorę spalania. Tłok jest wkładany do tulei cylindrowej. Gładka obrobiona powierzchnia tulei cylindrowej wraz z pierścieniami tłokowymi zapewnia skuteczne uszczelnienie. Ponadto cylinder oddaje ciepło do skrzyni korbowej lub bezpośrednio do płynu chłodzącego. Konstrukcje cylindrów różnią się zastosowanym materiałem:

• konstrukcja monometaliczna (tuleja cylindrowa i skrzynia korbowa wykonane są z tego samego materiału);
• technologia wkładania (tuleja cylindrowa i skrzynia korbowa są wykonane z różnych materiałów fizycznie połączonych);
• technologia połączeń (tuleja cylindrowa i skrzynia korbowa są wykonane z różnych materiałów, połączony metal).

Konstrukcja monometaliczna
Dzięki monometalowej konstrukcji cylinder jest wykonany z tego samego materiału co skrzynia korbowa. Przede wszystkim skrzynia korbowa z żeliwa szarego i skrzynia korbowa AISi są produkowane zgodnie z zasadą konstrukcji monometalicznej. Wymaganą jakość powierzchni uzyskuje się przez wielokrotną obróbkę. Silniki wysokoprężne BMW mają tylko skrzynie korbowe o konstrukcji jednometalowej wykonanej z żeliwa szarego, ponieważ maksymalne ciśnienie zapłonu wynosi do 180 barów.

Wstaw technologię
Materiał skrzyni korbowej nie zawsze spełnia wymagania dla cylindra. Dlatego często cylinder jest wykonany z innego materiału, zwykle w połączeniu z aluminiową skrzynią korbową. Wyróżnia się tuleje cylindrowe:

1. zgodnie ze sposobem łączenia skrzyni korbowej z tuleją

• zintegrowany z odlewem
• prasowany
• kędzierzawy
• podłącz.

2. zgodnie z zasadą działania w skrzyni korbowej

• mokre i
• suchy

3. według materiału

• żeliwo szare lub
• aluminium

Mokre tuleje cylindrowe stykają się bezpośrednio z płaszczem wodnym, tzn. tuleje cylindrowe i odlewana skrzynia korbowa tworzą płaszcz wodny. Płaszcz wodny z suchymi tulejami cylindrowymi znajduje się całkowicie w odlewanej skrzyni korbowej - podobnie jak w przypadku konstrukcji monometalicznej. Tuleja cylindrowa nie ma bezpośredniego kontaktu z płaszczem wodnym.

Rys.9 - Suche i mokre tuleje cylindrowe
A Cylinder z suchą tuleją
W Cylinder mokrej wkładki
1 korbowód
2 Tulei cylindrowej
3 Płaszcz wodny

Mokre tuleje cylindrowe mają przewagę pod względem wymiany ciepła, podczas gdy suche tuleje mają przewagę pod względem zdolności produkcyjnych i przetwórczych. Z reguły koszt produkcji tulei cylindrowych zmniejsza się przy dużej ilości. Tuleje z żeliwa szarego do silników M57TU2 i M67TU są poddawane obróbce cieplnej.

Technologia połączeń
Inną możliwością wykonania lusterka cylindrycznego z aluminiową skrzynią korbową jest technologia łączenia. Również w tym przypadku tuleje cylindrowe są wkładane podczas odlewania. Oczywiście odbywa się to za pomocą specjalnego procesu (na przykład pod wysokim ciśnieniem), tak zwanego wiązania międzymetalicznego ze skrzynią korbową. W ten sposób lusterko cylindra i skrzynia korbowa są nierozłączne. Technologia ta ogranicza stosowanie procesów odlewania, a tym samym konstrukcję skrzyni korbowej. Silniki wysokoprężne BMW nie wykorzystują obecnie tej technologii.

Obróbka luster cylindrycznych
Otwór cylindra jest powierzchnią ślizgową i uszczelniającą dla tłoka i pierścieni tłokowych. Jakość powierzchni zwierciadła cylindra ma decydujące znaczenie dla tworzenia się i rozprowadzania filmu olejowego między stykającymi się częściami. Dlatego chropowatość ścian cylindrów jest w dużej mierze odpowiedzialna za zużycie oleju i zużycie silnika. Ostateczna obróbka lustra cylindra odbywa się poprzez honowanie. Honowanie - polerowanie powierzchni za pomocą połączonych ruchów obrotowych i posuwisto-zwrotnych narzędzia skrawającego. W ten sposób uzyskuje się wyjątkowo małe odchylenie kształtu walca i równomiernie niską chropowatość powierzchni. Obróbka musi być delikatna dla materiału, aby uniknąć odprysków, nierównych przejść i zadziorów.

materiały

Nawet teraz skrzynia korbowa jest jedną z najcięższych części całego samochodu. I zajmuje najbardziej krytyczne miejsce dla dynamiki jazdy: miejsce nad przednią osią. Dlatego właśnie tutaj podejmuje się próby pełnego wykorzystania potencjału redukcji masy. Żeliwo szare, które od dziesięcioleci jest stosowane jako materiał na skrzynie korbowe, jest coraz częściej zastępowane w silnikach wysokoprężnych BMW przez stopy aluminium. Pozwala to na uzyskanie znacznej redukcji masy. W silniku M57TU wynosi 22 kg.
Ale przewaga masy nie jest jedyną różnicą, która pojawia się podczas przetwarzania i używania innego materiału. Zmienia się również akustyka, właściwości antykorozyjne, wymagania dotyczące procesów produkcyjnych i wolumeny usług.

Żeliwo szare
Żeliwo to stop żelaza zawierający ponad 2% węgla i ponad 1,5% krzemu. Żeliwo szare zawiera nadmiar węgla w postaci grafitu.
W skrzyniach korbowych silników wysokoprężnych BMW stosowano i stosuje się żeliwo z grafitem płytkowym, które swoją nazwę zawdzięcza umiejscowieniu w nim grafitu. Innymi składnikami stopu są mangan, siarka i fosfor w bardzo małych ilościach.
Od samego początku żeliwo było proponowane jako materiał na blokowe skrzynie korbowe silników seryjnych, ponieważ materiał ten nie jest drogi, jest po prostu przetwarzany i ma niezbędne właściwości. Stopy lekkie przez długi czas nie mogły sprostać tym wymaganiom. BMW stosuje w swoich silnikach żeliwo z grafitem płytkowym ze względu na jego szczególnie korzystne właściwości.
Mianowicie:

• dobra przewodność cieplna;
• dobre właściwości wytrzymałościowe;
• prosta obróbka;
• dobre właściwości odlewnicze;
• bardzo dobre tłumienie.

Znakomite tłumienie to jedna z cech charakterystycznych żeliwa z grafitem płatkowym. Oznacza to zdolność wychwytywania drgań i tłumienia ich dzięki tarciu wewnętrznemu. Dzięki temu znacznie poprawia się charakterystyka wibracyjna i akustyczna silnika.
Dobre właściwości, wytrzymałość i łatwa obróbka sprawiają, że skrzynia korbowa z żeliwa szarego jest dziś konkurencyjna. Ze względu na swoją wysoką wytrzymałość silniki benzynowe M i silniki wysokoprężne są nadal produkowane ze skrzyniami korbowymi z żeliwa szarego. Rosnące wymagania co do masy silnika w samochodzie osobowym w przyszłości będą w stanie sprostać jedynie stopom lekkim.

Stopy aluminium
Skrzynie korbowe ze stopu aluminium są wciąż stosunkowo nowe w silnikach wysokoprężnych BMW. Pierwszymi przedstawicielami nowej generacji są silniki M57TU2 i M67TU.
Gęstość stopów aluminium wynosi około jednej trzeciej w porównaniu z żeliwem szarym. Nie oznacza to jednak, że przewaga masy ma ten sam stosunek, ponieważ ze względu na mniejszą wytrzymałość taka blokowa skrzynia korbowa musi być masywniejsza.

Inne właściwości stopów aluminium:

• dobra przewodność cieplna;
• dobra odporność chemiczna;
• dobre właściwości wytrzymałościowe;
• prosta obróbka.

Czyste aluminium nie nadaje się do odlewania skrzyni korbowej, ponieważ nie ma wystarczająco dobrych właściwości wytrzymałościowych. W przeciwieństwie do żeliwa szarego główne składniki stopowe dodaje się tutaj w stosunkowo dużych ilościach.

Stopy dzieli się na cztery grupy, w zależności od dominującego dodatku stopowego.
Te dodatki:

• krzem (Si);
• miedź (Ci);
• magnez (Md);
• cynk (Zn).

Stopy AlSi są stosowane wyłącznie w aluminiowych skrzyniach korbowych silników wysokoprężnych BMW. Uszlachetnia się je niewielkimi dodatkami miedzi lub magnezu.
Krzem ma pozytywny wpływ na wytrzymałość stopu. Jeśli składnik ma więcej niż 12%, to dzięki specjalnej obróbce można uzyskać bardzo wysoką twardość powierzchni, chociaż cięcie będzie skomplikowane. W okolicach 12% występują wybitne właściwości odlewnicze.
Dodatek miedzi (2-4%) może poprawić właściwości odlewnicze stopu, jeśli zawartość krzemu jest mniejsza niż 12%.
Niewielki dodatek magnezu (0,2-0,5%) znacznie podnosi wartości wytrzymałościowe.
W obu silnikach wysokoprężnych BMW zastosowano stop aluminium AISi7MgCuO.5. Materiał był już używany przez BMW do produkcji głowic cylindrów silników Diesla.
Jak widać z oznaczenia AISL7MgCuO.5, stop ten zawiera 7% krzemu i 0,5% miedzi.
Ma wysoką wytrzymałość dynamiczną. Inne pozytywne właściwości to dobre właściwości odlewnicze i plastyczność. To prawda, że ​​\u200b\u200bnie pozwala to na uzyskanie wystarczająco odpornej na zużycie powierzchni, która jest niezbędna dla lustra cylindra. Dlatego skrzynie korbowe wykonane ze stali AISI7MgCuO,5 muszą być wykonane z tulejami cylindrowymi (patrz rozdział „Cylindery”).

Przegląd tabelaryczny

informacje ogólne
Zmontowana głowica cylindrów, jak żadna inna grupa funkcyjna silnika, określa charakterystykę osiągów, taką jak moc wyjściowa, moment obrotowy i emisje, zużycie paliwa i akustyka. Prawie cały mechanizm dystrybucji gazu znajduje się w głowicy cylindrów.
W związku z tym zadania, które musi rozwiązać głowica cylindrów, są również rozległe:

• postrzeganie sił;
• umieszczenie napędu zaworu;
• rozmieszczenie kanałów do zmiany ładunku;
• umieszczenie świec żarowych;
• rozmieszczenie dysz;
• rozmieszczenie kanałów chłodziwa i układów smarowania;
• ograniczenie cylindra od góry;
• odprowadzanie ciepła do płynu chłodzącego;
• mocowanie urządzeń pomocniczych i dołączonych oraz czujników.

Z zadań wynikają następujące obciążenia:
• siły oddziaływania gazów, które są odbierane przez połączenia gwintowane głowicy cylindrów;
• moment obrotowy wałków rozrządu;
• siły generowane w łożyskach wałka rozrządu.

Procesy wtrysku
W silnikach Diesla w zależności od konstrukcji i układu komory spalania wyróżnia się wtrysk bezpośredni i pośredni. Ponadto w przypadku wtrysku pośredniego wyróżnia się z kolei komorę wirową i tworzenie się mieszaniny przodków.

Mieszanie w komorze wstępnej

Komora wstępna znajduje się centralnie w stosunku do głównej komory spalania. Paliwo wstępnego spalania jest wtryskiwane do tej komory wstępnej. Spalanie główne odbywa się ze znanym opóźnieniem samozapłonu w komorze głównej. Komora wstępna połączona jest z komorą główną kilkoma otworami.
Paliwo wtryskiwane jest za pomocą wtryskiwacza zapewniającego stopniowy wtrysk paliwa pod ciśnieniem około 300 bar. Powierzchnia odbijająca w środku komory przerywa strumień paliwa i miesza się z powietrzem. Powierzchnia odblaskowa przyczynia się w ten sposób do szybkiego tworzenia mieszanki i usprawnienia ruchu powietrza.

Wadą tej technologii jest duża powierzchnia chłodzenia komory wstępnej. Sprężone powietrze ochładza się stosunkowo szybko. Dlatego takie silniki są uruchamiane bez pomocy świec żarowych, z reguły tylko przy temperaturze płynu chłodzącego co najmniej 50 ° C.
Dzięki dwustopniowemu spalaniu (najpierw w komorze wstępnej, a następnie w komorze głównej) spalanie przebiega łagodnie i prawie całkowicie przy stosunkowo płynnej pracy silnika. Taki silnik zapewnia zmniejszoną emisję szkodliwych substancji, ale jednocześnie rozwija mniejszą moc w porównaniu z silnikiem z bezpośrednim wtryskiem.

Mieszanie w komorze wirowej
Iniekcja do komory wirowej, podobnie jak iniekcja wymiaru przodka, jest odmianą iniekcji pośredniej.
Komora wirowa ma kształt kuli i jest umieszczona oddzielnie na krawędzi głównej komory spalania. Główna komora spalania i komora wirowa są połączone prostym kanałem stycznym. Stycznie skierowany prosty kanał po ściśnięciu tworzy silne turbulencje powietrza. Olej napędowy jest dostarczany przez dyszę, która zapewnia stopniowy wtrysk. Ciśnienie otwarcia dyszy, która zapewnia stopniowy wtrysk paliwa, wynosi 100-150 barów. Kiedy wtryskiwana jest drobno rozpylona chmura paliwa, mieszanka ulega częściowemu zapłonowi i rozwija swoją pełną moc w głównej komorze spalania. Konstrukcja komory wirowej, a także umiejscowienie dyszy i świecy żarowej to czynniki, które decydują o jakości spalania.
Oznacza to, że spalanie rozpoczyna się w kulistej komorze wirowej, a kończy w głównej komorze spalania. Świece żarowe są niezbędne do uruchomienia silnika, gdyż pomiędzy komorą spalania a komorą wirową jest duża powierzchnia, która sprzyja szybkiemu schładzaniu zasysanego powietrza.
Pierwszy seryjnie produkowany silnik wysokoprężny BMW M21D24 działa na zasadzie mieszania w komorze wirowej.

bezpośredni wtrysk
Technologia ta eliminuje separację komory spalania. Oznacza to, że przy wtrysku bezpośrednim nie ma przygotowania mieszanki roboczej w sąsiedniej komorze. Paliwo jest wtryskiwane przez dyszę bezpośrednio do komory spalania nad tłokiem.
W przeciwieństwie do wtrysku pośredniego stosuje się dysze wielostrumieniowe. Ich strumienie muszą być zoptymalizowane i dostosowane do konstrukcji komory spalania. Ze względu na wysokie ciśnienie wtryskiwaczy następuje natychmiastowe spalanie, które we wcześniejszych modelach prowadziło do głośnej pracy silnika. Jednak takie spalanie uwalnia więcej energii, którą można następnie wykorzystać efektywniej. Zmniejsza to zużycie paliwa. Wtrysk bezpośredni wymaga wyższego ciśnienia wtrysku, a tym samym bardziej złożonego układu wtrysku.
W temperaturach poniżej 0°C z reguły nie jest wymagane podgrzewanie, ponieważ straty ciepła przez ściany z powodu pojedynczej komory spalania są zauważalnie mniejsze niż w silnikach z sąsiednimi komorami spalania.

Projekt
Konstrukcja głowic cylindrów bardzo się zmieniła w procesie ulepszania silników. Kształt głowicy cylindrów w dużym stopniu zależy od części, które zawiera.

Zasadniczo na kształt głowicy cylindrów wpływają następujące czynniki:

• liczba i rozmieszczenie zaworów;
• liczba i rozmieszczenie wałków rozrządu;
• położenie świec żarowych;
• pozycja dyszy;
• kształt kanałów do zmiany ładunku.

Kolejnym wymaganiem dla głowicy cylindrów jest, aby była jak najbardziej zwarta.
Kształt głowicy cylindrów zależy przede wszystkim od koncepcji napędu zaworów. Aby zapewnić wysoką moc silnika, niską emisję i niskie zużycie paliwa, konieczna jest w miarę możliwości sprawna i elastyczna zmiana ładunku oraz wysoki stopień napełnienia cylindrów. W przeszłości wykonano następujące czynności w celu optymalizacji tych właściwości:

• górny układ zaworów;
• górny wałek rozrządu;
• 4 zawory na cylinder.

Specjalny kształt portów wlotowych i wylotowych poprawia również wymianę ładunku. Zasadniczo wyróżnia się głowice cylindrów według następujących kryteriów:

• liczba części;
• liczba zaworów;
• koncepcja chłodzenia.

W tym miejscu należy jeszcze raz wspomnieć, że tylko głowica cylindrów jest tu traktowana jako odrębna część. Ze względu na swoją złożoność i silną zależność od nazwanych części jest często opisywana jako pojedyncza grupa funkcjonalna. Dalsze tematy można znaleźć w odpowiednich rozdziałach.

Liczba części
Głowicę cylindra nazywa się jednoczęściową, gdy składa się tylko z jednego dużego odlewu. Małe części, takie jak pokrywy łożysk wałka rozrządu, nie są tutaj uwzględnione. Wieloczęściowe głowice cylindrów są montowane z kilku pojedynczych części. Typowym tego przykładem są głowice cylindrów z przykręcanymi uchwytami wałka rozrządu. Jednak obecnie w silnikach wysokoprężnych BMW stosowane są tylko jednoczęściowe głowice cylindrów.

Ryc.15 - Porównanie głowic z dwoma i czterema zaworami
A Głowica cylindra z dwoma zaworami
W Głowica cylindra z czterema zaworami
1- Osłona komory spalania
2- zawory
3- Kanał bezpośredni (mieszanie w komorze wirowej z dwoma zaworami)
4- Pozycja świecy żarowej (4 zawory)
5- Położenie wtryskiwacza (wtrysk bezpośredni z czterema zaworami)

Liczba zaworów
Wczesne czterosuwowe silniki wysokoprężne miały dwa zawory na cylinder. Jeden zawór wydechowy i jeden zawór ssący. Dzięki zamontowaniu turbosprężarki spalinowej uzyskano dobre napełnienie cylindrów nawet przy 2 zaworach. Ale od kilku lat wszystkie silniki wysokoprężne mają cztery zawory na cylinder. W porównaniu z dwoma zaworami skutkuje to większą całkowitą powierzchnią zaworu, a tym samym lepszą powierzchnią przepływu. Cztery zawory na cylinder umożliwiają również centralne umieszczenie dyszy. To połączenie jest konieczne, aby zapewnić wysoką moc przy niskiej emisji spalin.
Ryc. 16 - Kanał wirowy i kanał napełniania silnika M57
1- kanał wylotowy
2- zawory wydechowe
3- kanał wirowy
4- Dysza
5- zawory dolotowe
6- Kanał wypełniający
7- zawór wirowy
8- świeca żarowa

W kanale wirowym dopływające powietrze jest obracane w celu uzyskania dobrego wytworzenia mieszanki przy niskich prędkościach obrotowych silnika.
Przez kanał styczny powietrze może swobodnie przepływać w linii prostej do komory spalania. Poprawia to napełnianie cylindrów, zwłaszcza przy dużych prędkościach. Czasami instalowany jest zawór wirowy do kontrolowania napełniania cylindrów. Zamyka kanał styczny przy niskich prędkościach (mocne zawirowanie) i otwiera go płynnie przy wyższych prędkościach (dobre wypełnienie).
Głowica cylindrów w nowoczesnych silnikach wysokoprężnych BMW zawiera kanał wirowy i wlewowy oraz centralnie umieszczoną dyszę.

• Połączenie obu rodzajów

W chłodzeniu krzyżowym chłodziwo przepływa od gorącej strony wylotu do zimnej strony wlotu. Ma to tę zaletę, że równomiernie rozprowadza ciepło w całej głowicy cylindrów. Natomiast w przypadku chłodzenia z przepływem wzdłużnym płyn chłodzący przepływa wzdłuż osi głowicy cylindrów, tj. od strony przedniej do strony przystawki odbioru mocy lub odwrotnie. Płyn chłodzący nagrzewa się coraz bardziej w miarę przemieszczania się z cylindra do cylindra, co oznacza bardzo nierównomierny rozkład ciepła. Ponadto oznacza to spadek ciśnienia w obiegu chłodzenia.
Połączenie obu typów nie może wyeliminować wad chłodzenia z przepływem wzdłużnym. Dlatego silniki wysokoprężne BMW wykorzystują wyłącznie chłodzenie krzyżowe.

• uszczelnia głowicę cylindrów od góry;
• zmniejsza hałas silnika;
• usuwa gazy ze skrzyni korbowej ze skrzyni korbowej;
• położenie układu separacji oleju

• umieszczenie zaworu regulacji ciśnienia wentylacji skrzyni korbowej;
• rozmieszczenie czujników;
• rozmieszczenie wylotów rurociągów.

Uszczelka głowicy cylindra
Uszczelka głowicy cylindrów (ZKD) w każdym silniku spalinowym, czy to benzynowym, czy wysokoprężnym, jest bardzo ważną częścią. Poddawany jest ekstremalnym obciążeniom termicznym i mechanicznym.

Funkcje ZKD obejmują izolowanie od siebie czterech substancji:

• spalanie paliwa w komorze spalania
• powietrze atmosferyczne
• olej w kanałach olejowych
• płyn chłodzący

Uszczelki uszczelniające dzielą się głównie na miękkie i metalowe.

Miękkie uszczelki
Tego typu uszczelnienia są wykonane z miękkich materiałów, ale mają metalową ramę lub płytę nośną. Na tej płycie miękkie podkładki są trzymane po obu stronach. Miękkie uchwyty często mają nałożoną plastikową powłokę. Taka konstrukcja pozwala wytrzymać naprężenia, którym normalnie poddawane są uszczelki głowicy cylindrów. Otwory w ZKD prowadzące do komory spalania posiadają metalowe obramowanie ze względu na obciążenia. Powłoki elastomerowe są często stosowane do stabilizacji kanałów chłodziwa i oleju.

Uszczelki metalowe
Uszczelnienia metalowe stosowane są w silnikach pracujących pod dużymi obciążeniami. Takie uszczelki obejmują kilka stalowych płyt. Główną cechą uszczelek metalowych jest to, że uszczelnienie odbywa się głównie dzięki płytom falistym i zatyczkom umieszczonym pomiędzy płytkami ze stali sprężynowej. Odkształcalne właściwości ZKD pozwalają, po pierwsze, optymalnie leżeć w obszarze głowicy cylindrów, a po drugie, w dużym stopniu kompensować odkształcenie dzięki sprężystemu powrotowi. Takie odprężenie następuje pod wpływem obciążeń termicznych i mechanicznych.

Grubość wymaganego ZKD jest określona przez wystawanie denka tłoka względem cylindra. Decydująca jest najwyższa wartość zmierzona na wszystkich cylindrach. Dostępne są trzy grubości uszczelki głowicy cylindrów.
Różnica w grubości podkładek jest określona przez grubość podkładki pośredniej. Zobacz TIS, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat projekcji denka tłoka.

miska olejowa

Miska olejowa służy jako zbiornik na olej silnikowy. Wykonany jest przez odlewanie ciśnieniowe aluminium lub podwójną blachę stalową.

Uwagi ogólne
Miska olejowa zamyka skrzynię korbową silnika od dołu. W przypadku silników wysokoprężnych BMW kołnierz miski olejowej znajduje się zawsze poniżej środka wału korbowego. Miska olejowa spełnia następujące zadania:

• służy jako zbiornik oleju silnikowego i
• zbiera wyciekający olej silnikowy;
• zamyka skrzynię korbową od dołu;
• jest elementem wzmocnienia silnika a czasem skrzyni biegów;
• służy jako miejsce do zainstalowania czujników i
• rurka prowadząca do prętowego wskaźnika poziomu oleju;
• oto korek spustowy oleju;
• zmniejsza hałas silnika.

Stalowa uszczelka jest montowana jako uszczelnienie. Uszczelki korka, które były montowane w przeszłości, skurczyły się, co może prowadzić do poluzowania gwintu.
Aby zapewnić działanie uszczelki stalowej, olej nie może dostać się na powierzchnie gumowe podczas jej montażu. W pewnych okolicznościach uszczelka może ześlizgnąć się z powierzchni uszczelniającej. Dlatego też powierzchnie kołnierzy muszą być oczyszczone bezpośrednio przed montażem. Ponadto należy uważać, aby olej nie kapał z silnika i nie dostawał się na powierzchnie kołnierzy i uszczelkę.

wentylacja skrzyni korbowej

Podczas pracy we wnęce skrzyni korbowej tworzą się gazy parterowe, które należy usunąć, aby zapobiec przedostawaniu się oleju w miejscach uszczelnionych powierzchni pod działaniem nadciśnienia. Podłączenie do rurociągu czystego powietrza, który ma niższe ciśnienie, odcina wentylację. W nowoczesnych silnikach układ wentylacji jest sterowany zaworem regulującym ciśnienie. Odolejacz oczyszcza gazy ze skrzyni korbowej z oleju i wraca rurą wylotową do miski olejowej.

Uwagi ogólne
Gdy silnik pracuje, gazy ze skrzyni korbowej dostają się do skrzyni korbowej z cylindra z powodu różnicy ciśnień.
Gazy przedmuchowe zawierają niespalone paliwo i wszystkie składniki spalin. W komorze skrzyni korbowej mieszają się one z olejem silnikowym, który występuje tam w postaci mgły olejowej.
Ilość gazów ze skrzyni korbowej zależy od obciążenia. We wnęce skrzyni korbowej powstaje nadciśnienie, które zależy od ruchu tłoka i prędkości obrotowej wału korbowego. To nadciśnienie gromadzi się we wszystkich zagłębieniach związanych z komorą skrzyni korbowej (np. przewód spustowy oleju, obudowa rozrządu itp.) i może prowadzić do wycieku oleju z uszczelnień.
Aby temu zapobiec, opracowano system wentylacji skrzyni korbowej. Początkowo gazy ze skrzyni korbowej zmieszane z olejem silnikowym były po prostu wyrzucane do atmosfery. Ze względów środowiskowych od dawna stosowane są systemy wentylacji skrzyni korbowej.
Układ wentylacji skrzyni korbowej kieruje gazy ze skrzyni korbowej oddzielone od oleju silnikowego do kolektora dolotowego, a krople oleju silnikowego przez przewód spustowy oleju do miski olejowej. Ponadto system wentylacji skrzyni korbowej zapobiega powstawaniu nadciśnienia w skrzyni korbowej.

Nieregulowana wentylacja skrzyni korbowej
W przypadku nieregulowanej wentylacji skrzyni korbowej gazy ze skrzyni korbowej zmieszane z olejem są odpowietrzane podciśnieniem przy najwyższych prędkościach obrotowych silnika. Ta próżnia powstaje po podłączeniu do wlotu. Stamtąd mieszanina wchodzi do separatora oleju. Występuje separacja gazów ze skrzyni korbowej i oleju silnikowego.
W silnikach wysokoprężnych BMW z nieregulowaną wentylacją skrzyni korbowej separacja odbywa się za pomocą siatki drucianej. „Oczyszczone” gazy ze skrzyni korbowej są odprowadzane do kolektora dolotowego silnika, podczas gdy olej silnikowy wraca do miski olejowej (uszczelki olejowe wału korbowego, uszczelka kołnierza miski olejowej itp.) Niefiltrowane powietrze dostaje się do silnika, co powoduje starzenie się oleju i powstawanie szlamów .

Regulowana wentylacja skrzyni korbowej
Silnik M51TU był pierwszym silnikiem wysokoprężnym BMW wyposażonym w system zmiennej wentylacji skrzyni korbowej.
Silniki wysokoprężne BMW ze zmienną wentylacją skrzyni korbowej do separacji oleju mogą być wyposażone w cyklonowy, labiryntowy lub siatkowy separator oleju.
W przypadku kontrolowanej wentylacji skrzyni korbowej komora skrzyni korbowej jest połączona z rurociągiem czystego powietrza za filtrem powietrza za pomocą następujących elementów:

• kanał wentylacyjny;
• komora uspokajająca;
• kanał gazowy skrzyni korbowej;
• Separator oleju;
• Zawór regulacji ciśnienia.

Ryc. 23 - separator oleju silnika M47
1- Surowe gazy ze skrzyni korbowej
2- Cyklonowy separator oleju
3- Separator oleju netto
4- Zawór kontroli ciśnienia
5- Filtr powietrza
6- Kanał do rurociągu czystego powietrza
7- Wąż do kanału czystego powietrza
8- Rurociąg czystego powietrza

W przewodzie czystego powietrza występuje podciśnienie z powodu działania turbosprężarki spalin.
Pod wpływem różnicy ciśnień względem skrzyni korbowej gazy ze skrzyni korbowej dostają się do głowicy cylindrów i tam najpierw trafiają do komory wyrównawczej.
Komora tłumiąca służy do tego, aby rozpylony olej, na przykład przez wałki rozrządu, dostał się do układu wentylacji skrzyni korbowej. Jeżeli separacja oleju odbywa się za pomocą labiryntu, zadaniem komory wyrównawczej jest eliminacja wahań gazów ze skrzyni korbowej. Zapobiegnie to wzbudzeniu membrany w zaworze regulacji ciśnienia. W przypadku silników z cyklonowym separatorem oleju wahania te są całkiem do przyjęcia, ponieważ zwiększa to skuteczność oddzielania oleju. Gaz jest następnie osadzony w cyklonowym separatorze oleju. Dlatego tutaj komora wyrównująca ma inną konstrukcję niż w przypadku labiryntowej separacji oleju.
Gazy ze skrzyni korbowej dostają się do odolejacza przewodem zasilającym, gdzie następuje oddzielenie oleju silnikowego. Oddzielony olej silnikowy spływa z powrotem do miski olejowej. Oczyszczone gazy ze skrzyni korbowej są stale doprowadzane przez zawór regulujący ciśnienie do przewodu czystego powietrza przed turbosprężarką spalin.Nowoczesne silniki wysokoprężne BMW są wyposażone w dwuskładnikowe separatory oleju. Najpierw przeprowadzana jest wstępna separacja oleju za pomocą cyklonowego odolejacza, a następnie końcowa separacja oleju w kolejnym odolejaczu siatkowym. Prawie wszystkie nowoczesne silniki wysokoprężne BMW mają oba separatory oleju w tej samej obudowie. Wyjątkiem jest silnik M67. Tutaj separacja oleju jest również prowadzona przez separatory cyklonowe i siatkowe, ale nie są one połączone w jedną całość. Wstępna separacja oleju odbywa się w głowicy cylindrów (aluminium), a końcowa separacja oleju za pomocą siatkowego separatora oleju odbywa się w oddzielnej obudowie z tworzywa sztucznego.

Proces dostosowania
Gdy silnik nie pracuje, zawór regulacji ciśnienia jest otwarty (stan A). Ciśnienie otoczenia działa po obu stronach membrany, tzn. membrana jest całkowicie otwarta pod działaniem sprężyny.
Po uruchomieniu silnika powstaje podciśnienie w kolektorze dolotowym i zamyka się zawór regulacji ciśnienia (stan W). Ten stan jest zawsze utrzymywany na biegu jałowym lub podczas wybiegu, ponieważ w tym przypadku nie ma gazów ze skrzyni korbowej. Wewnętrzna strona membrany jest więc poddawana dużej względnej próżni (w stosunku do ciśnienia otoczenia). W tym przypadku ciśnienie otoczenia, które działa na zewnętrzną stronę membrany, zamyka zawór wbrew sile sprężyny. Gdy wał korbowy jest obciążony i obracany, pojawiają się gazy ze skrzyni korbowej. gazy ze skrzyni korbowej ( 8 ) zmniejszyć względną próżnię działającą na membranę. W rezultacie sprężyna może otworzyć zawór i ulatniają się gazy ze skrzyni korbowej. Zawór pozostaje otwarty, dopóki nie zostanie ustalona równowaga między ciśnieniem otoczenia a podciśnieniem w skrzyni korbowej plus siła sprężyny (stan Z). Im więcej gazów ze skrzyni korbowej jest uwalnianych, tym mniejsze staje się względne podciśnienie działające na wewnętrzną stronę membrany i tym bardziej otwiera się zawór regulacji ciśnienia. Utrzymuje to pewną próżnię w skrzyni korbowej (ok. 15 mbar).

Separacja oleju

W celu uwolnienia gazów ze skrzyni korbowej z oleju silnikowego stosuje się różne separatory oleju w zależności od typu silnika.

• Cyklonowy separator oleju
• Labiryntowy separator oleju
• Separator oleju netto

Gdy cyklonowy separator oleju gazy ze skrzyni korbowej są kierowane do cylindrycznej komory w taki sposób, że tam się obracają. Pod wpływem siły odśrodkowej ciężki olej jest wyciskany z gazu na zewnątrz do ścianek cylindra. Stamtąd może spłynąć przez przewód spustowy oleju do miski olejowej. Cyklonowy separator oleju jest bardzo wydajny. Ale wymaga dużo miejsca.
W labiryntowy separator oleju gazy ze skrzyni korbowej przechodzą przez labirynt plastikowych przegród. Taki separator oleju znajduje się w obudowie w pokrywie głowicy cylindrów. Olej pozostaje na przegrodach i może spływać do głowicy cylindrów przez specjalne otwory, a stamtąd z powrotem do miski olejowej.
Separator oleju netto zdolne do filtrowania nawet najmniejszych kropelek. Rdzeń filtra siatkowego jest materiałem włóknistym. Jednak cienkie włókna włókninowe o wysokiej zawartości sadzy są podatne na szybkie zarastanie porów. Dlatego sito odolejacza ma ograniczoną żywotność i musi być wymieniane w ramach konserwacji.

Wał korbowy z łożyskami

Wał korbowy przekształca ruch liniowy tłoka w ruch obrotowy. Obciążenia działające na wał korbowy są bardzo duże i niezwykle złożone. Wały korbowe są odlewane lub kute do pracy przy zwiększonych obciążeniach. Wały korbowe są osadzone na łożyskach ślizgowych, do których doprowadzany jest olej. podczas gdy jedno łożysko prowadzi w kierunku osiowym.

informacje ogólne
Wał korbowy przekształca liniowy (posuwisto-zwrotny) ruch tłoków w ruch obrotowy. Siły są przenoszone przez korbowody na wał korbowy i przekształcane w moment obrotowy. W tym przypadku wał korbowy spoczywa na łożyskach głównych.

Dodatkowo wał korbowy przejmuje następujące zadania:

• napęd osprzętu pomocniczego i dołączonego za pomocą pasów;
• napęd zaworu;
• często napęd pompy olejowej;
• w niektórych przypadkach napęd wałków wyrównoważających.

Pod działaniem sił zmieniających się w czasie i kierunku, momentów obrotowych i zginających oraz drgań wzbudzonych powstaje obciążenie. Tak złożone obciążenia nakładają bardzo wysokie wymagania na wał korbowy.
Żywotność wału korbowego zależy od następujących czynników:

• wytrzymałość na zginanie (słabymi punktami są przejścia między gniazdami łożysk a policzkami wału);
• wytrzymałość na skręcanie (zwykle jest zmniejszana przez otwory smarowe);
• odporność na drgania skrętne (wpływa to nie tylko na sztywność, ale także na hałaśliwość);
• odporność na zużycie (na podporach);
• zużycie uszczelek olejowych (utrata oleju silnikowego z powodu wycieków).

Projekt
Wał korbowy składa się z jednego elementu, odlewanego lub kutego, który jest podzielony na wiele różnych sekcji. Czopy łożysk głównych pasują do łożysk w skrzyni korbowej.
Przez tak zwane policzki (lub czasami kolczyki) czopy korbowodu są połączone z wałem korbowym. Ta część z szyjką korbowodu i policzkami nazywa się kolanem. Silniki wysokoprężne BMW mają główne łożysko wału korbowego obok każdego czopu korbowego. W silnikach rzędowych jeden korbowód jest połączony z każdym czopem korbowym przez łożysko, a dwa w silnikach widlastych. Oznacza to, że wał korbowy 6-cylindrowego silnika rzędowego ma siedem czopów łożysk głównych. Łożyska główne są ponumerowane kolejno od przodu do tyłu.
Odległość między czopem korbowodu a osią wału korbowego określa skok tłoka. Kąt między czopami korbowodów określa odstęp między zapłonami w poszczególnych cylindrach. W przypadku dwóch pełnych obrotów wału korbowego lub 720 ° w każdym cylindrze następuje jeden zapłon.
Kąt ten, zwany odległością między czopami korbowymi lub kątem między kolanami, jest obliczany w zależności od liczby cylindrów, konstrukcji (silnik w kształcie litery V lub silnik rzędowy) i kolejności działania cylindrów. Celem jest płynna i równomierna praca silnika. Na przykład w przypadku silnika 6-cylindrowego otrzymujemy następujące obliczenie. Kąt 720 ° podzielony przez 6 cylindrów daje rozstaw czopów korbowych lub odstęp między zapłonami wynoszący 120 ° wału korbowego.
W wale korbowym znajdują się otwory olejowe. Zaopatrują łożyska korbowodu w olej. Biegną one od czopów łożysk głównych do czopów korbowodów i poprzez łoża łożysk są połączone z obiegiem oleju silnikowego.
Przeciwwagi tworzą masę symetryczną względem osi wału korbowego i tym samym przyczyniają się do równomiernej pracy silnika. Wykonane są w taki sposób, że wraz z siłami bezwładności obrotu kompensują również część sił bezwładności ruchu posuwisto-zwrotnego.
Bez przeciwwag wał korbowy uległby znacznej deformacji, co prowadziłoby do niewyważenia i nierównej pracy oraz dużych naprężeń w niebezpiecznych częściach wału korbowego.
Liczba przeciwwag jest różna. W przeszłości większość wałów korbowych miała dwie przeciwwagi, symetrycznie po lewej i prawej stronie czopu korbowego. Ośmiocylindrowe silniki w kształcie litery V, takie jak M67, mają sześć identycznych przeciwwag.
Aby zmniejszyć wagę, wały korbowe mogą być wydrążone w obszarze środkowych łożysk głównych. W przypadku kutych wałów korbowych osiąga się to przez wiercenie.

Produkcja i właściwości
Wały korbowe są odlewane lub kute. Silniki o wysokim momencie obrotowym są wyposażone w kute wały korbowe.

Zalety odlewanych wałów korbowych nad kutymi:

• odlewane wały korbowe są znacznie tańsze;
• materiały odlewnicze bardzo dobrze nadają się do obróbki powierzchniowej w celu zwiększenia odporności na wibracje;
• odlewane wały korbowe w tej samej wersji ważą mniej niż ok. na 10%;
• odlewane wały korbowe są lepiej obrabiane;
• policzki wału korbowego zwykle nie mogą być przetwarzane.

Zalety kutych wałów korbowych w stosunku do odlewanych:

• kute wały korbowe są sztywniejsze i mają lepszą odporność na wibracje;
• w połączeniu z aluminiową skrzynią korbową przekładnia powinna być jak najbardziej sztywna, ponieważ sama skrzynia korbowa ma niską sztywność;
• kute wały korbowe mają niskie zużycie czopów łożysk.

Zalety kutych wałów korbowych można zrównoważyć wałami odlewanymi o:

• większa średnica w obszarze łożyska;
• drogie systemy tłumienia drgań;
• bardzo sztywna konstrukcja skrzyni korbowej.

Namiar

Jak już wspomniano, wał korbowy w silniku wysokoprężnym BMW jest osadzony w łożyskach po obu stronach czopa korbowego. Te główne łożyska utrzymują wał korbowy w skrzyni korbowej. Strona obciążona znajduje się w pokrywie łożyska. Tutaj postrzegana jest siła generowana podczas procesu spalania.
Do niezawodnej pracy silnika wymagane są łożyska główne o niskim zużyciu. Dlatego stosuje się panewki łożysk, których powierzchnia ślizgowa jest pokryta specjalnymi materiałami łożyskowymi. Powierzchnia ślizgowa znajduje się wewnątrz, tj. panewki łożysk nie obracają się wraz z wałem, ale są zamocowane w skrzyni korbowej.
Niskie zużycie jest zapewnione, jeśli powierzchnie ślizgowe są oddzielone cienką warstwą oleju. Oznacza to, że należy zapewnić wystarczającą ilość oleju. Najlepiej przeprowadzić to od strony nieobciążonej, czyli w tym przypadku od strony łoża głównego łożyska. Smarowanie olejem silnikowym odbywa się przez otwór smarowy. Okrągły rowek (w kierunku promieniowym) poprawia rozprowadzanie oleju. Zmniejsza to jednak powierzchnię ślizgową, a tym samym zwiększa efektywny nacisk. Mówiąc dokładniej, łożysko jest podzielone na dwie połowy o mniejszej nośności. Dlatego rowki olejowe znajdują się zwykle tylko w obszarze nieobciążonym. Olej silnikowy chłodzi również łożysko.

Łożyska z trójwarstwową wkładką
Łożyska główne wału korbowego, którym stawia się wysokie wymagania, często konstruowane są jako łożyska z wkładką trójwarstwową. Warstwa babbittu jest dodatkowo nakładana galwanicznie na metalową powłokę łożyska (na przykład ołów lub brąz aluminiowy) na stalowej tulei. Daje to poprawę właściwości dynamicznych. Wytrzymałość takiej warstwy jest tym większa, im cieńsza jest warstwa. Grubość babbitu to ok. 0,02 mm, grubość metalowej podstawy łożyska wynosi od 0,4 do 1 mm.

Łożyska powlekane
Innym typem łożyska wału korbowego jest łożysko powlekane. Jest to łożysko z trójwarstwową powłoką z warstwą natryskiwaną na powierzchnię ślizgową, która wytrzymuje bardzo duże obciążenia. Łożyska takie stosowane są w mocno obciążonych silnikach.
Łożyska powlekane są bardzo twarde ze względu na swoje właściwości materiałowe. Dlatego takie łożyska są zwykle stosowane w miejscach, w których występują największe obciążenia. Oznacza to, że łożyska powlekane montowane są tylko z jednej strony (strona ciśnieniowa). Po przeciwnej stronie zawsze montowane jest bardziej miękkie łożysko, a mianowicie łożysko z trzywarstwową wkładką. Bardziej miękki materiał takiego łożyska jest w stanie wchłonąć cząsteczki brudu z części. Jest to niezwykle ważne, aby zapobiec jego uszkodzeniu.
Odkurzanie oddziela najmniejsze cząstki. Za pomocą pól elektromagnetycznych cząstki te nanoszone są na powierzchnię ślizgową łożyska z trójwarstwową wkładką. Ten proces nazywa się rozpylaniem. Natryśnięta warstwa ślizgowa charakteryzuje się optymalnym rozłożeniem poszczególnych składników.
Łożyska powlekane w okolicy wału korbowego montowane są w silnikach wysokoprężnych BMW o maksymalnej mocy oraz w wersjach TOP.

Ostrożne obchodzenie się z panewkami łożysk jest niezbędne, ponieważ bardzo cienka metalowa warstwa łożyska nie jest w stanie zrekompensować odkształcenia plastycznego.
Łożyska powlekane można rozpoznać po wytłoczonym „S” z tyłu pokrywy łożyska.
Łożysko oporowe
Wał korbowy ma tylko jedno łożysko oporowe, które jest często określane jako łożysko centrujące lub oporowe. Łożysko utrzymuje wał korbowy w kierunku osiowym i musi przejmować siły działające w kierunku wzdłużnym. Siły te są generowane przez:

• koła zębate ze skośnymi zębami do napędzania pompy olejowej;
• napęd sterujący sprzęgłem;
• przyspieszenie samochodu.

Łożysko oporowe może mieć postać łożyska oporowego lub łożyska złożonego z podkładkami oporowymi.
Łożysko oporowe ma 2 szlifowane powierzchnie nośne dla wału korbowego i spoczywa na głównym łożu łożyska w skrzyni korbowej. Łożysko kołnierzowe to jednoczęściowa połówka łożyska z płaską powierzchnią prostopadłą lub równoległą do osi. We wcześniejszych silnikach montowano tylko połowę łożyska kołnierzowego. Wał korbowy miał łożysko osiowe tylko 180 °.
Łożyska kompozytowe składają się z kilku części. Dzięki tej technologii po obu stronach montowany jest jeden półpierścień oporowy. Zapewniają stabilne, swobodne połączenie z wałem korbowym. Dzięki temu półpierścienie oporowe są ruchome i równomiernie osadzone, co zmniejsza ich zużycie. W nowoczesnych silnikach wysokoprężnych do prowadzenia wału korbowego montowane są dwie połówki łożyska kompozytowego. Dzięki temu wał korbowy jest podparty o 360°, co zapewnia bardzo dobrą odporność na ruchy osiowe.
Ważne jest, aby zapewnić smarowanie olejem silnikowym. Awaria łożyska oporowego jest zwykle spowodowana przegrzaniem.
Zużyte łożysko oporowe zaczyna hałasować, przede wszystkim w okolicy tłumika drgań skrętnych. Kolejnym objawem może być źle działający czujnik położenia wału korbowego, który w samochodach z automatyczną skrzynią biegów objawia się mocnymi wstrząsami podczas zmiany biegów.

Korbowody z łożyskami Informacje ogólne
Korbowód w mechanizmie korbowym łączy tłok z wałem korbowym. Przekształca ruch liniowy tłoka w ruch obrotowy wału korbowego. Dodatkowo przenosi siły powstające podczas spalania paliwa i działające na tłok z tłoka na wał korbowy. Ponieważ jest to część, która doświadcza bardzo dużych przyspieszeń, jej masa ma bezpośredni wpływ na moc i płynność pracy silnika. Dlatego podczas tworzenia najwygodniejszych silników dużą wagę przywiązuje się do optymalizacji masy korbowodów. Na korbowód działają siły od gazów w komorze spalania i mas bezwładnościowych (w tym własnych). Korbowód jest poddawany zmiennym obciążeniom ściskającym i rozciągającym. W szybkoobrotowych silnikach benzynowych decydujące znaczenie mają obciążenia rozciągające. Ponadto, z powodu bocznych odchyleń korbowodu, generowana jest siła odśrodkowa, która powoduje zginanie.

Cechy korbowodów to:

• Silniki M47 / M57 / M67: części łożysk korbowodu wykonane są w postaci łożysk powlekanych;
• Silnik M57: korbowód jest taki sam jak w silniku M47, materiał C45 V85;
• Silnik M67: korbowód trapezowy z dolną głowicą wykonaną przez łamanie, materiał C70;
• M67TU: Grubość panewki łożyska korbowodu zwiększono do 2 mm. Śruby korbowodu są montowane po raz pierwszy z uszczelniaczem.

Korbowód przenosi siłę i ciśnienie z tłoka na wał korbowy. Korbowody są dziś wykonane ze stali kutej, a łącznik na dużej głowicy powstaje przez wyłamanie. Przerwa ma między innymi tę zaletę, że płaszczyzny łamania nie wymagają dodatkowej obróbki, a obie części są precyzyjnie ustawione względem siebie.

Projekt
Korbowód ma dwie głowice. Przez małą głowicę korbowód jest połączony z tłokiem za pomocą sworznia tłokowego. Ze względu na boczne ugięcie korbowodu podczas obrotu wału korbowego, musi on mieć możliwość obracania się w tłoku. Odbywa się to za pomocą łożyska ślizgowego. Aby to zrobić, tuleja jest wciskana w małą główkę korbowodu.
Przez otwór w tym końcu korbowodu (od strony tłoka) do łożyska doprowadzany jest olej. Z boku wału korbowego znajduje się duża dzielona głowica korbowodu. Duża głowica korbowodu jest dzielona, ​​aby można było połączyć korbowód z wałem korbowym. Działanie tego zespołu zapewnia łożysko ślizgowe. Łożysko ślizgowe składa się z dwóch tulei. Otwór olejowy w wale korbowym zaopatruje łożysko w olej silnikowy.
Poniższe ilustracje przedstawiają geometrię trzonków prostych i skośnych korbowodów dzielonych. Korbowody z łącznikiem skośnym stosowane są głównie w silnikach w kształcie litery V.
Silniki w kształcie litery V, ze względu na duże obciążenia, mają dużą średnicę czopów korbowodu. Ukośne złącze pozwala uczynić skrzynię korbową bardziej zwartą, ponieważ gdy wał korbowy się obraca, opisuje mniejszą krzywiznę na dole.

Korbowód trapezowy
W przypadku korbowodu trapezowego mała główka ma w przekroju kształt trapezu. Oznacza to, że korbowód staje się cieńszy od podstawy, przylegającej do korbowodu, do końca przy małej główce korbowodu. Pozwala to na dalszą oszczędność masy, ponieważ materiał jest oszczędzany po stronie „nieobciążonej", podczas gdy pełna szerokość łożyska jest zachowana po stronie obciążonej. Zmniejsza to również odległość między występami, co z kolei zmniejsza ugięcie sworznia tłokowego. Kolejną zaletą jest brak otworu olejowego w małym końcu korbowodu, ponieważ olej dostaje się przez ściętą ściankę boczną łożyska ślizgowego. Brak otworu eliminuje jego negatywny wpływ na wytrzymałość, co umożliwia korbowód być w tym miejscu jeszcze cieńszy. W ten sposób nie tylko oszczędza się wagę, ale także uzyskuje się zwiększenie przestrzeni tłoka.

Produkcja i właściwości
Półfabrykat wędki można wykonać na różne sposoby.

tłoczenie na gorąco
Materiałem wyjściowym do produkcji półfabrykatu korbowodu jest pręt stalowy, który nagrzewa się do ok. do 1250-1300 "C. Walcowanie rozprowadza masy w kierunku główek korbowodów. Podczas formowania głównej formy podczas tłoczenia powstaje wypływka z powodu nadmiaru materiału, który jest następnie usuwany. Właściwości tłoczenia poprawia obróbka cieplna.

Odlew
Podczas odlewania korbowodów stosuje się model z tworzywa sztucznego lub metalu. Ten model składa się z dwóch połówek, które razem tworzą korbowód. Każda połówka jest formowana w piasku, dzięki czemu odwrotne połówki są odpowiednio wytwarzane. Jeśli teraz je połączysz, otrzymasz formę do odlewania korbowodu. Aby uzyskać większą wydajność, wiele korbowodów jest odlewanych obok siebie w jednej formie. Formę wypełnia się płynnym żelazem, które następnie powoli stygnie.

Leczenie
Niezależnie od tego, w jaki sposób wykroje zostały wykonane, są one obrabiane do ostatecznych wymiarów.
Aby zapewnić płynną pracę silnika, korbowody muszą mieć określoną masę w wąskim zakresie tolerancji. Wcześniej ustalano do tego dodatkowe wymiary obróbcze, które następnie w razie potrzeby frezowano.Dzięki nowoczesnym metodom wytwarzania parametry technologiczne są kontrolowane na tyle precyzyjnie, że pozwala to na produkcję korbowodów w dopuszczalnych granicach wagowych.
Obrabiane są tylko powierzchnie końcowe głowic dużych i małych oraz same głowice korbowodów. Jeśli połączenie głowicy korbowodu odbywa się przez cięcie, wówczas powierzchnie połączenia należy dodatkowo poddać obróbce. Wewnętrzna powierzchnia dużej głowicy korbowodu jest następnie wiercona i szlifowana.

Łącznik złamania
W tym przypadku duża głowa jest podzielona w wyniku pęknięcia. W takim przypadku określone miejsce uszkodzenia jest oznaczane przez wybijanie, przeciąganie lub za pomocą lasera. Następnie głowica korbowodu jest zaciskana na specjalnym dwuczęściowym trzpieniu i rozdzielana przez wciśnięcie klina.
Wymaga to materiału, który pęka bez uprzedniego nadmiernego rozciągania (odkształcenie). W przypadku pęknięcia korka korbowodu, zarówno w przypadku korbowodu stalowego, jak i korbowodu z materiałów proszkowych, powstaje powierzchnia pęknięcia. Ta struktura powierzchni dokładnie centruje pokrywę łożyska głównego podczas montażu na korbowodzie.
Pęknięcie ma tę zaletę, że nie jest wymagana dalsza obróbka powierzchni podziału. Obie połówki pasują dokładnie. Pozycjonowanie za pomocą tulei centrujących lub śrub nie jest wymagane. Jeśli nasadka korbowodu zostanie odwrócona lub zamontowana na drugim pręcie korbowodu, struktura pęknięcia obu części zostanie zniszczona, a nasadka nie zostanie wyśrodkowana. W takim przypadku konieczna jest wymiana całego korbowodu na nowy.

Mocowanie gwintowane

Gwintowane mocowanie korbowodu wymaga specjalnego podejścia, ponieważ podlega bardzo dużym obciążeniom.
Gwintowane elementy złączne korbowodów są poddawane bardzo szybko zmieniającym się obciążeniom podczas obrotu wału korbowego. Ponieważ korbowód i jego śruby mocujące są ruchomymi częściami silnika, ich waga powinna być minimalna. Ponadto ograniczona przestrzeń wymaga kompaktowego łącznika gwintowanego. Powoduje to bardzo duże obciążenie gwintowanego mocowania korbowodu, co wymaga szczególnie ostrożnego obchodzenia się.
Zobacz TIS i ETC, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat gwintów korbowodu, takich jak gwinty, kolejność dokręcania itp.
Podczas instalacji nowy komplet korbowodów:
Śruby korbowodu można dokręcić tylko raz podczas montażu korbowodu w celu sprawdzenia luzu łożyska, a następnie podczas końcowego montażu. Ponieważ śruby korbowodu zostały już trzykrotnie dokręcone podczas obróbki korbowodu, osiągnęły już maksymalną wytrzymałość na rozciąganie.
Jeśli korbowody są ponownie używane i wymieniane są tylko śruby korbowodu: śruby korbowodu należy ponownie dokręcić po sprawdzeniu luzów łożyskowych, ponownie poluzować i dokręcić po raz trzeci, aż osiągną maksymalną wytrzymałość na rozciąganie.
Jeśli śruby korbowodu zostały dokręcone co najmniej trzy razy lub więcej niż pięć razy, nastąpi uszkodzenie silnika.

Tłok z pierścieniami i sworzniem tłokowym

Tłoki przetwarzają wytwarzane podczas spalania ciśnienie gazu na ruch.Kształt główki tłoka ma decydujące znaczenie dla tworzenia mieszanki. Pierścienie tłokowe zapewniają dokładne uszczelnienie komory spalania oraz regulują grubość filmu olejowego na ściance cylindra.
informacje ogólne
Tłok jest pierwszym ogniwem w łańcuchu części, które przenoszą moc silnika. Zadaniem tłoka jest pochłanianie sił nacisku powstających podczas spalania i przenoszenie ich poprzez sworzeń tłokowy i korbowód na wał korbowy. Oznacza to, że przekształca energię cieplną spalania w energię mechaniczną. Ponadto tłok musi napędzać górną głowicę korbowodu. Tłok wraz z pierścieniami tłokowymi musi zapobiegać wydostawaniu się gazów z komory spalania i zużyciu oleju, i to niezawodnie i we wszystkich trybach pracy silnika. Obecność oleju na powierzchniach styku pomaga uszczelnić. Tłoki silników wysokoprężnych BMW są wykonane wyłącznie ze stopów aluminiowo-krzemowych. Montowane są tzw. tłoki autotermiczne full-skirted, w których stalowe paski wchodzące w skład odlewu służą do zmniejszenia szczelin montażowych oraz regulacji ilości ciepła wytwarzanego przez silnik. Aby dopasować materiał do ścianek cylindra z żeliwa szarego, na powierzchnię płaszcza tłoka nakładana jest warstwa grafitu (metoda tarcia półpłynnego), dzięki czemu zmniejsza się tarcie i poprawia się charakterystyka akustyczna.

W ramach mechanizmu korbowego tłok podlega obciążeniom:

• siły ciśnienia gazów powstających podczas spalania;
• ruchome części bezwładnościowe;
• siły poślizgu bocznego;
• moment w środku ciężkości tłoka, który jest spowodowany położeniem sworznia tłokowego z przesunięciem względem środka.

Siły bezwładności ruchomych części tłokowych powstają w wyniku ruchu samego tłoka, pierścieni tłokowych, sworznia tłokowego i części korbowodu. Siły bezwładności rosną w kwadratowej zależności od prędkości obrotowej. Dlatego w silnikach szybkoobrotowych bardzo ważna jest mała masa tłoków wraz z pierścieniami i sworzniami tłokowymi. W silnikach wysokoprężnych denki tłoków są poddawane szczególnie dużym obciążeniom z powodu ciśnienia zapłonu do 180 barów.
Odchylenie korbowodu powoduje boczne obciążenie tłoka prostopadłe do osi cylindra. Działa to w ten sposób, że tłok odpowiednio po dolnym martwym punkcie lub górnym martwym punkcie jest dociskany z jednej strony ścianki cylindra do drugiej. To zachowanie nazywa się zmianą dopasowania lub zmianą strony. Aby zmniejszyć hałas i zużycie tłoka, sworzeń tłoka jest często przesunięty od środka o ok. 1-2 mm (nieosiowo), Tworzy to moment, który optymalizuje zachowanie tłoka podczas zmiany pasowania.

Projekt

Tłok ma następujące główne obszary:

• dno tłoka;
• pasek pierścieni tłokowych z kanałem chłodzącym;
• spódnica tłoka;
• szef tłoka.

Silniki wysokoprężne BMW mają komorę spalania w denku tłoka. Kształt wnęki zależy od procesu spalania i położenia zaworów. Obszar pasa pierścieni tłokowych to dolna część tzw. pasa wypalania, pomiędzy denkiem tłoka a pierwszym pierścieniem tłokowym oraz mostek pomiędzy 2. pierścieniem tłokowym a pierścieniem zgarniającym olej.