Реферати українською » Транспорт » Будову та принцип роботи двигуна автомобіля


Реферат Будову та принцип роботи двигуна автомобіля

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>КШМкривошипно-шатунний механізм (скорочена назва –КШМ) сприймає тиск газів, які виникають за згоряннітопливно-воздушной суміші в циліндрах двигуна, і перетворює їх у механічну роботу з обертанню колінчатого валу.

>Кривошипно-шатунний механізм складається з таких основних елементів: поршні; шатуни; гільзи (чопи) циліндрів; колінчатий вал; маховик.

>Поршень сприймає тиск розширення за високої температури газів і передає його за шатун.Поршень виготовляється з алюмінієвих сплавів.Возвратно-поступательное рух поршня ввозяться гільзі циліндра.Поршень складається з єдиних днища, голівки і спідниці.Днище поршня може мати різну форму (пласку, опуклу, увігнуту та інших.), у ньому також може бути виконано камера згоряння (дизельні двигуни). У голівці нарізані канавки розміщувати поршневих кілець. На сучасних двигунах використовується два типу кілець:маслосъемние і компресійні.Компрессионние кільця перешкоджають прориву газів у картер двигуна.Маслосъемние кільця видаляють надлишки олії на стінках циліндра. У спідниці виконані двібобишки розміщувати поршневого пальця, що з'єднує поршень з шатуном.Шатун передає зусилля від поршня до колінчатому валу, при цьому вона маєшарнирное з'єднання і з поршнем і з колінчатим валом.Шатуни виготовляються, зазвичай, зі сталі шляхом штампування чи кування.Шатуни двигунів спортивних автомобілів відлиті з сплаву титану. Конструктивно шатун складається з верхньої голівки, стрижня та нижньої голівки. У верхньої голівці розміщається поршневий палець. Передбачається обертання поршневого пальця в голівці шатуна ібобишках поршня. Такий палець має назву «плаваючий». Стрижень шатуна маєдвутавровое перетин. Нижня голівка виконано розбірної, що дозволяє забезпечити з'єднання з шийкою колінчатого валу. Сучасною технологією є контрольоване розколення цільною нижньої голівки шатуна. Завдяки неповторною поверхні зламу забезпечується висока точність сполуки частин нижньої голівки.Коленчатий вал сприймає зусилля від шатуна і перетворює в крутний момент.Коленчатие вали виготовляються із високоміцного чавуну і вони.Коленчатий вал складається з корінних ішатунних шийок, з'єднаних щоками.Щеки утворюють противагишатуннимшейкам. Корінні ішатунние шийки обертаються в підшипниках ковзання, виконаних виглядіразъемних тонкостінних вкладишів. Усередині шийок і щік колінчатого валу просвердлені отвори для проходу олії, який до кожної з шийок подається під тиском. На кінці колінчатого валу встановлюється маховик. Нині застосовуються т.зв.двухмассовие маховики, які становлять пружно з'єднаних два диска. Через зубцюватий вінець маховика виробляється запуск двигуна стартером. Щоб запобігти крутильних коливань (>чередующееся закручування і розкручування колінчатого валу) іншому кінці колінчатого валу може визначатися гаситель крутильних коливань.Гаситель коливань і двох металевих кілець, з'єднаних через пружну середу (>еластомер, в'язке олію). На зовнішньому кільцігасителя крутильних коливань виконано ремінної шків (зірочка ланцюга).

Спільно поршень, шатун і гільза циліндрів утворюютьцилиндро-поршневую групу чи навіть циліндр. Сучасний двигун може мати від однієї до 16 (>BugattiVeyron) і більше циліндрів.

Розрізняють такікомпоновочние схеми розташування циліндрів в двигуні:

>рядная (осі циліндрів перебувають у площині);

>V–образная (осі циліндрів перебувають у двох площинах);

>оппозитная (осі циліндрів перебувають у двох площинах з точки 180°);

>VR (осі циліндрів перебувають у двох площинах під малим кутом);

>W–образная (двіVR схеми, розташованихV-образно зі зміщенням однієюколенчатом валу).Компоновочная схема визначає рівень балансування двигуна.Наилучшую баланс має двигун зоппозитним розташуванням циліндрів. Досить збалансований рядний чотирициліндровий двигун. V-подібний двигун має найкращу баланс за значення кута між циліндрами 60° і 120°. Для зменшення вібрації врядних двигунах застосовуютьсябалансирние вали, розташовані під колінчатим валом у мастильному піддоні.

>НЕИСПРАВНОСТИКШМ

>Неисправностикривошипно-шатунного механізму – найсерйозніші несправності двигуна. Їх усунення дуже трудомістка і витратне, оскільки, найчастіше, передбачає проведення капітального ремонту двигуна.

До несправностейкривошипно-шатунного механізму ставляться:

знос корінних ішатунних підшипників;

знос поршнів і циліндрів;

знос поршневих пальців;

поломка і залягання поршневих кілець.

Основні причини даних несправностей є:

вироблення встановленого ресурсу двигуна;

порушення правил експлуатації двигуна (використання неякісного олії, збільшення термінів технічного обслуговування, тривале використання автомобіля під навантаженням та інших.) Практично всі несправностікривошипно-шатунного механізму (>КШМ) можна діагностувати зовнішніми ознаками, ні з допомогою найпростіших приладів (стетоскопа,компрессометра).НеисправностиКШМ супроводжуються сторонніми шумами і стукотами,димлением, падінням компресії, підвищеним витратою олії.

Зовнішні ознаки відповідні їм несправностіКШМ

глухий стукіт у нижній частині блоку циліндрів (посилюється зі збільшенням оберту і навантаження);

зниження тиску олії (горить сигнальна лампа)

знос корінних підшипників

плаваючий глухий стукіт у неповній середній частини блоку циліндрів (посилюється зі збільшенням зворотів і навантаження, пропадає при відключенні відповідної свічки запалювання);

зниження тиску олії (горить сигнальна лампа)

зносшатунних підшипників

дзвінкий стукіт (стукіт глиняній посуду) на холодному двигуні (зникає при прогріві);

синій дим відпрацьованих газів

знос поршнів і циліндрів
дзвінкий стукіт у верхній частині блоку циліндрів усім режимах роботи двигуна (посилюється зі збільшенням оберту і навантаження, пропадає при відключенні відповідної свічки запалювання) знос поршневих пальців

синій дим відпрацьованих газів;

зниження рівня олії на картері двигуна;

робота двигуна з перебоями

поломка і залягання кілець

Придиагностировании зносу корінних ішатунних підшипників подальша експлуатація автомобіля категорично заборонена. У інших випадках з максимальною обережністю необхідно висунутися в гараж чи автосервіс.

ГРМГазораспределительний механізм (інше найменування – система газорозподілу, скорочена найменування – ГРМ) призначений задля забезпечення своєчасної подачі в циліндри двигуна повітря, аботопливно-воздушной суміші (залежно від типу двигуна) і випуску з циліндрів відпрацьованихгазов.На найпоширенішихчетирехтактних поршневих двигунах внутрішнього згоряння застосовуютьсяклапанние газорозподільні механізми, тому пристрій ГРМ розглянуто саме у його прикладі.Газораспределительний механізм має таке загальне пристрій:

клапани;

привід клапанів;

розподільний вал;

привід розподільного валу.

Клапани безпосередньо здійснюють подачу в циліндри повітря (>топливно-воздушной суміші) й випуск відпрацьованих газів.Клапан складається з тарілки і стрижня. На сучасних двигунах клапани вміщено у голівці блоку циліндрів, а місце дотику клапана із нею називається сідло. Розрізняють впускні і випускні клапани. Для кращого наповнення циліндрів діаметр тарілкивпускного клапана більше, ніж випускного.Клапан утримується у зачиненому стані з допомогою пружини, а відкривається при натисканні на стрижень.Пружина закріплена на стрижні з допомогою тарілки пружини і сухарів.Клапанние пружини мають певну жорсткість, що забезпечує закриття клапана під час роботи. Щоб запобігти резонансних коливань на клапанах може визначатися дві пружини меншою жорсткості, мають протилежнунавивку. Клапани виготовляються з сплавів. Робоча край тарілки клапана посилено. Стриженьвпускного клапана, зазвичай,полнотелий, а випускного – порожній, знатриевим наповненням для кращого охолодження. Більшість сучасних ДВС мають двівпускних і двоє випускних клапана за кожен циліндр. Крім даної схеми ГРМ використовуєтьсятрехклапанная схема (двавпускних, один випускний),пятиклапанная схема (тривпускних, два випускних). Використання більшої кількості клапанів обмежується розміром камери згоряння складністю приводу. Відкриття клапана здійснюється з допомогою приводу, забезпечує передачу зусилля від розподільного валу на клапан. Нині застосовуються дві основні схеми приводу клапанів:

гідравлічні штовхачі;

роликові важелі.

>Роликовие важелі замість приводу кращі,т.к. мають менші втрати на тертя і меншу масу.Роликовий важіль (інші найменування – коромисло, рокер, від англійського «коромисло») однією стороною спирається на стрижень клапана, інший – нагидрокомпенсатор (у деяких конструкціях на шарову опору). Для зниження втрат на тертя місце поєднання важеля і кулачка розподільного валу виконано як ролика. З допомогоюгидрокомпенсаторов в привід клапанів реалізується нульової теплової зазор переважають у всіх положеннях, забезпечується менший гомін лісу і м'якість роботи. Конструктивногидрокомпенсатор складається з циліндра, поршня з пружиною, зворотного клапани й каналів для підвода олії.Гидравлический компенсатор, розташований безпосередньо натолкателе клапана, називаєтьсягидротолкателя.

>Распределительний вал забезпечує функціонуваннягазораспределительного механізму відповідність до прийнятим для даного двигуна порядком роботи циліндрів і фазами газорозподілу. Він є вал з розташованими кулачками. Форма кулачків визначає фази газорозподілу, саме моментиоткрития-закрития клапанів і тривалість його роботи. Істотне підвищення ефективності ГРМ, отже й поліпшення характеристик двигуна дає застосування різних систем зміни фаз газорозподілу. На сучасних двигунах розподільний вал лежить у голівці блоку циліндрів, у своїй розрізняють дві такі схеми:

>одновальная –SOHC (>SingleOverHeadCamshaft);

>двухвальная -DOHC (>DubleOverHeadCamshaft).

У зв'язку з застосуванням чотирьох клапанів однією циліндр перевагу надаютьдвухвальной схемою ГРМ (один розподільний вал забезпечує привідвпускних клапанів, інший вал – випускних).Распределительний вал наводиться на дію від колінчатого валу з допомогою приводу, що здійснює його обертання вдвічі повільніше колінчатого валу (за цикл роботи двигуна конкретний клапан відчиняються лише одного разу). Як приводу розподільного валу використовуються такі види передач:

ремінна;

ланцюгова;

зубчаста.

>Ременная і зубчаста передачі викликають дію розподільний вал, що у голівці блоку циліндрів.Зубчатая передача обертає, зазвичай, розподільний вал у блоці циліндрів.Ременная і ланцюгова передачі мають як гідності, і недоліки, у ГРМ застосовуються однакові. Ланцюговий привід надійніший, але ланцюг важче ременя, тому вимагає додаткових пристроїв для натягу і гасінняколебаний.Ременной привід не вимагає мастила, на шківи встановлюється відкрито. Разом про те, ремінь тоді як ланцюгом має обмежений ресурс. Як ремінного приводу розподільного валу широко використовуються зубчасті ремені.

Основними несправностямигазораспределительного механізму (ГРМ) є:

порушення теплових проміжків клапанів (на двигунах із регульованим зазором);

знос підшипників, кулачків розподільного валу;

несправностігидрокомпенсаторов (на двигунах з автоматичними регулюванням проміжків);

зниження пружності і поломка пружин клапанів;

зависання клапанів;

знос і подовження ланцюга (ременя) приводу розподільного валу;

знос зубчастогошкива приводу розподільного валу;

зносмаслоотражающих ковпачків, стрижнів клапанів, направляють втулок;

нагар на клапанах.

Можна виокремити такі причини несправностей ГРМ (вони, переважно, аналогічні причин несправностейкривошипно-шатунного механізму):

вироблення встановленого ресурсу двигуна як наслідок, висока зношеність конструктивних елементів;

порушення правил експлуатації двигуна, зокрема використання неякісного (рідкого), забрудненого олії, застосування бензину із високим вмістом смол, тривала робота двигуна на граничних оборотах.

Найсерйознішою несправністюгазораспределительного механізму є т.зв. зависання клапанів, що може призвести до серйозних поломки двигуна. Причин у несправності дві. Застосування неякісного бензину, що супроводжується відкладенням смол на стрижнях клапана. Інший причиною яких є ослаблення чи поломка пружин клапанів. І тут на високих оборотах двигуна клапан не встигає сісти в «сідло», викривляється і заклинює (зависає) в спрямовуючої чопі. На щастя, дана несправність на сучасних автомобілях зустрічається нечасто.

Окремо слід визнати про несправностяхгидрокомпенсаторов. З використанням рідкого чи сильно забрудненого оліїгидрокомпенсатор перестає виконувати свою основної функції, саме автоматично компенсувати зазори в ГРМ. Подальша експлуатація двигуна можуть призвести дозаклиниваниюгидрокомпенсаторов.

Порушення теплового зазору на двигунах із регульованим зазором може відбутися через знос підшипників і кулачків розподільного валу, зносу зубчастогошкива приводу розподільного валу, і навіть внаслідок неправильної регулювання.Неисправности ГРМ дуже складно діагностувати,т.к. подібні зовнішніх ознак можуть відповідати кільком несправностей. Найчастіше конкретна несправність встановлюється безпосереднім оглядом конструктивних елементів ГРМ зі зняттям кришки голівки блоку циліндрів. Більшість несправностейгазораспределительного механізму призводить до порушень фаз газорозподілу, у яких двигун починає працювати нестабільно і розвиває номінальною потужності.

Зовнішні ознаки й формує відповідні їм несправності ГРМ

металевий стукіт в голівці блоку циліндрів на малих та середніх оборотах;

зниження потужності двигуна

порушення теплового зазору клапанів;

знос підшипників, кулачків розподільного валу

металевий стукіт в голівці блоку циліндрів на холодному двигуні;

зниження потужності двигуна

несправностігидрокомпенсаторов

галасу районі приводу розподільного валу;

постріли у глушник

знос і подовження ланцюга (ременя) приводу розподільного валу;

знос зубчастогошкива приводу

синій дим відпрацьованих газів;

зниження рівня олії вбираються у картері двигуна;

зниження потужності двигуна

зносмаслоотражающих ковпачків, стрижнів клапанів, направляють втулок;

несправностіКШМ

дзвінкі металеві стукіт (детонаційні стукіт) при розгоні автомобіля;

робота двигуна з перебоями

нагар на клапанах;

несправностіКШМ;

бензин низьку якість

короткочасні провали у роботі холодного двигуна;

зниження потужності двигуна;

перегрів двигуна

зниження пружності і поломка пружин клапанів;

зависання клапанів

Система охолодження

Система охолодження варта охолодження деталей двигуна,нагреваемих у його роботи. На сучасних автомобілях система охолодження, крім основний функції, виконує низку інших функцій, зокрема:

нагрівання повітря на системі опалення, вентиляції й кондиціонування;

охолодження олії на системі мастила;

охолодження відпрацьованих газів у системі рециркуляції відпрацьованих газів;

охолодження повітря на системітурбонаддува;

охолодження робочої рідини в автоматичної коробці передач.

Залежно від способу охолодження розрізняють такі види систем охолодження:

рідинна (закритого типу);

повітряна (відкритого типу);

комбінована.

У системіжидкостного охолодження тепло від нагрітих частин двигуна відводиться потоком рідини. Повітряна система для охолодження використовує потік повітря.Комбинированная система об'єднує рідинну і повітряну системи. На автомобілях найбільшого поширення отримали системажидкостного охолодження. Ця система забезпечує рівномірний та їхнє ефективне охолодження, і навіть має менший рівень шуму. Тому, влаштування і принцип дії системи охолодження розглянуті з прикладу системижидкостного охолодження. Конструкція системи охолодження бензинового і дизельного двигунів подібні. Система охолодження двигуна має таке загальне пристрій:

радіатор системи охолодження;

масляний радіатор;

теплообмінникотопителя;

розширювальний бачок;

відцентровий насос;

термостат;

вентилятор;

елементи управління;

«охолодна оболонка» двигуна;

патрубки.

>Радиатор призначений для охолодження нагрітої охолоджувальної рідини потоком повітря. Для збільшення тепловіддачі радіатор має спеціальне трубчасте пристрій. Поруч із основним радіатором у системі охолодження можуть встановлюватися масляний радіатор і радіатор системи рециркуляції відпрацьованих газів. Масляний радіатор служить для охолодження олії вбираються у системі мастила.Радиатор системи рециркуляції відпрацьованих газів відповідає які відпрацювали гази, ніж досягається зниження температури згоряннятопливно-воздушной суміші та утворення оксидів азоту. Роботу радіатора відпрацьованих газів забезпечує додатковий насос циркуляції охолоджувальної рідини, включений у системуохлаждения.Теплообменникотопителя виконує функцію, протилежну радіатору системи охолодження.Теплообменник нагріває, проходить нього, повітря. Задля ефективної роботи теплообмінникотопителя встановлюється безпосередньо в виходу нагрітої охолоджувальної рідини з двигуна. Для компенсації зміни обсягу охолоджувальної рідини внаслідок температури у системі встановлюється розширювальний бачок. Заповнення системи

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація