Системы и механизмы двигателя


Основные механизмы и системы двигателя

Двигатель внутреннего сгорания состоит из двух основных механизмов — кривошипно-шатунного и газораспределительного — и систем охлаждения, смазки, питания. У карбюраторных двигателей имеется и система зажигания.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает силу давления газов и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндр свежей горючей смеси (карбюраторные двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска из него отработавших газов. Система охлаждения отводит теплоту от нагревающихся деталей двигателя. Она может быть жидкостной (у большинства отечественных двигателей) или воздушной (МеМЗ-968).

Система смазки служит для уменьшения трения между деталями двигателя, охлаждения их и отвода продуктов износа.

Система питания обеспечивает приготовление горючей смеси и подачу ее в цилиндры двигателя (карбюраторные и газовые двигатели) или же раздельную подачу в цилиндры топлива и воздуха (дизели), а также удаление из цилиндров продуктов сгорания.

Система зажигания служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя при помощи электрической искры.

Основные данные двигателей, установленных на автомобилях ГАЭ-53А, ГАЗ-51А, ЗИЛ-130, «Москвич-412» и ГАЗ-24 «Волга», приведены в таблице:

Контрольные вопросы

  1. Что называется тактом и из каких тактов состоит рабочий цикл четырехтактного двигателя?
  2. Что называется степенью сжатия и как она влияет на мощность и экономичность работы двигателя?
  3. Назовите величину степени сжатия и литраж изучаемых двигателей.
  4. Какова степень сжатия дизелей и на каком топливе они работают?
  5. Как происходит рабочий цикл четырехтактного дизеля?

«Автомобиль», под. ред. И.П.Плеханова

Загрузка...

www.carshistory.ru

Двигатель. Классификация, механизмы и системы ДВС

ОГЛАВЛЕНИЕ

  1. Классификация двигателей
  2. Основные механизмы и системы двигателя

На современных тракторах и автомобилях в основном применяют поршневые двигатели внутреннего сгорания. Внутри этих двигателей сгорает горючая смесь (смесь топлива с воздухом в определенных соотношениях и количествах). Часть выделяющейся при этом теплоты преобразуется в механическую работу.

Классификация двигателей

Поршневые двигатели классифицируют по следующим признакам:

  • по способу воспламенения горючей смеси — от сжатия (дизели) и от электрической искры
  • по способу смесеобразования — с внешним (карбюраторные и газовые) и внутренним (дизели) смесеобразованием
  • по способу осуществления рабочего цикла — четырех- и двухтактные;
  • по виду применяемого топлива — работающие на жидком (бензин или дизельное топливо), газообразном (сжатый или сжиженный газ) топливе и мно­готопливные
  • по числу цилиндров — одно- и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шестицилиндровые и т.д.)
  • по расположению цилиндров — однорядные, или линейные (цилиндры расположены в один ряд), и двухрядные, или V-образные (один ряд цилиндров размещен под углом к другому)

На тракторах и автомобилях большой грузоподъемности применяют четырехтактные многоцилиндровые дизели, на автомобилях легковых, малой и средней грузоподъемности — четырехтактные многоцилиндровые карбюра­торные и дизельные двигатели, а также двигатели, работающие на сжатом и сжиженном газе.

Основные механизмы и системы двигателя

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из:

  • корпусных деталей
  • кривошипно-шатунного механизма
  • газораспределительного механизма
  • системы питания
  • системы охлаждения
  • смазочной системы
  • системы зажигания и пуска
  • регулятора частоты вращения

Устройство четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя показано на рисунке:

Рисунок. Устройство одноцилиндрового четырехтактного карбюра­торного двигателя: 1 — шестерни приводи распределительного вала; 2 — распределительный вал; 3 — толкатель; 4 — пружина; 5 — выпускная труба; 6 — впускная труба; 7 — карбюратор; 8 — выпускной кла­пан; 9 — провод к свече; 10 — искровая зажигательная свеча; 11 — впускной клапан; 12 — го­ловка цилиндра; 13 — цилиндр: 14 — водяная рубашка; 15 — поршень; 16 — поршневой палец; 17 — шатун; 18 — маховик; 19 — коленчатый вал; 20 — резервуар для масла (поддон картера).

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение ко­ленчатого вала и наоборот.

Механизм газораспределения (ГРМ) предназначен для своевременного соединения надпоршневого объема с системой впуска свежего заряда и вы­пуска из цилиндра продуктов сгорания (отработавших газов) в определенные промежутки времени.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее к цилиндру (в карбюраторном и газовом двигателях) или наполнения ци­линдра воздухом и подачи в него топлива под высоким давлением (в дизеле). Кроме того, эта система отводит наружу выхлопные газы.

Система охлаждения необходима для поддержания оптимального теп­лового режима двигателя. Вещество, отводящее от деталей двигателя избы­ток теплоты, — теплоноситель может быть жидкостью или воздухом.

Смазочная система предназначена для подвода смазочного материала (моторного масла) к поверхностям трения с целью их разделения, охлажде­ния, защиты от коррозии и вымывания продуктов изнашивания.

Система зажигания служит для своевременного зажигания рабочей смеси электрической искрой в цилиндрах карбюраторного и газового двига­телей.

Система пуска — это комплекс взаимодействующих механизмов и сис­тем, обеспечивающих устойчивое начало протекания рабочего цикла в ци­линдрах двигателя.

Регулятор частоты вращения — это автоматически действующий меха­низм, предназначенный для изменения подачи топлива или горючей смеси в зависимости от нагрузки двигателя.

У дизеля в отличие от карбюраторного и газового двигателей нет сис­темы зажигания и в системе питания вместо карбюратора или смесителя ус­тановлена топливная аппаратура (топливный насос высокого давления, топ­ливопроводы высокого давления и форсунки).

ustroistvo-avtomobilya.ru

1.2 Механизмы, системы и их назначение

Двигатель внутреннего сгорания состоит из корпусных деталей, кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, систем питания, охлаждения, смазки и пуска (рис.1а). Дополнительно для облегчения запуска у дизелей предусмотрен декомпрессионный механизм, а карбюраторных двигателей имеется система зажигания для принудительного зажигания смеси при помощи электрической искры.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала, и наоборот. Он состоит из цилиндра 6, поршня 7 с кольцами, поршневого пальца 8, шатуна 9, коленчатого вала 12 и маховика 10. Сверху цилиндр закрыт головкой 1.

Механизм газораспределения предназначен для своевременного соединения надпоршневого объема с системой впуска свежего заряда и выпуска из цилиндра продуктов сгорания (отработавших газов) в определенные промежутки времени.

Он состоит из распределительного вала 14, зубчатых колес 13 привода распределительного вала, толкателей и штанг 16, коромысел 2, клапанов 4 и 5, пружин.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее е цилиндру (в карбюраторном и газовом двигателе) или наполнения цилиндра воздухом и подачи в него топлива под высоким давлением (в дизеле).

Система охлаждения необходима для поддержания оптимального теплового режима двигателя. Вещество, отводящее от деталей двигателя избыток теплоты, - теплоноситель, может быть жидкостью или воздухом.

Смазочная система предназначена для подвода смазочного материала (моторного масла) к поверхностям трения с целью их разделения, охлаждения, защиты от коррозии и вымывания продуктов изнашивания.

Система пуска – это комплекс взаимодействующих механизмов и систем, обеспечивающих устойчивое начало протекания рабочего цикла в цилиндрах двигателя.

1.3 Рабочий цикл двигателя

Рассмотрим рабочий цикл четырехтактного дизеля и, что происходит в одном из цилиндров работающего дизеля (рис. 2).

Рисунок 2 – Схема работы четырехтактного одноцилиндрового двигателя.

Такт впуска (рис. 2а). Поршень движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан открыт, в цилиндр поступает воздух. Давление в конце такта 0,08…0,09 МПа, температура воздуха 30…500С.

Такт сжатия (рис. 2б). Оба клапана закрыты. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т., сжимая воздух.. Вследствие большой степени сжатия (порядка 14…18) давление воздуха в конце этого такта достигает 3,5…4,0 МПа, а температура - (550…7500С) превышая температуру самовоспламенения топлива. При положении поршня, близком к  в.м.т., в цилиндр через форсунку начинается впрыскивание жидкого топлива, подаваемого насосом высокого давления.

Топливо, впрыснутое в цилиндр, смешивается с нагретым воздухом и остаточными газами, образуя рабочую смесь. Большая часть топлива воспламеняется и сгорает. Давление газов достигает 5,5…9,0 МПа, а температура 20000С.

Такт расширения. Оба клапана закрыты. Поршень под давлением расширяющихся газов движется от  в.м.т.  к  н.м.т. (рис. 2в). В начале такта расширения сгорает остальная часть топлива. К концу такта расширения давление газов уменьшается до 0,2…0,3 МПа, температура до 3000С.

Такт выпуска. Выпускной клапан открывается. Поршень движется от н.м.т. к в.м.т. (рис. 2в) и через открытый выпускной клапан выталкивает отработавшие газы из цилиндра в атмосферу. К концу такта давление газов 0,11…0,12 МПа, температура 65…900С.

Далее рабочий цикл повторяется.

Теперь, рассмотрим рабочий цикл двухтактного двигателя. Схема устройства и работы двухтактного карбюраторного двигателя с кривошипно-камерной продувкой изображены на рисунке 3.

1 – свеча зажигания; 2 – поршень; 3 – выпускное окно; 4 – карбюра- 

 тор; 5 – впускное окно; 6 – кривошипная камера; 7 -  продувочный

 канал; 8 – цилиндр; 9 – выхлопная труба; 10 – картер.

Рисунок 3 – Схема работы двухтактного двигателя.

В стенке цилиндра 8 двигателей этого типа выполнены три окна: впускное 5, продувочное 7 и выпускное 3. Картер (кривошипная камера 6) двигателя непосредственно с атмосферой не сообщен. Впускное окно 5 соединено с карбюратором 4, продувочное окно – через канал 7 с кривошипной камерой 6 двигателя.

Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя происходит следующим образом. Поршень 2  движется от н.м.т. к в.м.т. (рис. 3а), перекрывая в начале хода продувочное окно 7, а затем выпускное 3. После этого в цилиндре 8 начинается сжатие находящейся в нем рабочей смеси. В то же время в кривошипной камере 6 создается разрежение, и как только нижняя кромка поршня откроет впускное окно 5, через него из карбюратора 4 в кривошипную камеру будет засасываться горючая смесь.

При положении поршня 2, близком к в.м.т., сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи 1. При сгорании смеси давление газов резко возрастает. Под давлением газов поршень перемещается к н.м.т. (рис. 3б). Как только он закроет впускное окно 5, в кривошипной камере 6 начнется сжатие ранее поступившей сюда горючей смеси.

В конце хода поршень открывает выпускное 3 (рис. 3в), а затем и продувочное 7 окна. Через открытое выпускное окно отработавшие газы с большой скоростью выходят в атмосферу. Давление газов в цилиндре быстро понижается. К моменту открытия продувочного окна давление сжатой горючей смеси в кривошипной камере становится выше, чем давление отработавших газов в цилиндре. Поэтому горючая смесь из кривошипной камеры по каналу 7 поступает в цилиндр и, заполняя его, выталкивает остатки отработавших газов через выпускное окно наружу.

В дальнейшем все процессы повторяются в такой же последовательности.

studfiles.net

Механизмы и системы двигателя.

Дизельные двигатели состоят из следующих механизмов и систем:

1. Кривошипно-шатунный механизм.

2. Газораспределительный механизм.

3. Система питания.

4. Смазочная система.

5. Система охлаждения.

6. Система пуска.

Кривошипно-шатунный механизм.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала.

Состав КШМ:

1. Блок- картер (рис. 5.).

Рис.5

Блок-картер состоит из двух частей (рис. 5): блока цилиндров, в котором располагаются гильзы и цилиндры и картера, где размещается коленчатый вал.

2. Кривошипно-шатунная группа (рис.6,7):

- коленчатый вал;

- маховик;

- шатуны.

Рис.6 Рис.7

Коленчатый вал из опорных коренных шеек 1 (рис.6), шатунных шеек 11, соединяющих их щёк 2. К щёкам прикреплены или отлиты вместе с валом противовесы 12, необходимые для его уравновешивания. В щёках вала проходят косые каналы, по которым масло поступает к шатунным подшипникам. Внутри шатунных шеек выполнены полости В для центробежной очистки масла. Полости закрыты резьбовыми пробками 17. При вращении коленчатого вала механические примеси под действием центробежной силы оседают на стенках полости. Очищенное масло выходит на поверхность шатунной шейки из средней части полости по трубке 18.

На переднем конце коленчатого вала находятся шестерни привода распределительного механизма 13 и масленого насоса 14, шкив 16 привода вентилятора и генератора, а на заднем конце вала закреплён маховик 5.

Коренные и шатунные подшипники выполнены в виде вкладышей 10, изготовленных из сталеалюминевой ленты. Наружная часть ленты стальная, а внутренняя покрыта антифрикционным сплавом – высокооловянистый алюминиевый сплав или свинцовистая бронза. Верхние вкладыши имеют отверстие и кольцевую канавку для прохода масла к шейкам вала.

Шатуны (рис. 7) соединяют поршни с коленчатым валом и передают ему усилие от давления газов, воспринимаемого поршнями. Стержень 3 шатуна двутаврового сечения. В его верхнюю часть запрессовывают бронзовую втулку 2. Нижняя головка шатуна разъёмная. Её отъёмная часть – крышка 6. Верхняя половина головки изготовлена заодно с шатуном.

3. Поршневая группа (рис. 8):

- цилиндры;

- поршни;

- поршневые пальцы;

- поршневые кольца.

Цилиндры являются съёмными деталями. Отдельно изготовленный цилиндр называют гильзой. Внутреннюю поверхность гильзы называют зеркалом. По внутреннему диаметру гильзы сортируют на три размерные группы: Б, С и М (большая, средняя и малая).

Поршни воспринимают и передают на шатун усилие, возникающее от давления газов. Поршень состоит из днища Б, головки В и юбки Г (рис.8.).

На верхней поверхности головки и юбки проточены канавки для компрессионных 6 и маслосъёмных 5 колец. На внутренней стороне юбки имеется два прилива – бобышки 9, в отверстия которых устанавливают поршневой палец для соединения с шатуном.

Поршневые кольца подразделяют на компрессионные и маслосъёмные.

Компрессионные кольца предотвращают прорыв газов из камеры сгорания в картер. Их изготавливают из легированного чугуна. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии больше внутреннего диаметра цилиндра. Поэтому часть кольца вырезана, вследствие чего при установке в цилиндр оно пружинит и хорошо прилегает к поверхности.

Рис.8

Маслосъёмные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания, снимая излишки масла со стенок цилиндров. Их устанавливают ниже компрессионных колец.

Принцип работы КШМ.

При сгорании газов поршень перемещается, и через поршневой палец и шатун давление передаётся на коленчатый вал. Коленчатый вал воспринимает нагрузки от шатуна через шатунные шейки, опирается и вращается на коренных шейках.

В процессе эксплуатации происходит изнашивание деталей КШМ, вследствие чего работа двигателя становится более шумной, снижается компрессия в цилиндрах и давление масла, увеличивается расход масла в картере и происходит дымление.

Обслуживание кривошипно-шатунного механизма сводится в устранении причин, способствующих его преждевременному износу. Для этого необходимо:

- своевременно менять масло в картере;

- следить за исправной очисткой воздуха от пыли;

- не перегружать двигатель;

- контролировать работу двигателя по приборам и на слух.

Возможные неисправности КШМ.

Неисправность Причина Способ устранения
Двигатель не запускается Слабая компрессия в цилиндрах ввиду износа поршневой группы (гильз, поршней, колец). Заменить изношенные детали.
Двигатель работает с перебоями и не развивает номинальной мощности.   Попадание в цилиндры охлаждающей жидкости из системы охлаждения.     Устранить попадание охлаждающей жидкости в цилиндры, подтянуть гайки крепления головки цилиндров, заменить прокладку.
Дымный выпуск отработавших газов: голубой дым     белый дым     Закоксовывание поршневых колец. Износ поршневой группы.     Двигатель не прогрет. Попадание охлаждающей жидкости в цилиндры.     Вынуть поршни и очистить кольца. Заменить изношенные детали поршневой группы.   Прогреть двигатель. Устранить попадание охлаждающей жидкости  
Стуки в двигателе: звонкий стук     дребезжащий стук   глухие стуки при работе двигателя под нагрузкой   Изношены поршневые пальцы.   Изношены поршни и гильзы Изношены вкладыши и шейки коленчатого вала.   Заменить изношенные детали.   То же.   То же.
Предыдущая1234567891011121314Следующая

Дата добавления: 2016-03-04; просмотров: 1693; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

helpiks.org


Смотрите также