Вопросы по устройству автомобиля

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм преобразовывает поступатель­ное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Кроме того, при помощи этого механизма осуществляются вспомога­тельные такты—впуск, выпуск и вжатие. На коленчатом валу дви­гателя создается крутящий момент, который через маховик и трансмис­сию автомобиля передается на ведущие колеса.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из: блока цилиндров с картером и головкой, поршней с кольцами и поршневыми пальцами, шатунов, коленчатого вала, маховика и поддона картера.

Блок цилиндров представляет собой общую отливку, в которой расположены все цилиндры многоцилиндрового двигателя. Вместе с блоком отливается картер о перегородками и гнездами для подшип­ников коленчатого валаха также стенки водяной рубашки при жид­костном или ребра при воздушном охлаждении. Материалом для изготовления блока с картером служит алюминиевый сплав (3M3-53 и 24Д) или чугун (ЗИЛ-130). Цилиндры в блоке располагаются в один ряд (24Д) или в два ряда под углом 90° (ЗИЛ-130, 3M3-53), изготовле­ны в виде гильз из легированного чугуна, которые крепятся в блоке цилиндров в специальных гнездах.

Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху и прикрепляется к блоку цилиндров шпильками и гайками. В головке размещены каме­ры сгорания. При верхнем расположении клапанов в головке выпол­нены впускные и выпускные каналы, заканчивающиеся в камере сго­рания гнездами. Каналы перекрываются клапанами.

Снизу картер двигателя закрыт поддоном, выштампованным из листовой стали. Поддон защищает картер от попадания пыли и грязи и используется в качестве резервуара для масла Поддон крепится к плоскости разъема болтами, а для обеспечения герметичности соеди­нения применяют прокладки из картона или из клееной пробковой крошки.

Поршни воспринимают давление газов при сгорании рабочей смеси и передают его при помощи шатунов коленчатому валу. Поршень изготовляется в виде стакана, обращенного днищем вверх. Верхняя часть — головка, воспринимающая давление газов, делается более толстостенной, а нижняя его часть — юбка является направ­ляющей частью и имеет более тонкие стенки. В средней части поршня внутри сделаны два прилива — бобышки, имеющие отверстия по ди­аметру поршневого пальца. Материалом для изготовления поршней служит сплав алюминия. Диаметр головки, подвергающейся больше­му нагреву, несколько меньше, чем юбки. На цилиндрической части головки поршня сделаны канавки, в которых помещаются поршневые кольца

Подогнать поршень к стенкам цилиндра настолько плотно, чтобы не допустить прорыва газа, нельзя, так как поршень, расширяясь от нагревания, может заклиниться. Чтобы обеспечить достаточное уплот­нение поршня в цилиндре, применяют поршневые кольца.

Компрессионные кольца предназначены для уплотнения поршня в цилиндре и устанав­ливаются в верхних канавках поршня.

Маслосъемные кольца имеют сквозные прорези (3M3-53) или выполняются составными (ЗИЛ-130 и 24Д), со­стоящими из двух стальных колец и двух гофрированных расширите­лей — осевого и радиального.

Поршневой палец изготовляется в виде полого цилинд­рического стержня из стали и служит для шарнирного соеди­нения поршня g шатуном. От своего перемещения палец удерживается стальными стопорными кольцами, установленными в выточках бобышек поршней.

Шатун служит для соединения поршня с кривошипом коленчатого вала.

Коленчатый вал воспринимает усилие от поршня через поршневой палеи и шатун и прообразовывает его в крутящий момент, передавае­мый затем через маховик на трансмиссию. Кроме того, кривошипы ко­ленчатого вала через шатуны приводят в движение поршни при подго­товительных тактах.

Картер двигателя является основой, к которой крепится ряд дета­лей двигателя, в том числе и цилиндры, если они имеют воздушное ох­лаждение.

Крепление двигателя выполнено на трех (ЗИЛ-130, 24Д) или на четырех опорах (3M3-53).

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм служит для своевременного со­общения внутренней полости цилиндров впускным и выпускным трубопроводами.

Газораспределительный механизм состоит из распределительного вала, двух шестерен, толкателей, штанг, коромысел, осей коромысел, клапанов, пружин с деталями крепления и направляющих втулок клапанов.

Распределительный вал состоит из опорных шеек, кулачков, эксцентрика и носка, на котором при помощи шпонки и гаек или болтов крепится распределительная шестер­ня. Кулачки распредели­тельного вала (по два на каждый цилиндр) размещены так, чтобы полу­чить нужный порядок работы клапа­нов. Форма кулачков подбирается такой, чтобы обеспечить требуемую продолжительность открытия клапа­нов. В газораспределитель­ном механизме с верхним расположе­нием клапанов распределительный вал может располагаться у картера двигателя и приводиться в действие от коленчатого вала при помощи шестерен или на головке цилиндров и приводиться в действие при помощи цепной передачи. В последнем случае отсутствуют такие детали, как толка­тели и штанги.

Распределительные шестерни из­готовляют с винтовыми зубьями. Для обеспечения определенного расположения кулачков относительно шатунных шеек коленчатого вала на обеих распределительных ше­стернях имеются метки, которые должны совпадать.

Для привода в действие топливного насоса на кулачковом валу (ЗИЛ-130, 24Д) имеется эксцентриковый кулачок. У двигателя 3M3-53 он изготовлен отдельно и закреплен на валу.

Толкатели воспринимают усилия, передаваемые от кулачков распре­делительного вала.

Штанги изготавливают из стальных или дюралюминиевых трубок со сферическими стальными наконечниками. Сферический наконечник внизу опирается в гнездо толкателя, а верхним концом в сферическую выемку головки регулировочного винта коромысла.

Коромысло изготовлено в виде двуплечего рычага, посаженного на ось. Ось помещена в стойке, укрепленной на головке цилиндров. Од­но плечо коромысла через регулировочный винт упирается в штангу, а другое в стержень клапана. Регулировочный винт, в который упирается штанга, имеет контргайку и на верхней его части есть прорезь под отвертку. Этим винтом регулируется тепловой зазор между стержнем клапана и носком коромысла.

Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана перекрывает впускное или выпускное отверстие, а стержень является направляющей клапана.

Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки у впускного клапана сделан большим, чем у выпускного. Вы­пускной клапан делают из жаропрочной стали.

Пружины применяются для обеспечения плотной посадки клапана в гнездо.

Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются не в моменты, когда поршень находится в мертвых точках, а с некоторым опережением или запаздыванием. Этим достигается лучшее освобожде­ние цилиндров от отработавших газов и наполнение их свежей горю­чей смесью, что способствует увеличению мощности двигателя. Углы поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, соответствую­щие моменту открытия или закрытия клапанов, называются фазами газораспределения.

Плавность и равномерность работы многоцилиндровых двигателей обеспечиваются чередованием рабочих тактов в различных цилиндрах через определенный угол поворота коленчатого вала двигателя. Пос­ледовательность чередования одноименных тактов в различных ци­линдрах называется порядком работы двигателя. Этот порядок определяется расположением шатунных шеек коленчатого и кулачков распределительного валов.

Система охлаждения

В карбюраторных двигателях внутреннего сгорания только часть (около 25—30%) тепла сжигаемого топлива превращается в полезную работу, а остальное тепло теряется на нагрев деталей- (25—30%) и уносится отработавшими газами (35—40%). Если допустить нагрев деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов до высокой температуры, то это приведет к сгоранию масла, повышению трения, заклиниванию и разрушению деталей.

Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо при­нудительно отводить тепло от интенсивно нагревающихся деталей и поддерживать наиболее выгодный температурный режим — эти задачи выполняет система охлаждения.

На автомобильных двигателях применяют жидкостное или воздуш­ное охлаждение. Наиболее распространенным является жидкостное охлаждение. В качестве охлаждающей жидкости при­меняется вода и жидкости с низкой температурой замерзания.

Система жидкостного охлаждения двигателя состоит из рубашки охлаждения (полости вокруг цилиндров и камер сгорания), радиатора, водяного насоса, вентилятора, жалюзи и термостата. На двигателях некоторых моделей автомобилей устанавливается пусковой подогреватель. Наиболее выгодный температурный режим двигателя колеблется в пределах 80—90° С.

В системе жидкостного охлаждения циркуляция жидкости осущест­вляется принудительно под действием водяного насоса. Из радиатора жидкость подается насосом в рубашку охлаждения, нагревается и через головку вновь попадает в радиатор. Более интенсивному охлаждению жидкости способствует вентилятор.

Рубашка охлаждения образуется полостью, находящейся между наружными стенками блока двигателя и цилиндрами и между наруж­ными стенками головки и стенками камеры сгорания. Особенно интен­сивному охлаждению должна подвергаться та часть двигателя, где расположены выпускные каналы.

Рубашка охлаждения окружает цилиндры до той его части, где расположены кольца при положении поршня в н. м. т.

Радиатор предназначен для интенсивного охлаждения нагретой жидкости, поступающей в него из рубашки охлаждения блока цилиндров. Он состоит из верхнего и нижнего бачков и сердцевины.

Сердцевина радиатора состоит из нескольких рядов плоских тру­бок. Для увеличения охлаждающей поверхности между трубками впая­ны изогнутые пластины.

Пробка радиатора герметически за­крывает его горловину и имеет паровой и воздушный клапаны.

Паровой клапан предназначен для поддержания избыточ­ного давления в системе ох­лаждения, что повышает тем­пературу кипения охлаждаю­щей жидкости и снижает потери охлаждающей жидкости от испарения. При дальнейшем повышении дав­ления паровой клапан откры­вается и через пароотводную трубку пар выходит наружу.

Воздушный клапан сооб­щает систему охлаждения с атмосферой после охлажде­ния двигателя для преду­преждения смятия радиатора вследствие создавшегося раз­ряжения.

Радиатор крепится к раме автомобиля на резиновых прокладках при помощи крон­штейнов и болтов.

Водяной насос центробежного типа создает принудительную цир­куляцию охлаждающей жидкости в системе охлаждения.

Вентилятор служит для увеличения потока воздуха, проходящего через сердцевину радиатора. Вентилятор приводится во вращение клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала. Степень охлаждения Радиатора регулируется при помощи жалюзи.

Жалюзи состоят из вертикальных или горизонтальных пластин- створок, рычагов тяг и рукоятки управления. Створки шарнирно уста­новлены в каркасе перед радиатором. В зависимости от температуры окружающего воздуха и режима работы двигателя створки устанавли­ваются рукояткой в различное положение.

Термостат предназначен для ускорения прогрева двигателя и ав­томатического регулирования температуры охлаждающей жидкости. Он устанавливается в верхней головке двигателя и представляет собой клапан, регулирующий интенсивность циркуляции жидкости через радиатор. При температуре охлаждающей жидкости менее 70° С клапан термо­стата закрыт и охлаждающая жидкость в радиатор не посту­пает, а циркулирует по малому кругу — насос, рубашка охлаждения, насос. Когда температура охлаждающей жидкости достигнет 70 — 80° G, клапан термостата открывается под действием паров жидкости или расширения твердого наполнителя и охлаждающая жидкость циркулирует через радиатор по большому кругу.

Пусковой подогреватель применяется при низких температурах окружающей среды для облегчения пуска двигателя.

Система смазки

В зависимости от размещения и условий работы деталей масло мо­жет подаваться под давлением, разбрызгиванием и самотеком. В авто­мобильных двигателях применяются все три способа подвода масла, при этом к наиболее нагруженным деталям масло поступает под дав­лением, а к остальным — разбрызгиванием и самотеком.

Для хранения, подвода, очистки и охлаждения масла применяет­ся ряд приборов, маслопроводов и каналов, образующих систему смазки. Масло, необходимое для смазки двигателя, заливается в поддон картера до определенного уровня через маслоналивную горловину. Уровень, его проверяется маслоизмерительной линейкой. Масло из поддона картера через маслоприемник поступает к масляному насосу и под давлением подается в масляный фильтр. Очищенное мас­ло поступает в центральную масляную магистраль, расположенную вдоль блока цилиндров, и далее по каналам к коренным шейкам ко­ленчатого и опорным шейкам распределительного валов. От коренных к шатунным шейкам масло направляется по сверлениям в щеках вала. На стенки цилиндров масло подается разбрызгиванием в момент сов­падения отверстия в шатуне с каналом в шатунной шейке. Распределительная шестерня и упорный фланец смазываются струей масла, по­ступающего из переднего подшипника распределительного вала. Из заднего подшипника распределительного вала масло поступает по вертикальному каналу и полой задней стойке в канал оси коромысел и далее к втулкам коромысел, регулировочным винтам и верхним нако­нечникам штанг. Масло, стекающее по штангам, смазывает толкатели и кулачки распределительного вала. Остальные детали смазываются разбрызгиванием и самотеком.

Часть масла от насоса через ограничительный клапан, крап и мас­лопровод поступает к масляному радиатору. Охлажденное в радиаторе масло стекает в поддон картера. Для предохранения системы от чрез­мерного повышения давления в насосе установлен редукционный кла­пан. Для непрерывной подачи масла в центральную магистраль (в слу­чае засорения фильтра или при пуске холодного двигателя) в системе установлен перепускной клапан.

Масляный насос предназначен для создания давления в системе смазки и размещается в картере двигателя или снаружи картера.

Насос состоит из литого корпуса, одной или двух пар шестерен. В каждой паре одна из шестерен на­сажена свободно на оси, а другая — на шпонке приводного вала. Снизу ступает в систему смазки, а в нижней — в фильтр центробежной очистки, откуда стекает в картер двигателя.

Маслоприемник служит для отбора масла из картера и частичной его очистки, Он состоит из штампованного стального корпуса,, сетки и удерживающей пружины-скобы. При засорении сетки масло проха дит через щель между корпусом и сеткой.

Масляные фильтры предназначены для очистки масла в системе . смазки. Надежная работа двигателя возможна при условии система­тической очистки масла, так как в процессе эксплуатации оно засо­ряется металлическими частицами, образующимися при износе дета­лей, нагаром, смолой и др.

Масляный радиатор предназначен для охлаждения масла в системе смазки. Он состоит из двух бачков и горизонтально расположенных трубок с пластинами, увеличивающими поверхность охлаждения.

Приборы системы смазки соединяются между собой трубопроводами из металла или прорезиненной ткани. Отдельные участки системы смазки соединяются между собой каналами в блоке цилиндров, колен­чатом и распределительном валах, коромыслах и т. п.

Назначение, устройство и принцип работы системы питания карбюраторного двигателя

Система питания служит для хранения запаса топлива, очистки топлива и воздуха, приготовления горючей смеси, подачи ее в цилинд­ры двигателя и выпуска отработавших газов.

Система питания карбюраторного двигателя состоит из: топливного бака, топливопроводов, фильтра-отстойника, топливного насоса, фильтра тонкой очистки топлива, воздушного фильтра, кар­бюратора, впускного и выпускного трубопровода и глушителя.

Топливный бак предназначен для хранения запаса топлива на оп­ределенный пробег автомобиля.

Топливопроводы служат для соединения приборов подачи топлива.

Фильтры обеспечивают очистку топлива и установлены у бака и перед карбюратором.

Топливный насос подает под давлением топливо из топливного ба­ка к карбюратору и установлен на двигателе.

Рабочей смесью называется смесь, образующаяся в цилиндре двигателя при смешивании горючей смеси достаточными газами. -

Воздушный фильтр очищает воздух от пыли. Он устанавливается на карбюраторе или на кронштейне и соединяется о карбюратором патрубком.'

Карбюратор приготавливает горючую смесь необходимого состава и устанавливается на впускном трубопроводе двигателя.

Впускной трубопровод предназначен для подвода горючей смеси от карбюратора в цилиндры двигателя и крепится к головке блока.

Выпускной трубопровод отводит отработавшие газы из цилиндров к глушителю.

Глушитель обеспечивает снижение шума при выходе отработавших газов в атмосферу.

Назначение, устройство и принцип работы системы питания дизельного двигателя.

Система питания дизельного двигателя состоит из топливного бака, фильтров грубой и тонкой очистки топлива, топливоподкачивающего насоса с ручным насосом, топливного насоса высокого дав­ления с регулятором частоты вращения и автоматической муфтой опе­режения впрыска топлива, форсунок и трубопроводов низкого и вы­сокого давления.

Топливный бак аналогичен по своему устройству топливному баку автомобиля, работающего на бензине, но в пробке его нет клапанов.

Фильтр грубой очистки топлива установлен у топливного бака и предназначен для предварительной очистки топлива, поступающего в топливоподкачивающий насос.

Фильтр тонкой очистки топлива предназначен для очистки топлива от мелких частиц.

Топливоподкачивающий насос поршневого типа установлен на топливном насосе высокого давления и приводится в действие от экс­центрика кулачкового вала этого насоса. Он предназначен для подачи топлива из бака к впускной полости топливного насоса высокого давления.

Для ручной подкачки топлива в системе имеются два насоса. Эти насосы слу­жат для подачи топлива в топливный насос высокого давления при не­работающем двигателе и для удаления воздуха из топливной системы перед пуском.

Топливный насос высокого давления предназначен для впрыска в цилиндры двигателя порции топлива под высоким давлением в опре­деленной последовательности.

Форсунка служит для вво­да в цилиндр двигателя дозы тонкораспыленного топлива под давлением.

Все приборы системы питания дизельного двигателя соединены топливопроводами низкого и высокого давления. Топливопроводы низко­го давления изготовлены из прозрачной маслобензостойкой пласт­массы, а высокого давления — из толстостенных стальных трубок.