Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство двигателя автомобиля

Устройство двигателя автомобиля

Для того, чтобы понять принцип работы двигателя, нужно иметь некоторые представления о самом двигателе и его строении.

В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец . Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.

Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.

Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.

Технические характеристики двигателя. При движении вверх-вниз у поршня есть два положения, которые называются мертвыми точками. Верхняя мертвая точка (ВМТ) – это момент максимального подъема головки и всего поршня вверх, после чего он начинает движение вниз; нижняя мертвая точка (НМТ) – самое нижнее положение поршня, после которого вектор направления меняется и поршень устремляется вверх. Расстояние между ВМТ и НМТ названо ходом поршня , объем верхней части цилиндра при положении поршня в ВМТ образует камеру сгорания , а максимальный объем цилиндра при положении поршня в НМТ принято называть полным объемом цилиндра . Разница между полным объемом и объемом камеры сгорания получила наименование рабочего объема цилиндра .

Суммарный рабочий объем всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывается в технических характеристиках двигателя, выражается в литрах, поэтому в обиходе именуется литражом двигателя . Второй важнейшей характеристикой любого ДВС является степень сжатия (СС) , определяемая как частное от деления полного объема на объем камеры сгорания. У карбюраторных двигателей СС варьирует в интервале от 6 до 14, у дизелей – от 16 до 30. Именно этот показатель, наряду с объемом двигателя, определяет его мощность, экономичность и полноту сгорания топливо-воздушной смеси, что влияет на токсичность выбросов при работе ДВС.
Мощность двигателя имеет бинарное обозначение – в лошадиных силах (л.с.) и в киловаттах (кВт). Для перевода единиц одна в другую применяется коэффициент 0,735, то есть 1 л.с. = 0,735 кВт.

Рабочий цикл четырехтактного ДВС определяется двумя оборотами коленчатого вала – по пол-оборота на такт, соответствующий одному ходу поршня. Если двигатель одноцилиндровый, то в его работе наблюдается неравномерность: резкое ускорение хода поршня при взрывном сгорании смеси и замедление его по мере приближения к НМТ и далее. Для того, чтобы эту неравномерность купировать, на валу за пределами корпуса мотора устанавливается массивный диск-маховик с большой инерционностью, благодаря чему момент вращения вала во времени становится более стабильным.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Какие есть основные узлы в автомобиле

Из каких важных блоков состоит автомобиль, их назначение, роль в работе машины? Это вопросы, возникающие у новичков, недавно севших за руль, столкнувшихся с необходимостью изучения его устройства. Вопросов много, они сложны, но интересны. Попробуем дать краткие, но исчерпывающие ответы.

Ежедневно жители города, даже небольшого, сталкиваются с потоком транспорта. Обыватели, далёкие от самостоятельных поездок на машине, не задумываются об её устройстве.

Читать еще:  Бизнес по тюнингу двигателей

Им кажется, что автомобили (от легкового до автобуса) сделаны по одному принципу, состоят из сходных модулей. Начиная приобретать первый опыт вождения, человек осознаёт, что все они разные.

Легковой автомобиль

Какие узлы автомобиля может назвать дилетант? Как правило, его фантазия не заходит дальше, чем: кузов, двигатель, колёса, салон. Реальное устройство значительно сложней. Основными блоками являются:

1. Жёсткая (несущая) основа.
2. Двигатель.
3. Трансмиссия.
4. Ходовая система.
5. Электрические узлы.
6. Управление.

Этот короткий список будет выглядеть гораздо внушительней в развёрнутой форме. Рассмотрим назначение его главных составляющих более конкретно.

Несущая основа (конструкция)

Значение узла сложно переоценить. Без него не может существовать автомобиль. Все прочие детали устанавливаются, крепятся на основу, связывающую, объединяющую их. Существует 2 типа конструкций (несущих):

— на основе тяжёлой металлической рамы;
— несущий кузов.

Оба варианта имеют право существовать, являясь одним из основных блоков авто, добавляя ему ряд плюсов или минусов.

Автомашины, изготовленные по рамному принципу способны вынести большие нагрузки. Особенностью таких версий легковых (или грузовых) машин считается многофункциональность их рамы, которую можно применять для различных модификаций автомобилей, оставляя её в неизменном виде. Другое преимущество – простота замены деталей, ремонта.

Кузовная система, предполагает отсутствие рамы. Её функции отданы кузову. Являясь более распространённой для легковых машин, такая конструкция не лишена изъянов.

Кузов несёт здесь вес всех закреплённых на нём деталей, получает удары от столкновений, подвержен испытаниям неровностями дорог, вибрацией. Выполненный из тонкого металла он оказывается под ударом сложных факторов. Положительный момент такого устройства автомашины — её лёгкость. Основная масса расположена низко, что даёт дополнительную устойчивость на трассе.

Двигатель

Сложный узел, включающий множество деталей, дающий жизнь авто – его мотор. Он производит энергию, вращающую колёса. Двигатели удобно классифицировать по типу потребляемого ими топлива:

Хотя газ и дизельное топливо делают эксплуатацию машины более экономной, бензиновые двигатели остаются самыми распространёнными с момента появления автомобиля по сегодняшний день.

Существуют отдельные модификации, использующие несколько видов топлива. Концептуальной моделью современности считается конструкция, двигатель внутреннего сгорания в которой заменили аккумуляторные батареи и электрический мотор.

В первых моделях бензиновых двигателей запуск обеспечивался вращением ручки. Этот способ давно забыт. Его сменили электрические стартёры, дающие искру зажигания для топливной смеси.

Трансмиссия

Функцию передачи, полученной от двигателя энергии к деталям, которые обеспечат передвижение машины, выполняет блок трансмиссии. В зависимости от привода машины (передний либо задний) трансмиссионная система имеет отличительные особенности.

Например, трансмиссия машины с передним приводом состоит из деталей:

1. Сцепление.
2. Коробка передач.
3. Приводные валы передние.
4. Шарниры угловых скоростей.
5. Дифференциал.
6. Основная передача (главная).

Транспортное средство с установленной под капотом трансмиссией и двигателем можно считать мощным автомобилем.

Ходовая часть

Данный блок элементов, кроме колёс и способа управления ими (числа ведущих среди общего количества колёс автомобиля), включает подвеску.

Существует большое число вариантов автомобильных подвесок. Все они разработаны для выполнения сходных задач. Функции согласования колёс и несущей системы машины, уменьшения вибрации отданы этому агрегату.

Электрические узлы и управление

К разделу электрооборудования автомашины относят: стартеры, аккумуляторы, генераторы. Кроме перечисленных деталей, систему дополняют кондиционеры, стереосистемы, прочие приборы потребления электроэнергии. От качества, надёжности данных блоков зависит работоспособность всего транспортного средства:

1. Хороший аккумулятор гарантирует быстрый, надёжный запуск двигателя в любую погоду.

2. Без исправного, проверенного стартера не появится искра, запускающая двигатель.

3. Только исправная работа генератора может гарантировать качественный заряд аккумуляторной батареи, работу всех бортовых систем во время движения машины.

Особая роль отводится управлению автомобилем. Помощь водителю здесь оказывают бортовые компьютеры, установленные на новых авто.

Сложные электронные системы собирают информацию о состоянии каждого узла, анализируют её, сообщают водителю результаты. Решение главных задач управления по-прежнему принадлежит человеку за баранкой, способному точно реагировать на изменения ситуации на полосах движения дороги. Основа системы, управляющей автомобилем, осталась прежней:

1. Корректировка направления движения (рулевое управление).

2. Согласование скоростного режима (система тормозов).

Читать еще:  Что щелкает в двигателе хендай

Все перечисленные агрегаты и узлы имеют сложное строение, выполняют множество функций. За время развития автомобильного транспорта они претерпели огромные изменения. Однако их внутренние модернизации направлены на изменение скорости передвижения, улучшение качественных характеристик работы машины, комфорта пассажиров.

Принципиальная схема и общее устройство двигателя внутреннего сгорания.

2.1. Общее устройство Д,В.С.(силовой установки).

Двигатели внутреннего сгорания состоят из механизмов и систем, общее устройство и принцип работы которых рассмотрен на примере четырехтактного одноцилиндрового карбюраторного двигателя.

В состав двигателя внутреннего сгорания входят механизмы и системы:

1. Кривошипно-шатунный механизм.

2. Газораспределительный механизм.

3. Система питания, смазки, охлаждения, зажигания,

2.1.1.Кривошипно-шатунный механизм КШМ).

Служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движения коленчатого вала.

3.Поршень с кольцами и поршневым пальцем (поршневая группа).

6.Картер с поддоном.

2.1.2. Газораспределительный механизм (ГРМ).

Служит для впуска горючей смеси в цилиндр и выпуска из него продуктов сгорания.

5.Впускной клапан с пружиной.

6.Выпускной клапан с пружиной.

2.1.3.Системы обеспечивающие работу двигателя.

Система питания предназначена для приготовления и подачи горючей смеси в цилиндр, а также для отвода продуктов сгорания из цилиндра. В систему питания также входит воздушный фильтр, выпускной газопровод с глушителем.

Смазочная система обеспечивает подачу масла к взаимодействующим деталям.

Система охлаждения поддерживает нормальный температурный режим работы двигателя, обеспечивая отвод теплоты от деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя.

2.2Принцип работы одноцилиндрового двигателя.

Когда поршень опускается вниз, то над поршнем создаётся разрежение и горючая смесь через открытый впускной клапан поступает в цилиндр. При движении поршня вверх она сжимается. Клапаны при этом находятся в закрытом положении. Когда поршень доходит до крайнего верхнего положения, рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и сгорает. В процессе сгорания образуются газы, имеющие высокую температуру и большое давление. Под действием давления расширяющихся газов поршень опускается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал. Таким образом, происходит преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Затем поршень движется вверх и выталкивает отработавшие газы через открытый выпускной клапан.

Как устроен мотор ваз 2108-09, 2110-14

Автомобиль ВАЗ-2109 комплектовался тремя силовыми агрегатами объемом 1,1, 1,3 или 1,5 литра. За исключением рабочего объема и, соответственно, высоты, моторы «девятки» в остальном не отличаются друг от друга. Изначально все устанавливаемые двигатели были карбюраторными, и лишь в начале двухтысячных годов производитель стал комплектовать машины впрысковыми моторами. Ниже будет рассмотрено устройство двигателя «девятки» на примере 1,5-литрового инжекторного мотора ВАЗ-2111, он также устанавливался на ВАЗ-2110 и 2114 ранних годов выпуска.

Итак, «сердце» автомобиля ВАЗ-2109 –четырехтактный четырехцилиндровый восьмиклапанный «атмосферник», работающий на бензине, с верхним расположением распредвала. В отличие от заднеприводных ВАЗ-2106 и ВАЗ-2103, у переднеприводных моделей 2109, 2110, 2114 и остальных мотор располагается поперечно. Цилиндры нумеруются от шкива коленвала, порядок их работы 1-3-4-2. Электронное управление осуществляется контроллером «Январь», Bosch или GM.

  1. Устройство кривошипно-шатунного механизма двигателя
  2. Коленвал
  3. Поршневая группа
  4. Устройство головки блока и ГРМ
  5. Смазывание деталей

Устройство кривошипно-шатунного механизма двигателя

Устройство блока цилиндров двигателя ВАЗ-2111 идентичен блоку 21083. Отлит он из чугуна, диаметр цилиндров составляет 82 мм, в случае замены поршневой группы его можно увеличить на:

  • 0,4 при первом ремонте;
  • 0,8 при втором.

Коленвал

Коленчатый вал размещается внизу блока и вращается на пяти коренных подшипниках, имеющих съемные крышки, крепление которых к блоку осуществляется болтами. Крышки невзаимозаменяемы и маркируются рисками на внешней стороне. Средняя опора коренного подшипника имеет гнезда, в которые устанавливаются опорные полукольца, исключающие осевое смещение коленвала. Переднее полукольцо изготавливается из сплава стали и алюминия, заднее – из металлокерамики. При появлении люфта коленчатого вала полукольца подлежат замене.

Вкладыши подшипников – опорных и шатунных – тонкостенные, выполнены из сталеалюминиевого сплава. На внутренней стороне всех верхних коренных вкладышей, за исключением вкладыша третьей опоры, имеются канавки.

Устройство кривошипа (коленвала двигателя) следующее: он чугунный, имеет четыре шатунных и пять коренных шеек. Заодно с валом отлиты восемь противовесов. Внутри вала просверлены каналы, закрытые заглушками и имеющие двойное назначение:

  1. по ним подается масло у шатунным шейкам от коренных;
  2. они очищают масло, поскольку центробежной силой к заглушкам отбрасываются все механические примеси, не задержанные фильтром.
Читать еще:  Что такое световой двигатель

Последнее обстоятельство необходимо учитывать при капремонте двигателя, и при снятии коленвала, а особенно при балансировке нужно прочищать каналы от накопившихся отложений. Заглушки после прочистки заменяются на новые.

К передней части коленвала крепится шкив привода распредвала, а к нему – приводной шкив генератора, который работает еще и как демпфирующее устройство, благодаря упругому элементу между внешней и внутренней частями шкива. К заднему концу при помощи шести болтов крепится чугунный маховик. У него имеется зубчатый венец, предназначенный для запуска мотора при помощи стартера. Помимо этого, на его поверхности есть конусная лунка-метка, предназначенная для определения ВМТ после того, как двигатель собран.

Поршневая группа

Шатуны изготавливаются из стали, имеют двухтавровое сечение. Крышки обрабатываются вместе с шатунами, и потому не являются взаимозаменяемыми. На них и на шатунах штампуется номер цилиндра.

Поршневые пальцы представляют собой стальные трубки. Они свободно плавают в бобышках поршней, в которых фиксируются при помощи стопорных колец.

Устройство поршней: поршни выполнены из алюминиевого сплава, имеют три канавки в верхней части под поршневые кольца. Комплект колец для каждого поршня состоит из двух компрессионных и одного маслосъемного. Компрессионные кольца не позволяют газам попасть в картер двигателя, а маслосъемное удаляет масло со стенок цилиндра и отводит его к бобышкам для смазывания поршневого пальца.

Немного ниже располагаются отверстия для поршневого пальца (бобышки). В днище поршня имеется выточка, предназначенная для предотвращения загиба клапанов в случае обрыва приводного ремня ГРМ. У ВАЗ-2109 с объемом двигателя 1,3 литра оно плоское, поэтому обрыв ремня неизбежно приводил к выходу из строя всей поршневой группы и механизма газораспределения, и как следствие, к дорогостоящему ремонту.

Устройство головки блока и ГРМ

Головка блока (ГБЦ) у всех переднеприводных авто семейства ВАЗ, будь то 2109, 2110 или 2114 одна, общая для всех цилиндров. Они монтируется к блоку при помощи десяти винтов. При монтаже под нее подкладывается металлическая прокладка. Данная прокладка предназначена для одноразового применения, и повторно ее использовать нельзя. В верхней части ГБЦ имеется пять опор распредвала.

Распределительный вал двигателя автомобиля ВАЗ-2109, имеет индекс 21083. На некоторые двигатели устанавливаются валы 2110 или 2111, их устройство несколько отличается от 21083, что позволяет получить прирост мощности мотора. Отливается вал из чугуна, на нем расположены пять опор и восемь кулачков, открывающих клапаны. В действие он приводится с помощью зубчатого ремня от шкива коленвала. Правильно установить валы относительно друг друга можно при помощи установочного выступа на задней крышке ремня ГРМ и меток на приводных шестернях и маховике.

В ГБЦ запрессованы седла, а та же направляющие втулки клапанов. На внутренней стороне втулок имеются канавки для подвода смазки, сверху втулки закрываются маслоотражательными колпачками.

Клапаны изготавливаются из стали, причем головка впускного – из жаропрочной. Монтируются они наклонно в один ряд. Впускной клапан большего диаметра чем выпускной. Зазоры между клапанами и кулачками распредвала регулируются при помощи регулировочных шайб, обладающих повышенной износостойкостью.

Толкатели представляют собой металлические стаканчики, движущиеся в отверстиях ГБЦ. Для улучшения износоустойчивости поверхность, соприкасающаяся с торцами стержней клапанов, цементируется.

Смазывание деталей

Устройство смазки двигателя автомобиля ВАЗ-2109 (2110) комбинированное. К коренным и шатунным подшипникам, а также к опорам распредвала масло подается под давлением, цилиндры, поршни, пальцы и кольца, кулачки распредвала и толкатели смазываются разбрызгиванием, ко всем остальным сопряженным деталям смазка подается самотеком.

Спереди блока установлен масляный насос шестеренчатого типа с перепускным клапаном. Маслоприемник монтируется при помощи болтов на крышку второго коренного подшипника и корпус насоса. Маслофильтр неразборный, имеет перепускной и противодренажный клапаны. Подробно устройство системы смазки и других систем двигателя рассмотрено в отдельных статьях.
» alt=»»>
Вентиляция картера производится принудительно, газы отводятся через маслоотделитель.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector