билеты к ГОСам. 1 Общее устройство автомобиля. 1 Общее устройство автомобиля
 Скачать 109.38 Kb.
|
|
8 Рядное и V-образное расположение цилиндров Расположение цилиндров в многоцилиндровых двигателях, выглядит следующим образом: - вертикально – то есть в один ряд, без угловых отклонений; - наклонно – под углом 20°; - V- образно – в два ряда. Углы между рядами могут быть 90 или 75 градусов; - оппозитно (горизонтально) – угол между цилиндрами равен 180°. Такое расположение цилиндров применяется в двигателях для автобусов, что позволяет размещать двигатель под полом салона, освобождая полезную площадь. Значительную часть двигателей, находящихся в эксплуатации, составляют однорядные двигатели с вертикальным расположением цилиндров. Эти двигатели характеризуются простотой конструкции, сравнительно высокой технологичностью изготовления, благоприятными условиями работы поршневой группы по сравнению с двигателями других типов, меньшими неплотностями между корпусом поршня и цилиндром, меньшей работой трения и более равномерным износом поршня. Они отличаются удобством монтажа и обслуживания. Указанные преимущества, а также большой опыт построения и эксплуатации двигателей с вертикальным расположением цилиндров предопределяют широкое применение подобных двигателей и дальнейшем. В транспортных установках наряду с вертикальными конструкциями получили большое распространение V-образные двигатели. Основное преимущество этих двигателей перед однорядными — меньшие габаритные размеры и в первую очередь малая длина, вследствие чего повышается жесткость таких ответственных деталей, как картер (блок-картер), головка цилиндров и колончатый пал. Наиболее часто применяемый угол между осями Цилиндром 45— 90°; он определяется назначением двигателя, требованиями к габаритным размерам и чередованию вспышек в цилиндрах, расположенных в одном ряду. Там, где основным требованием является уменьшение габаритных размеров в первую очередь по высоте, этот угол может быть и больше. Аналогичные преимущества имеют W-образные двигатели, однако большого распространения они не получили 9 Порядок работы цилиндров, обоснование наиболее рационального порядка работы цилиндров двигателя Порядок работы двигателя – это выверенная последовательность и интервал работы его цилиндров. Последовательность чередования одинаковых тактов в различных цилиндрах ДВС и называют порядком их работы. Зависит он от ряда условий: Тип расположения цилиндров в двигателе – в один ряд, или в два ряда. Второй вариант ДВС в поперечном разрезе напоминает латинскую букву V, поэтому его называют V-образным. Конструктивные особенности распредвала, отвечающего за ход впускных и выпускных клапанов. Тип коленчатого вала. Число цилиндров. Существуют самые разные варианты моторов, имеющие их в количестве от 1 до 16 штук. В зависимости от сочетания перечисленных факторов, разные цилиндры по-разному включаются в работу, беспрерывно вращая коленвал. Порядок работы цилиндров определяется следующими факторами: -расположение цилиндров двигателя: однорядное или V-образное; -количество цилиндров; -конструкция распредвала; -тип и конструкция коленвала. Рабочий цикл двигателя состоит из газораспределительных фаз. Последовательность этих фаз должна равномерно распределяться по силе воздействия на коленчатый вал. Именно в этом случае происходит равномерная работа двигателя. Оптимальный порядок работы цилиндров, когда очередной рабочий ход происходит в цилиндре, наиболее удаленном от предыдущего, позволяет снизить нагрузки на коренные подшипники коленчатого вала и улучшить охлаждение двигателя. 10 Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) Основные элементы КШМ: Блок цилиндров – это начало всего движения в моторе. Его составляющие – поршни, цилиндры и гильзы цилиндров, в которых эти поршни движутся; Шатуны – это соединительные элементы между поршнями и коленвалом. По сути, шатун представляет собой прочную металлическую перемычку, которая одной стороной крепится к поршню с помощью шатунного пальца, а другой фиксируется на шейке коленвала. Благодаря пальцевому соединению поршень может двигаться относительно цилиндра в одной плоскости. Точно так же шатун охватывает посадочное место коленвала – шатунную шейку, и это крепление позволяет ему двигаться в той же плоскости, что и соединение с поршнем; Коленвал – коленчатый вал вращения, ось которого проходит через носок вала, коренные (опорные) шейки и фланец маховика. А вот шатунные шейки выходят за ось вала, и благодаря этому при его вращении описывают окружность; Маховик – обязательный элемент механизма, накапливающий инерцию вращения, благодаря которой двигатель работает ровней и не останавливается в “мертвой точке”. Эти и другие элементы КШМ можно условно разделить на подвижные, те, что выполняют непосредственную работу, и неподвижные вспомогательные элементы. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) воспринимает давление газов при рабочем ходе и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленвала. КШМ состоит из блока цилиндров с головкой, поршней с кольцами, поршневых пальцев, шатунов, коленчатого вала, маховика и поддона картера. Основные элементы механизма делятся на две группы: 1. Подвижные; 2. Неподвижные. Подвижные элементы – это поршни, поршневые кольца, пальцы, коленвал с маховиком и шатун. Все элементы поршней – это поршневая группа. Неподвижные элементы – это соединительные детали, блок цилиндра и его головка, а также поддон и картер с подшипниками коленвала. Для изготовления деталей КШМ используются прочные сорта стали, реже —чугун. 11 Неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма (КШМ) Блок цилиндров.Блок цилиндров является основной деталью двигателя к которой крепятся все механизмы и детали. Блоки цилиндров отливают из чугуна (ЗИЛ-130) или алюминиевого сплава . В той же отливке выполнены картер и стенки полости охлаждения, окружающие цилиндры двигателя. В блоке двигателя устанавливают вставные гильзы, омываемые охлаждающей жидкостью. Внутренняя поверхность гильзы служит направляющей для поршней. Гильзу растачивают под требуемый размер и шлифуют. Гильзы, омываемые охлаждающей жидкостью, называются мокрыми. Они в нижней части имеют уплотняющие кольца из специальной резины или медные . Вверху уплотнение гильз достигается за счет прокладки головки цилиндров. Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в наиболее изнашиваемую (верхнюю) их часть коротких тонкостенных гильз из кислотоупорного чугуна. Применение такой вставки снижает износ верхней части гильзы в 2--4 раза. Блок цилиндров У-образного двигателя ЗИЛ-130 сверху закрыт двумя головками из алюминиевого сплава. В головке цилиндров двигателя ЗИЛ-130 размещены камеры сгорания, в которых имеются резьбовые отверстия для свечей зажигания. Для охлаждения камер сгорания в головке вокруг них выполнена специальная полость. На головке цилиндров закреплены детали газораспределительного механизма. В головке цилиндров выполнены впускные и выпускные каналы и установлены вставные седла и направляющие втулки клапанов. Для создания герметичности между блоком и головкой цилиндров установлена прокладка, а крепление головки к блоку цилиндров осуществлено шпильками с гайками. Прокладка должна быть прочной, жаростойкой и эластичной. В двигателе ЗИЛ-130 она сталеасбестовая. Для уплотнения стальной прокладки в расточку на нижней плоскости головки цилиндра запрессовано стальное кольцо с острым выступом. 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. Поршень воспринимает давление газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Поршень представляет собой перевернутый цилиндрический стакан, отлитый из алюминиевого сплава. В верхней части поршня расположена головка с канавками, в которые вставлены поршневые кольца. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются приливы-бобышки с отверстиями для поршневого пальц Поршневые кольца, применяемые в двигателе, подразделяются на компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца уплотняют зазор между поршнем и цилиндром и служат для уменьшения прорыва газов из цилиндров в картер, а маслосъемные снимают излишки масла с зеркала цилиндров и не допускают проникновения масла в камеру сгорания. Кольца, изготовленные из чугуна или стали, имеют разрез (замок) Поршневой палец шарнирно соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Палец изготовлен в виде пустотелого цилиндрического стержня, наружная поверхность которого закалена нагревом током высокой частоты. Шатун служит для соединения коленчатого вала с поршнем. Через шатун давление на поршень при рабочем ходе передается на коленчатый вал. При вспомогательных тактах (впуск, сжатие и выпуск) через шатун поршень приводится в действие от коленчатого, вала. Шатун состоит из стального стержня двутаврового сечения, верхней неразъемной и нижней разъемной головок. В верхней установлен поршневой палец, а нижняя закреплена на шатунной шейке коленчатого вала. Для уменьшения трения в верхнюю головку шатуна запрессована бронзовая или биметаллическая с бронзовым слоем втулка, а в нижнюю, состоящую из двух частей, установлены тонкостенные вкладыши, представляющие собой стальную ленту, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем антифрикционного сплава (ЗиЛ-130 - высоко- оловянистый алюминий). Обе части нижней головки шатуна скреплены двумя болтами, гайки которых во избежание самоотвертывания фиксируются. В двигателе ЗИЛ-130 под гайки подкладываются специальные шайбы, момент затяжки гаек 80...90,Н-м., а самоотвертыванию препятствуют специальные штампованные стопорные гайки. Затяжку стопорной гайки необходимо производить путем ее поворота на 1,5 ... 2 грани от положения соприкосновения о основной гайкой. 12 Порядок затяжки гаек головки блока цилиндров Из оборудования необходим динамометрический ключ с калибровкой усилия под конкретный автомобиль (на разных машинах момент затяжки креплений может существенно отличаться), торцевая головка нужного размера, которая подходит к конкретному виду крепежа. Итак, динамометрические ключи бывают нескольких видов: щелчковый; стрелочный; цифровой; иные приспособления. Момент затяжки болтов для каждого автомобиля разный (в виду конструктивных особенностей). Для конкретного автомобиля есть своя таблица моментов затяжки креплений. Существует определенный порядок затяжки болтов, почти на всех автомобилях он одинаковый – от центра головки к ее краям, крест на крест. Так, например, первыми затягиваются два центральных болта правого и левого рядов, затем два болта, находящиеся слева от центральных, затем два справа от центральных, потом два болта находящиеся слева в обоих рядах и завершают порядок болты находящиеся справа в обоих рядах. Важно помнить, что крепеж всегда выполняется в три — четыре подхода: Первый подход – усилие 3-4 кгс. Второй подход – усилие 7 кгс. Третий подход – усилие 9 кгс. Последний подход – усилие 11,5 – 12 кгс. При соблюдении правил затягивания крепежных болтов, а также нужного момента, всегда можно рассчитывать на надежную и долговечную работу установленных деталей. Механизм газораспределения в двигателе играет основную роль, поэтому пренебрегать правилами монтажа составляющих элементов не стоит. 13 Подвижные детали КШМ Поршень представляет собой металлический стакан сложной формы, устанавливаемый в цилиндре днищем вверх. Он состоит из двух основных частей. Верхняя утолщенная часть называется головкой, а нижняя направляющая часть — юбкой. Головка поршня содержит днище и стенки. В стенках проточены канавки для компрессионных колец. Нижние канавки имеют дренажные отверстия 6 для отвода масла. Для увеличения прочности и жесткости головки ее стенки снабжены массивными ребрами, связывающими стенки и днище с бобышками, в которых устанавливается поршневой палец. Иногда оребряют также внутреннюю поверхность днища. Юбка имеет более тонкие стенки, чем у головки. В ее средней части расположены бобышки с отверстиями. Поршневые кольца обеспечивают плотное подвижное соединение поршня с цилиндром. Они предотвращают прорыв газов из надпоршневой полости в картер и попадание масла в камеру сгорания. Различают компрессионные и маслосъемные кольца. Поршневые кольца работают в сложных условиях. Они подвергаются воздействию высоких температур, а смазывание их наружных поверхностей, перемещающихся с большой скоростью по зеркалу цилиндра, недостаточно. Поэтому к материалу для поршневых колец предъявляются высокие требования. Чаще всего для их изготовления применяют высокосортный легированный чугун. Верхние компрессионные кольца, работающие в наиболее тяжелых условиях, обычно покрывают с наружной стороны пористым хромом. Составные маслосъемные кольца изготавливают из легированной стали. Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Он представляет собой трубку, проходящую через верхнюю головку шатуна и установленную концами в бобышки поршня. Крепление поршневого пальца в бобышках осуществляется двумя стопорными пружинными кольцами, расположенными в специальных канавках бобышек. Такое крепление позволяет пальцу (в этом случае он называется плавающим) проворачиваться. Вся его поверхность становится рабочей, и он меньше изнашивается. Ось пальца в бобышках поршня может быть смещена относительно оси цилиндра на 1,5…2,0 мм в сторону действия большей боковой силы. Благодаря этому уменьшается стук поршня в непрогретом двигателе. Поршневые пальцы изготавливают из высококачественной стали. Для обеспечения высокой износоустойчивости их наружную цилиндрическую поверхность подвергают закалке или цементации, а затем шлифуют и полируют. Шатун соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала и, преобразуя возвратно-поступательное движение поршневой группы во вращательное движение коленчатого вала, совершает сложное движение, подвергаясь при этом действию знакопеременных ударных нагрузок. Для уменьшения трения в соединении шатуна с коленчатым валом и облегчения ремонта двигателя в нижнюю головку шатуна устанавливают шатунный подшипник, который выполнен в виде двух тонкостенных стальных вкладышей, залитых антифрикционным сплавом. Внутренняя поверхность вкладышей точно подогнана к шейкам коленчатого вала. Для фиксации вкладышей относительно головки они имеют отогнутые усики, входящие в соответствующие пазы головки. Подвод масла к трущимся поверхностям обеспечивают кольцевые проточки и отверстия во вкладышах. 14 Поршневая группа Поршневая группа двигателя включает в себя: поршень, поршневые кольца и поршневой палец. Поршень, является наиболее важным элементом любого двигателя внутреннего сгорания. Требования, которым должна соответствовать эта деталь: - температура в камере сгорания может достигать более 2000°С а температура поршня, без риска потери прочности материала, не должна превышать 350°С. - после сгорания бензино-воздушной смеси, давление в камере сгорания может достигать 80 атмосфер. При таком давлении, оказываемое на днище усилие, будет составлять свыше 4-х тонн. Толщина стенок и днища поршня должна обеспечивать возможность выдерживать значительные нагрузки. Но любое увеличение массы изделия приводит к увеличению динамических нагрузок на элементы двигателя, что в свою очередь, ведет к усилению конструкции и росту массы двигателя. - зазор между поршнем и поверхностью цилиндра должен обеспечивать эффективную смазку и возможность перемещения с минимальными потерями на трение. Но в тоже время зазор должен учитывать тепловое расширение и исключить возможность заклинивания. - изготовление должно быть достаточно дешевым и отвечать условиям массового производства. Шатун крепится верхней стороной к поршню, а нижней — к коленчатому валу. Крышки снизу шатунов съемные, но не взаимозаменяемые. Дело в том, что для точности эти элементы обрабатываются в собранном виде и при перестановке не обеспечат точные и равномерные зазоры. На коленвал под шатуном и крышкой устанавливаются вкладыши, которые по сути своей представляют подшипники скольжения. Другими словами, шейка коленчатого вала вращается в масляной пленке не соприкасаясь с элементами корпуса шатуна. Для придания дополнительной прочности и уменьшения веса агрегата стержень шатуна изготавливается в виде двутавры. Пустотелый стальной цилиндр обеспечивает соединение верхней части шатуна с поршнем. Сталь, применяемая при изготовлении тоже должна быть высококачественной, наружная поверхность пальца подвергается цементированию для улучшения износостойкости и предотвращения повреждений при масляном голодании двигателя. После термообработки поверхность пальца доводится до идеального состояния шлифованием и полировкой. Шатунно-поршневая группа является одной из наиболее ответственных частей двигателя внутреннего сгорания, поскольку именно на нее приходятся максимальные нагрузки в процессе эксплуатации. При работе двигателя поршни движутся с большой скоростью и ускорением, при этом нагреваются до высоких температур. Они выполняются из легких и прочных материалов, при этом большое значение имеет точность изготовления всех элементов поршневой группы. |