автослесарное дело. Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального
 Скачать 6.72 Mb.
|
|
Рис. 21. Отопитель кабины водителя 51 воздуха в радиатор отопителя осуществляется заслонкой, которая имеет три положения. Первое положение направля- ет воздух в отопитель только из кабины (салона), второе — из вентиляционного канала в отопитель, третье — только в кабину с забором воздуха снаружи. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Для чего служит система охлаждения двигателя? 2. Какие системы охлаждения существуют, каков принцип их работы ? 3. Из чего состоит система жидкостного охлаждения ? 4. Для чего служит и как работает радиатор? 5. Объяснить, как устроен и работает термостат. 6. Для чего предназначен и как работает предпусковой подо- греватель? Система смазывания В зависимости от условий и режима работы того или иного механизма применяются различные сорта и виды сма- зок. Масла, применяемые для смазки двигателей, должны отвечать ряду требований: обладать определенной вязкос- тью, не содержать механических примесей, воды, кислот и щелочей. Присадки, вводимые в масла, должны обеспечи- вать снижение износа трущихся деталей (противоизносные), устранять коррозию металла (противокоррозионные), пре- дотвращать пенообразование (антипенные) и задиры повер- хностей трения. В марках масел буква «М» обозначает моторное масло. Затем следуют цифры — класс кинематической вязкости в сантистоксах (сСт) при 100°С. Далее буквы, обозначающие группу по эксплуатационным свойствам. Нижние цифровые 52 индексы 1 и 2 обозначают соответственно масла для карбю- раторных двигателей и дизелей, буквенные индексы — на- личие присадок. Например: М-10В 1 — масло моторное, кинематическая вязкость 10 сСт, всесезонное, для карбюраторных двигателей. М-10Г 2п — масло моторное, кинематическая вязкость 10 сСт, летнее, для дизельных двигателей, с присадками. Для автомобильных двигателей применяют комбиниро- ванную систему смазки. В зависимости от размещения и условий работы деталей масло подается либо под давлени- ем, либо разбрызгиванием, либо самотеком. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, к ос- тальным — разбрызгиванием и самотеком. Система смазки представляет собой ряд приборов и агре- гатов для хранения, подвода, очистки и охлаждения масла: • поддон картера двигателя; • маслозаборник; • масляный фильтр грубой очистки; • масляный фильтр тонкой очистки; • масляный насос; • маслопроводы; • масляный радиатор; • контрольно-измерительные приборы и датчики. Рассмотрим работу системы смазки дизельного двигате- ля КамАЗ-740 (рис. 22). Масло из поддона через маслопри- емник с сетчатым фильтром поступает в секции масляного насоса. Из нагнетающей секции масло через канал подается в полнопоточный фильтр, а оттуда в главную масляную ма- гистраль. Затем по каналам в блоке и головках цилиндров масло под давлением подается к деталям КШМ и ГРМ, ТНВД и компрессору. 53 Рис. 22. Схема системы смазки двигателя КамАЗ-740 К шатунным подшипникам масло подается по каналу коленчатого вала от ближайшей к ним коренной шейки. Опоры штанг и толкателей газораспределительного механиз- ма омываются пульсирующей струей, а остальные детали — разбрызгиванием или самотеком масла. Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемными кольцами, отводится через сверления в поршневых канавках внутрь поршня и смазывает опоры поршневого пальца в вер- хней головке шатуна и бобышках поршня. 54 Из главной смазочной магистрали масло под давлением подается к термосиловому датчику, а при открытом кране включения гидромуфты — в саму гидромуфту. Из радиаторной секции масляного насоса масло подает- ся к фильтру центробежной (тонкой) очистки и через откры- тый кран включения масляного радиатора в сам радиатор, а из него в поддон картера двигателя. Если кран включения масляного радиатора закрыт, то из центрифуги (фильтр цен- тробежной очистки) масло поступает в поддон через слив- ной клапан. Недостаточная подача масла к трущимся деталям двига- теля вызывает потерю мощности, усиленный износ деталей, перегрев и расплавление подшипников скольжения, закли- нивание поршней и в конечном итоге — прекращение рабо- ты двигателя. При чрезмерной подаче часть масла попадает в камеру сгорания, забрызгивает контакты свечей, от чего на них уве- личивается отложение нагара и ухудшается работа системы зажигания. Масляный насос шестеренчатого типа создает давление и обеспечивает циркуляцию масла в смазочной системе. Двухсекционный масляный насос (рис. 23) состоит из корпуса, внутри которого расположены две пары шестерен, образующие нагнетательную и радиаторную секции. Нагне- тательная секция подает масло в главную масляную маги- страль для смазки двигателя. Радиаторная секция подает масло через центробежный фильтр в масляный радиатор. Две шестерни насоса закреплены неподвижно через шпон- ку на приводном валике, а две другие — свободно на оси, запрессованной в корпусе насоса. Приводной валик масляно- го насоса вращается от косозубой шестерни, которая в зави- симости от модели двигателя может располагаться на пере- днем конце коленчатого вала либо на распределительном валу. При вращении шестерни верхней секции захватывают масло впадинами между зубьев и переносят его в главную 55 Рис. 23. Шестеренчатый двухсекционный масляный насос: 1 — ведущая шестерня верхней секции; 2 — ведомая шестерня верх- ней секции; 3 — редукционный (плунжерный) клапан; 4 — ведущая шестерня нижней секции; 5 — ведомая шестерня нижней секции; 6 — перепускной клапан; 7 — кран масляного радиатора; 8 — вал 56 масляную магистраль двигателя. Максимальное давление в системе ограничивается редукционным клапаном, при повы- шении которого часть масла через перепускной клапан воз- вратится в поддон картера двигателя. Масляные фильтры. В процессе эксплуатации двигате- ля масло загрязняется в результате износа деталей металли- ческими частицами, продуктами нагара и коксования масла, образующимися в результате сгорания его на стенках цилинд- ров и деталях двигателя. Сетчатый фильтр маслоприемника предварительно филь- трует масло от механических примесей перед его поступле- нием в насос. После выхода из насоса масло частично или полностью очищается в фильтрах грубой, тонкой или центро- бежной очистки. Фильтры устанавливают в различных со- четаниях в зависимости от модели двигателя и конструкции системы смазывания. На многих двигателях применяют до- полнительную очистку масла, выполняя грязеуловители в шатунных шейках коленчатого вала. Фильтрующий элемент пластинчато-щелевых фильтров грубой очистки состоит из набора металлических фильтрую- щих пластин, разделенных тонкими металлическими плас- тинами. Фильтр тонкой очистки имеет сменный фильтрующий элемент, заполненный фильтрующей массой. Фильтр центробежной очистки масла представляет со- бой центрифугу (рис. 24). Преимущество этого фильтра со- стоит в том, что он в первую очередь задерживает тяжелые примеси. Его работу легко и надежно можно проверить прослушиванием вращения ротора в течение короткого вре- мени после остановки двигателя. Полнопоточный масляный фильтр имеет два сменных фильтрующих элемента, заполненных древесной мукой на пульвербакелитовой связке (рис. 25). Масляный радиатор служит для охлаждения масла и предотвращения его разжижения в результате нагрева от соприкосновения с горячими деталями двигателя. 57 Рис. 24. Фильтр центробежной очистки масла: 1 — ось ротора; 2 — жиклер; 3 — поддон; 4 — ротор; 5 — колпак ротора; 6 — кожух фильтра; 7 — фильтрующая сетка; 8 — гайка крепления колпака; 9 — гайка крепления ротора; 10 — гайка-бара- шек крепления кожуха 58 Масляный радиатор состоит из двух бачков и горизонталь- ных трубок между ними. Для увеличения площади охлажде- ния и жесткости трубки скреплены металлическими пласти- нами. Масляными радиаторами снабжаются, как правило, гру- зовые автомобили ввиду тяжелых условий работы их двига- телей. Для легковых автомобилей достаточное охлаждения масла обеспечивают обдув поддона картера встречным пото- ком воздуха и вентиляция картера. Для предотвращения разрушения масляных трубопрово- дов при повышенном давлении и для обеспечения нормаль- ной подачи масла при износе деталей в системе смазки пре- дусмотрен редукционный клапан. При понижении давления масла включается предохранительный клапан, который от- ключает масляный радиатор от системы. Рис. 25. Полнопоточный масляный фильтр КамАЗа: 1 — крышка; 2 — фильтрующий элемент; 3 — прокладка; 4 — колпак 59 Маслопроводы изготовляются из латунных или проре- зиненных трубок, соединяющих отдельные участки систе- мы смазки. Маслоналивные патрубки расположены сверху или сбоку двигателя, соединены с поддоном картера непос- редственно через маслоналивную трубу и имеют воздушные фильтры. Визуальный контроль за уровнем в системе осу- ществляется при помощи масломерного щупа, имеющего отметки «min» и «max». Требуется регулярно следить, чтобы уровень масла был у отметки «max». Вентиляция картера служит для охлаждения масла и для освобождения картера от паров топлива, воды и отрабо- тавших газов, которые, проникая через несплошности пор- шневой группы, разжижают и загрязняют масло. У некоторых моделей двигателей — открытая вентиля- ция картера, когда нижний конец отсасывающей трубки имеет косой срез, направленный назад по ходу автомобиля. При движении у среза создается разряжение, в результате кото- рого газы отсасываются из картера. Разряжение из картера через трубку передается под крышку газораспределительно- го механизма и туда же из вакуумного фильтра подается воздух. Однако следует учитывать, что картерные газы токсич- ны. В современных карбюраторных двигателях предусмат- ривают закрытую (принудительную) систему вентиляции картера, когда картерные газы отводятся во впускной кол- лектор, что исключает их выброс в атмосферу. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Каким требованиям должны отвечать моторные масла? 2. Как устроена система смазывания автомобиля? 3. Для чего служит и как устроен масляный насос? 60 4. Какие фильтры применяются в системе смазывания и как они действуют ? 5. Для чего необходима и как осуществляется вентиляция картера двигателя ? Система питания карбюраторного двигателя В карбюраторных двигателях в качестве топлива приме- няют бензин. Бензин — это легкоиспаряющееся жидкое топ- ливо, получаемое из нефти крекинг-процессом или прямой перегонкой. Бензин должен обладать определенными свойствами. К основным свойствам бензина относятся удельный вес, теп- лотворность, испаряемость и детонация. Кроме того, бен- зин должен не вызывать коррозии металла и длительное вре- мя сохранять свои свойства. На склонности бензина к детонации следует остановить- ся особо. При нормальных условиях сгорания рабочей смеси давление в цилиндрах нарастает плавно. При применении топлива качества более низкого, чем предусмотрено техни- ческими характеристиками двигателя, и установке очень ран- него момента зажигания часть смеси горит со скоростью до 2000 м/с, почти в 100 раз превышающей оптимальную. Та- кое взрывчатое сгорание смеси называют детонацией. Склон- ность бензина к детонации условно оценивается октановым числом. Чем выше октановое число, тем бензин меньше склонен к детонации. В современных автомобильных двига- телях применяют бензины с октановыми числами от 72 до 98. Бензин с более высоким октановым числом применяют для двигателей с более высокой степенью сжатия. Для сни- жения склонности бензина к детонации в него добавляют этиловую жидкость (ядовита в количестве до 1 см 3 на 1 л! топлива). 61 Рабочий процесс в цилиндрах двигателя протекает очень быстро. Например, при частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин, каждый такт совершается за 0,015 с. Это мож- но обеспечить лишь при скорости сгорания топлива 25—30 м/с. Однако горение жидкого топлива происходит гораздо медленнее. Повысить скорость сгорания до оптимального значения можно лишь при условии, что топливо будет раз- мельчаться на мельчайшие частицы, испаряться и тщатель- но перемешиваться с необходимым количеством воздуха. Установлено, что для сгорания 1 кг топлива необходимо 15 кг воздуха. Такая смесь называется нормальной. Однако при соотношении 1 : 1 5 полного сгорания топлива не проис- ходит и часть его бесцельно теряется. Для полного сгорания топлива необходим избыток воз- духа и соотношение топлива к воздуху должно быть 1:18. Такая смесь называется обедненной. Но в этом случае в ре- зультате избытка воздуха происходят снижение скорости сгорания топлива и, как следствие, потеря мощности двига- теля. При увеличении соотношения более чем 1:18 скорость сгорания смеси резко падает, что приводит к дальнейшему падению мощности двигателя. И при соотношении 1:20 го- рючая смесь в цилиндрах не воспламеняется, равно как и при соотношении топлива к воздуху в смеси менее 1:6. Для повышения мощности двигателя топливо должно сгорать со скоростью наиболее близкой к оптимальной, а это возможно при соотношении топлива и воздуха 1 : 1 3 . Такая смесь называется обогащенной. Как было сказано ра- нее, при таком составе смеси полного сгорания топлива не происходит и снижается экономичность работы двигателя, зато достигается его наибольшая мощность. В работающем двигателе различают следующие режи- мы работы: • пуск холодного двигателя; • работа на малой частоте вращения коленчатого вала (режим холостого хода); 62 • работа при частичных (средних) нагрузках; • работа при полных нагрузках; • работа при резком увеличении нагрузки или частоты вращения коленчатого вала (разгон). Для всех этих режимов работы двигателя состав горю- чей смеси должен быть разным. Система питания двигателя предназначена для приготов- ления и подачи к цилиндрам горючей смеси, а также для обеспечения регулирования ее количества и состава. Система питания карбюраторных двигателей включает в себя (рис. 26): • топливный бак; • топливопроводы; • топливные фильтры; • топливный насос; • карбюратор; • воздушный фильтр; • впускной коллектор; • выпускной коллектор и трубопровод; • глушитель шума выпуска отработавших газов. Рис. 26. Схема системы питания карбюраторного двигателя 63 Чтобы исключить возможность работы двигателя с чрез- мерно большой частотой вращения коленчатого вала, в сис- тему питания включен ограничитель частоты вращения ко- ленчатого вала. Все приборы системы питания двигателя соединены стальными трубками — топливопроводами. Карбюратор служит для приготовления смеси мельчай- ших частиц (или паров) бензина с воздухом — горючей сме- си. Этот процесс называется карбюрацией. Простейший карбюратор (рис. 27) состоит из: • поплавковой камеры с поплавком и игольчатым кла- паном; • камеры распылителя; • входной камеры с воздушной заслонкой; • смесительной камеры с диффузором; • дроссельной заслонки. В топливной камере располагается устройство, регули- рующее подачу топлива, состоящее из поплавка и игольча- того клапана. В смесительной камере, выполненной в виде трубы, имеется сужающаяся горловина-диффузор, в кото- рую введена трубка из поплавковой камеры — распылитель. Со стороны поплавковой камеры распылитель имеет калиб- рованное (строго определенного сечения и формы) отвер- стие — жиклер. Ниже диффузора расположена дроссельная заслонка. Действие карбюратора основано на принципе пульвери- зации. Воздух, проходящий с большой скоростью над тор- цом трубки, погруженной в жидкость, создает разряжение, в результате которого жидкость поднимается по трубке и под действием струи воздуха распыляется. Из бака топливным насосом бензин подается в поплав- ковую камеру, уровень в котором поддерживается с помо- щью поплавка игольчатого клапана. При заполнении по- 64 Рис. 27. Простейший карбюратор: 1 — главный жиклер; 2 — поплавок; 3 — игольчатый клапан; 4 — распылитель; 5 — воздушный фильтр; 6 — воздушная заслон- ка; 7 — диффузор; 8 — дроссельная заслонка; 9 — впускной трубо- провод; 10 — впускной клапан; 11 — поршень плавковой камеры топливом поплавок всплывает, давит на клапан, прекращая доступ топлива. При неработающем двигателе уровень топлива остается на одном уровне. При такте пуска во впускном трубопроводе создается раз- ряжение и поток воздуха поступает в смесительную каме- ру карбюратора. Сужение сечения трубопровода диффузо- ром обеспечивает увеличение потока воздуха и разряже- ние у верхнего торца распылителя. Из-за разницы давле- 65 ний в поплавковой и смесительной камерах топливо вы- текает из распылителя, распыляется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Количество подавае- мой горючей смеси в камеру сгорания регулируется поло- жением дроссельной заслонки или увеличением числа оборотов коленчатого вала. Уровень топлива в поплавко- вой камере снижается, а вместе с ним опускается попла- вок, открывая доступ к топливу. Простейший карбюратор не обеспечивает изменения состава горючей смеси при изменении режима работы двигателя. Современные карбюраторы имеют устройства и системы, устраняющие недостатки простейшего кар- бюратора. Главное дозирующее устройство обеспечивает плавное обеднение горючей смеси во время перехода от малых на- грузок двигателя к средним. В отечественных карбюраторах применяют систему с пневматическим торможением топлива (рис. 28), состоящую из топливного и воздушного жиклеров с диффузором постоянного сечения. По мере открытия дросселя увеличивается скорость по- тока воздуха и растет разряжение на конце распылителя. Количество топлива, поступающего через топливный жик- лер, будет увеличиваться. Однако обогащению смеси препятствует поступление воздуха через воздушный жиклер, снижающее разряжение у топливного жиклера. В результа- те через распылитель в смесительную камеру карбюратора поступает не бензин, а его эмульсия (смесь бензина с не- большим количеством воздуха) и в диапазоне от режима холостого хода до полных нагрузок горючая смесь будет не- обходимого обедненного состава. Система холостого хода предназначена для приготов- ления горючей смеси на малых оборотах коленчатого вала двигателя. Вследствие того, что дроссельная заслонка по- чти закрыта, разряжение у распылителя настолько мало, 66 |