Меню Закрыть

Системы двигателя – Системы двигателя

Содержание

Основные механизмы и системы двигателя — Общее устройство и работа двигателя — Двигатель — Автомобиль

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

www.carshistory.ru

Двигатель. Классификация, механизмы и системы ДВС

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.

studfile.net

Общее устройство двигателя | Двигатель автомобиля

Для нормальной работы двигателя в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у карбюраторных двигателей) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Для уменьшения затрат работы на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться. Все двигатели, устанавливаемые на автомобили, состоят из следующих механизмов и систем.

Основные механизмы двигателя

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

Механизм газораспределения (ГРМ) управляет работой клапанов, что позволяет в определенных положениях поршня впускать воздух или горючую смесь в цилиндры, сжимать их до определенного давления и удалять оттуда отработавшие газы.

Основные системы двигателя

Система питания служит для подачи очищенного топлива и воздуха в цилиндры, а также для отвода продуктов сгорания из цилиндров.

Система питания дизеля обеспечивает подачу дозированных порций топлива в определенный момент в распыленном состоянии в цилиндры двигателя.

Система питания карбюраторного двигателя предназначена для приготовления горючей смеси в карбюраторе.

Система зажигания рабочей смеси в цилиндрах установлена в карбюраторных двигателях. Она служит для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя в определенный момент.

Смазочная система необходима для непрерывной подачи масла к трущимся деталям и отвода теплоты от них.

Система охлаждения предохраняет стенки камеры сгорания от перегрева и поддерживает в цилиндрах нормальный тепловой режим.

Расположение составных частей различных систем двигателей показано на рисунке.

 

Рис. Составные части разных систем двигателей: а — карбюраторный двигатель ЗИЛ-508: I — вид справа; II — вид слева; 1 и 15 — масляный и топливный насосы; 2 — выпускной коллектор; 3 — искровая свеча зажигания; 4 и 5 — масляный и воздушный фильтры; 6 — компрессор; 7 — генератор; 8 — карбюратор; 9 — распределитель зажигания; 10 — трубка масломерного щупа; 11 — стартер; 12 — насос гидроусилителя рулевого управления; 13 — бачок насоса гидроусилителя; 14 — вентилятор; 16 — фильтр вентиляции картера; б — дизель Д-245 (вид справа): 1 — турбокомпрессор; 2 — маслоналивная труба; 3 — маслоналивная горловина; 4 — компрессор; 5 — генератор; 6 — поддон картера; 7 — шпилька-фиксатор момента подачи топлива; 8 — выпускной трубопровод; 9 — центробежный маслоочиститель; 10 — маслоизмерительный щуп

ustroistvo-avtomobilya.ru

без чего двигатель не жизнеспособен?

Друзья! Сейчас мы узнаем что творится в сердце нашего автомобиля, рассмотрим основные механизмы и системы двигателя.

Ведь для того, чтобы он мирно урчал под капотом и благополучно доставлял нас из точки А в точку Б, ему нужны пять важных систем, обеспечивающих его жизнедеятельность.

Все они слаженно работают, не мешая друг другу, а нам остается лишь давить педальку газа и наслаждаться властью над железным конем.

Топливная система

Топливная система как раз самая бюджетно-затратная. Она всех больше потребляет, заработанные непосильным трудом наши кровные рублики. Сюда мы вливаем бензин или солярку для обеспечения доставки наших тел с комфортом в нужные нам места. Здесь топливо храниться, подается, смешивается с воздухом и подается в камеру сгорания.

Запас топлива храниться в баке, сами понимаете это нужно чтобы иметь возможность какое-то время передвигаться. Следит за количеством оставшегося бензина датчик топлива.

Для того чтобы бензин или дизельное топливо подавалось дальше, обязателен топливный насос, который обеспечивает постоянное поступление оного в карбюратор, если двигатель карбюраторного типа или в насос высокого давления, если двигатель инжекторный.

Естественно протекает это по трубопроводам и в нескольких местах происходит очистка от случайных частиц грязи в специальных фильтрах.

Воздушный фильтр, он служит для очищения воздуха, который нужен для приготовления рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания цилиндров двигателя.

И так что входит в топливную систему:

  • бак;
  • трубопроводы;
  • топливный насос;
  • датчик уровня топлива;
  • топливные фильтры;
  • карбюратор или насос высокого давления;
  • форсунки;
  • воздушный фильтр.

Система зажигания

Эта система, которая подает искру для воспламенения горючей смеси в цилиндре в конце такта сжатия. Она входит в общую систему электроснабжения и бывает трех видов.

  • электронная;
  • контактная;
  • бесконтактная.

Принцип её таков – подать через свечу зажигания ток высокого напряжения (до 30 тыс.вольт) для воспламенения горючей смеси и распределить его цилиндрам двигателя.

А это осуществляется путем преобразования тока из низкого напряжения в высокое и путем специального распределителя (трамблера) подать каждому цилиндру в нужный момент. В статье о системе зажигания мы рассмотрим её подробно.

Выпускная система

Результат работы выпускной системы мы увидим сзади автомобиля. Идет дымок из трубы, или из двух, и слышен рокот двигателя. У кого тише, у кого громче.

Эта система испытывает самые большие температурные нагрузки, поэтому выпускной коллектор, первый который принимает раскаленные газы, выходящие из цилиндров, отливается из чугуна.

Дальше газы переходят в приемную трубу и вибро гасящую муфту (сильфон). Муфта нужна для гашения вибраций от двигателя на кузов. Сильфон имеется не на всех автомобилях.

Современные автомобили, в основном импортные, оснащены катализатором выпускных газов. Он служит для частичной нейтрализации отработанных газов. Деталь нужная, но думаю не очень спасает экологию от загрязнения.

Для того, чтобы уменьшить шум, а он поверьте очень сильный при работе двигателя без глушителя, на автомобилях устанавливаются резонатор (предварительный глушитель) и основной.
Газы, проходя через множество лабиринтов, теряют свою первоначальную скорость и при выходе из трубы мы иногда даже не слышим как работает двигатель.

Система смазки

Двигатель должен работать долго, надежно и безотказно. И чтобы это обеспечить необходимо обильно смазывать множество трущихся деталей. Для этого имеется целая система смазки.

Она не только смазывает детали и механизмы, но и частично охлаждает их, вымывает продукты отработанного металла и нагара, образовавшегося от высокой температуры некоторых узлов двигателя.

Система смазки в двигателе работает под давление, чтобы обеспечить эффективное поступление смазки в самые микроскопические зазоры трущихся деталей. Для этого есть специальный шестеренчатый масляный насос.

Масло постоянно очищается фильтром тонкой очистки и имеет резервный запас в так называемом картере двигателя. Оттуда оно засасывается через маслоприемник и подается по множественным масляным каналам во все механизмы и узлы двигателя.

Система охлаждения

Главное в двигателе, для его устойчивой и долговечной работы, это отвод излишнего тепла, образовавшегося от сгорания топлива и высокого давления в цилиндрах. Температура в цилиндрах достигает 2000 градусов по Цельсию и выше.

Системы охлаждения могут быть разных видов

  • воздушная;
  • жидкостная.

Воздушная система представляет собой множество ребер вокруг цилиндров, через которые продувается поток воздуха, естественным путем или принудительно воздушной турбиной. Ребра нужны для того, чтобы иметь максимально большую площадь соприкосновения воздуха с нагретым металлом.

Очень широко применяется в мотоциклетных двигателях.

Отечественный автопром сейчас не производит двигателей для автомобилей с воздушным охлаждением. В советские времена выпускался легендарный Запорожец, который оказался за границей и у меня нет информации о его выпуске.

Надо признать, убожество это было знатное, но люди ездили, автомобиль совершенствовался и по своему развивался.

За границей выпускались и выпускаются даже дизельные двигатели с воздушным охлаждение на большегрузные автомобили. Ваш покорный слуга в далекие восьмидесятые строил БАМ, работая на немецком самосвале МАГИРУС, у которого был десятицилиндровый V-образный двигатель с воздушным охлаждением. 15 тонн грузоподъемность, рабочая температура цилиндров двигателя 120 градусов.

Очень надежный, комфортный для грузовика такого типа в то время. Неприхотливый, переносящий сорокаградусную жару и пятидесятиградусные морозы, автомобиль.

Но в наше время все-таки наибольшее распространение получили жидкостные системы охлаждения.

Работает оно по принципу постоянного протекания охлаждающей жидкости вокруг нагревающихся узлов и деталей посредством специальных водяных каналов (водяная рубашка).
Для этого в системе присутствует перекачивающий насос, обеспечивающий постоянный обмен жидкости.

Перегретая жидкость для охлаждения поступает в радиатор. Он представляет из себя множество тонких медных или алюминиевых трубок, расположен на самом обдуваемом месте автомобиля, то есть как правило впереди.

Если автомобиль имеет заднее расположение двигателя, то воздух поступает на радиатор из воздухозаборников.

С радиатором всегда рядом вентилятор. Он нужен для того, чтобы усилить поток воздуха в несколько раз, если проточного воздуха недостаточно для охлаждения охлаждающей жидкости. Подробно эту систему рассмотрим в другой статье.

А сейчас, до свидания!

auto-ru.ru

Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов


Категория:

   Автомобили и трактора


Публикация:

   Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов


Читать далее:

Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов

Двигатель внутреннего сгорания (рис. 4) состоит из следующих механизмов и систем, выполняющих определенные функции.

Кривошипно-шатунный механизм осуществляет рабочий цикл двигателя и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Механизм состоит из цилиндра с головкой, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала, маховика. Механизм установлен в блок-картере, закрытом снизу поддоном (резервуаром для масла).

Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси или воздуха и своевременного удаления отработавших газов. Он состоит из клапанов с направляющими втулками, пружин с деталями их крепления, штанг 4, коромысел, толкателей, распределительного вала и шестерен привода распределительного вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Система охлаждения служит для отвода избыточного тепла от нагретых деталей двигателя. Она бывает жидкостной или воздушной. Если система охлаж— дения жидкостная, то она состоит из рубашки охлаждения, радиатора, водяного насоса, вентилятора, термостата и патрубков. Система воздушного охлаждения состоит из теплоотводящих ребер, вентилятора, кожуха и щитков, направляющих воздушный поток для отвода тепла.

Система смазки обеспечивает подачу масла к трущимся деталям двигателя с целью уменьшения трения между ними и отвода тепла. Она состоит из резервуара для масла, масляного насоса, фильтров и маслопроводов.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее к цилиндру (карбюраторные двигатели) или подачи топлива в цилиндр и напол-’ нения его воздухом (дизельные двигатели).

Рис. 4. Устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя

У карбюраторных двигателей эта система состоит из топливного бака, топливопроводов, топливного и воздушного фильтров, топливного насоса, карбюратора (или смесителя), впускного и выпускного трубопроводов, глушителя.

У дизельных двигателей система питания состоит из тех же деталей и приборов, с той лишь разницей, что вместо карбюратора установлены топливный насос высокого давления и форсунка.

Система зажигания предназначена для принудительного воспламенения рабочей смеси от электрической искры. В нее входят приборы, обеспечивающие получение электрического тока высокого напряжения, провода и свечи.

У дизельных двигателей приборы системы зажигания отсутствуют, так как топливо воспламеняется от соприкосновения со сжатым воздухом, имеющим высокую температуру.

Система пуска предназначена для пуска двигателя. К ней относятся: пусковой бензиновый двигатель с механизмом передачи (на тракторе), электрический стартер на автомобиле и иногда на тракторе, декомпрессионный механизм, приборы подогрева воды и воздуха.

Двухтактные двигатели имеют те же основные механизмы и системы, что и четырехтактные, но отличаются по устройству и действию механизма газорас-. пределения.


Рекламные предложения:

Читать далее: Основные понятия и определения по двигателем автотрактора

Категория: —
Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Механизмы и системы двигателя


Категория:

   Двигатели кранов на железнодорожном ходу


Публикация:

   Механизмы и системы двигателя


Читать далее:

Механизмы и системы двигателя

Основными механизмами двигателя внутреннего сгорания являются шатунно-кривошипный и распределительный, а основными системами— системы питания, зажигания, смазки и охлаждения.

Шатунно-кривошипный механизм предназначен для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Этот механизм состоит из цилиндра, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Ход поршня зависит от величины радиуса кривошипа коленчатого вала и равен двойной величине радиуса кривошипа.

Крайние положения поршня, как верхнее, так и нижнее, соответствуют положениям, когда ось кривошипа вала, осевая линия шатуна и ось пальца поршня располагаются на одной прямой линии. Эти положения называются мертвыми положениями поршня, потому что усилием на поршень нельзя заставить повернуться коленчатый вал. Вся система может быть выведена из этого положения лишь внешними силами — силой инерции маховика или движением поршней других цилиндров, если двигатель многоцилиндровый.

Цилиндры большинства двигателей выполняются в виде отдельных отливаемых из специального чугуна гильз, вставленных в отверстия блока цилиндра.

Блок цилиндра — одна из основных частей двигателя. Верхняя часть блока закрыта головкой, в которой расположены впускные и выпускные клапаны, форсунки или запальные свечи.

Нижняя часть блока соединена с картером, служащим у некоторых двигателей основанием для коренных подшипников коленчатого вала, и камерой, в которой у четырехтактного двигателя помещается масло для смазки всех деталей.

Блок цилиндра (а также и головка) обычно делают двухстенным; в пространстве между стенками циркулирует вода, охлаждающая двигатель.

Поршень, воспринимающий на себя давление газов, отливают из специального чугуна или алюминия. Он имеет цилиндрическую форму. Верхняя его часть (донышко) может быть плоской, выпуклой или вогнутой.

В средней части поршень имеет с внутренней стороны приливы, называемые бобышками, в отверстиях которых помещается палец, соединяющий поршень с шатуном. Нижняя, наиболее тонкостенная часть поршня называется юбкой. Диаметр поршня обычно меньше диаметра цилиндра, и между поршнем и цилиндром имеется необходимый температурный зазор, в котором образуется тонкая масляная пленка, смазывающая трущиеся поверхности цилиндра.

На наружной боковой поверхности поршня имеются кольцевые канавки, в которые заводятся поршневые кольца. Часть колец служит для создания уплотнения между стенками цилиндра и поршня (так называемые компрессионные кольца), часть же колец (маслосбрасывающих) служит для удаления со стенок цилиндра излишков смазки.

Маслосбрасывающие кольца обыкновенно имеют на своей поверхности проточку, этим порышается удельное давление кольца на стенки цилиндра, в результате чего оно лучше снимает излишки масла с поверхности цилиндра.

Поршневой палец представляет собой полый стержень, изготовленный из легированной стали. Для уменьшения износа рабочую поверхность пальца обычно цементируют, калят и шлифуют. Во многих двигателях поршневой палец закрепляется лишь от продольного перемещения пружинными замками с тем, чтобы исключить возможность трения его о стенки цилиндра. При таком закреплении палец может проворачиваться как в бобышках поршня, так и во втулке шатуна. Такая посадка свободно плавающего пальца дает более равномерный его износ.

Шатун шарнирно соединяет поршень с коленчатым валом и передает воспринимаемые поршнем усилия валу. Шатун двигателей внутреннего сгорания в большинстве своем штампован из стали. Он состоит из стержня и двух головок: верхней с впрессованной в нее бронзовой втулкой и нижней, называемой кривошипной и снабженной вкладышами. Сечение стержня обычно двутавровое, что придает ему необходимую прочность при небольшом весе.

Кривошипная головка шатуна выполняется разъемной; отъемная часть называется крышкой и крепится к основной части болтами. Болты эти испытывают весьма большие нагрузки и изготовляются из прочной хромистой стали.

Вкладыши шатуна, как и вкладыши коренных подшипников, делают в виде тонкостенных стальных широких полуколец. Внутреннюю рабочую поверхность этих вкладышей заливают антифрикционным сплавом, баббитом или свинцовистой бронзой.

Коленчатый вал — наиболее ответственная деталь двигателя. Он имеет несколько коренных опорных шеек и несколько кривошипных шеек или просто кривошипов, число которых соответствует числу цилиндров.

Для уравновешивания коленчатый вал снабжают противовесами, прикрепляемыми к щекам кривошипа со стороны, противоположной кривошипной шейке. На конце вала обычно крепится маховик.

Газораспределительный механизм предназначен для подачи в цилиндр воздуха или горючей смеси в строго определенные моменты и для удаления из цилиндра продуктов сгорания также в определенные моменты.

В четырехтактных двигателях газораспределение осуществляется механизмом, состоящим из клапанов, перекрывающих отверстия в головке блока, пружин, удерживающих клапаны в закрытом состоянии, распределительного вала и передаточных деталей: толкателей, втулок, коромысел и т. д.

Распределительный вал, имеющий кулачки, приводится во вращение от коленчатого вала через шестеренчатую передачу.

Кулачки на валу расположены в определенной последовательности. При вращении распределительного вала кулачки, набегая на толкатели, поднимают их. Это движение толкателей передается на концы качающихся коромысел, вторые концы которых нажимают на стержни клапанов и, сжимая пружины, открывают их в строго установленном порядке.

Клапаны работают при высоких температурах, поэтому их изготовляют из специальных жаростойких сталей.

Система питания предназначена для подачи в цилиндры двигателя топлива или горючей смеси, необходимых для совершения рабочего процесса. Системы питания дизелей и карбюраторных двигателей различные

Общая схема питания дизеля показана на рис. 1. Топливо из бака через расходный кран попадает в фильтр грубой очистки и, пройдя через него, поступает к подкачивающей помпе. Эта помпа, действующая от привода топливного насоса, прогоняет топливо через фильтр тонкой очистки, откуда оно поступает к топливному насосу. Насос под большим давлением подает топливо в форсунки, расположенные в головке блока двигателя.

Рис. 1. Общая схема питания дизеля

Система питания карбюраторного двигателя включает в себя бак для топлива, отстойник карбюратор, воздухопровод и регулятор числа оборотов двигателя. Наиболее ответственной частью в этой системе является карбюратор. Он предназначен для приготовления горючей смеси, т. е. смеси паров топлива с вполне определенным количеством воздуха, необходимого для его сгорания

Существует несколько конструкций карбюраторов. На рис. 2 показана схема устройства простейшего карбюратора, состоящего из смесительной камеры, диффузора, распылителя, жиклера, поплавковой камеры, заслонок (дроссельной и воздушной), поплавка, иглы, канала и кнопки.

Смесительная камера представляет собой отрезок трубы, в которой смешивается распыленное топливо с воздухом. Эта камера имеет местное сужение, называемое диффузором, к которому проведен распылитель, подающий в камеру топливо.

Воздух, проходя через камеру смешения, повышает свою скорость в диффузоре, и над распылителем создается разрежение, способствующее лучшему всасыванию топлива, которое увлекается затем быстро движущейся струей воздуха, испаряется, хорошо перемешивается с воздухом и поступает в цилиндры.

Рис. 2. Схема устройства простейшего карбюратора

Топливо в распылитель подается через поплавковую камеру, предназначенную поддерживать одинаковый напор топлива в распылителе, что обеспечивается поддержанием постоянного уровня топлива в камере.

В канале на пути от поплавковой камеры к распылителю установлен жиклер, сделанный в виде пробки с точно калиброванным отверстием, через которое пропускается ограниченное количество топлива.

Дроссельная заслонка служит для регулирования количества смеси, подаваемой в цилиндр: при большем открытии дроссельной заслонки в цилиндры двигателя поступает больше смеси, поэтому двигатель развивает большую мощность. Наоборот, прикрывая дроссельную заслонку, уменьшают доступ смеси в цилиндры, в результате чего мощность двигателя снижается.

Горючая смесь, подаваемая в цилиндры, может быть «бедной» или «богатой» в зависимости от соотношения долей воздуха и топлива в ней. Чем больший процентный состав топлива, тем богаче смесь.

Воздушная заслонка служит для временного обогащения смеси, главным образом в момент пуска двигателя и установления режима его работы. Это обогащение достигается поворотом воздушной заслонки, уменьшающим живое сечение канала, вследствие чего скорость потока воздуха возрастает, создается большее разрежение и увеличивается, подача топлива.

Для нормальной работы двигателя важно иметь постоянное качество смеси, определяемое соотношением количества топлива и воздуха. Простейший карбюратор не обеспечивает этого постоянства. При прикрытии дроссельной заслонки уменьшается число оборотов двигателя и над распылителем создается меньшее разрежение, в результате чего истечение топлива будет слабее и смесь в цилиндры станет поступать обедненной. Наоборот, с полным открытием дроссельной заслонки истечение топлива повышается и смесь обогащается.

Устранение этого недостатка в карбюраторах достигается постановкой дополнительного устройства, называемого компенсационным жиклером. Его размещают между поплавковой камерой и компенсационным колодцем, через который топливные каналы соединены с атмосферой. Благодаря этому через компенсационный жиклер подается постоянное количество топлива независимо от величины разрежения в диффузоре, т. е. независимо от режима работы двигателя.

С увеличением числа оборотов двигателя подача топлива через основной главный жиклер увеличится и смесь обогатится, в то же время увеличится поступление воздуха, но так как компенсационный жиклер подаст прежнее количество топлива, качество смеси не изменится.

При снижении оборотов двигателя главный жиклер станет объединять смесь, в то же время компенсационный жиклер, подавая одно и то же количество топлива при меньшем поступлении воздуха, будет обогащать смесь, в итоге ее качество сохранится.

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в карбюраторных двигателях и состоит из магнето, запальных свечей и проводов высокого напряжения.

Магнето предназначено для получения электрического тока высокого напряжения (15 000—20 000 б) и состоит из сердечника, вращающегося магнита, двух обмоток (первичной и вторичной), конденсатора и прерывателя.

При вращении магнето силовые линии магнитного поля наводят в обмотке э. д. с, которая изменяется как по величине, так и по направлению. В моменты прохода полюсов магнита против колодок сердечника магнитный поток достигает максимального своего значения, а в моменты нахождения полюсов между колодками поток силовых линий изменяет свое направление. В результате изменения магнитного потока силовые линии пересекают витки обмотки из толстой изолированной проволоки, возбуждая в ней переменный ток низкого напряжения, называемый током первичной обмотки. В возникновении первичного тока можно легко убедиться, если в цепь первичной обмотки включить гальванометр. Однако ток, возникающий в первичной обмотке, недостаточен для того, чтобы получить искру в запальной свече. Поэтому в магнето поверх первичной обмотки намотана вторичная обмотка из тонкой проволоки и с большим количеством витков.

Когда в первичной обмотке возникает и исчезает электрический ток, вокруг нее возникает магнитное поле. Его силовые линии пересекают витки вторичной обмотки, вследствие чего в ней образуется ток высокого напряжения, способный дать искру в запальной свече.

Для резкого изменения магнитного поля вокруг первичной обмотки в ее цепь включен прерыватель с контактами, прерывающий первичный ток в моменты, когда он достигает наибольшей величины. Для уменьшения искрения, подгорания контактов прерывателя и увеличения резкости разрыва цепи параллельно контактам прерывателя включен конденсатор.

Рис. 3. Схема устройства элементов системы зажигания:
1—сердечник; 2 —магнит; 3 — стойка; 4 —первичная обмотка; 5 —вторичная обмотка; 5~свеча запальная; 7 —кулачок прерывателя; 8 — рычажок прерывателя; 9 — контакты прерывателя; 10 — пружина; 11 — искровой промежуток; 12 — провод высокого напряжения; 13 — конденсатор; 14 — кнопка замыкания первичной цепи

Замыкая первичную обмотку специальной кнопкой, выключают магнето, так как в этом случае разрыва в цепи не происходит, а следовательно, во вторичной обмотке не будет возникать ток высокого напряжения.

Как отмечалось ранее, чтобы получить наиболее полное сгорание рабочей смеси, воспламенение ее осуществляется с некоторым опережением. Степень опережения на различных режимах работы двигателя должна быть различной, поэтому в магнетосделан специальный автомат, изменяющий величину опережения в зависимости от числа оборотов коленчатого вала двигателя и увеличивающий опережение зажигания с повышением числа оборотов.

Запальная свеча состоит из стального корпуса, ввертываемого в гнездо головки блока, сердечника из изоляционного материала, тонкого стального стержня 3, выполняющего роль центрального электрода. Против нижнего конца центрального электрода расположен боковой электрод, закрепленный в корпусе свечи. Зазор между этими электродами образует искровой промежуток в 0,5—0,7 мм, через который проскакивает электрическая искра.

Корпус и сердечник свечи в собранном виде разделяются прокладкой. В верхней части свечи имеется гайка 6 с шайбой. Во избежание просачивания газов из цилиндров свеча завинчивается в гнездо на медно-асбестовой прокладке.

К верхнему концу центрального стержня присоединяется провод тока высокого напряжения, закрепляемый гайкой.

Смазка трущихся поверхностей двигателя имеет большое значение для его работы. Как бы хорошо ни были обработаны трущиеся поверхности, при скольжении их друг по Другу с большим усилием нажатия между ними возникает трение, на которое бесполезно затрачивается энергия и в результате которого повышается износ поверхностей и перегрев трущихся деталей.

Смазка трущихся поверхностей представляет собой не что иное, как разделение этих поверхностей друг от друга тонким слоем смазки. Вследствие того, что сила сцепления частиц смазки между собой меньше, чем сила сцепления частиц смазки с поверхностью трущихся деталей, возникнет трение не металла о металл, а трение в жидкостном слое. Непрерывно подаваемая на поверхности трения смазка уносит, кроме того, мельчайшие частицы сработанного металла и охлаждает трущиеся поверхности.

Рис. 4. Запальная свеча

Масло, применяемое для смазки трущихся поверхностей, в зависимости от характера смазываемых поверхностей и режима их работы должно обладать определенными качествами. Так, оно должно иметь необходимую вязкость, чтобы не выжиматься из зазора между поверхностями, обладать достаточной стойкостью против воспламенения, не содержать кислот, щелочей и твердых примесей.

Трущиеся поверхности двигателя смазывают следующими способами: разбрызгиванием, принудительной подачей масла, а также комбинированным способом.

Наиболее простым способом смазки является разбрызгивание. В этом случае быстро движущиеся детали, главным образом шатунно-кривошипного механизма, захватывают масло из нижней части картера и разбрызгивают его по всей поверхности в виде мельчайших капелек. Избыток смазки стекает обратно в масляную ванну картера. Это большое преимущество способа разбрызгивания, однако он не обеспечивает должной смазки деталей в труднодоступных местах. Более надежно смазка осуществляется принудительным способом, когда подача масла к трущимся поверхностям происходит под давлением специальным масляным насосом обычно шестеренчатого типа, приводимым в движение от коленчатого вала двигателя.

Система принудительной смазки включает в себя манометр, показывающий давление масла в магистрали, и термометр для измерения температуры масла, а также радиатор для охлаждения отработавшего масла, отстойник и фильтры.

В двигателях применяется преимущественно комбинированная система смазки, при которой отдельные поверхности смазываются разбрызгиванием, а наиболее ответственные места — под давлением.

Система охлаждения двигателя. При работе двигателя выделяется большое количество тепла, вследствие чего повышается температура нагрева деталей, и если не принять мер к охлаждению их, то двигатель перегреется и его работа нарушится.

При перегреве масло теряет свою вязкость, условия смазки ухудшаются, масло начинает выгорать, наступает ускоренный износ деталей и на рабочих поверхностях могут появиться задиры, приводящие к авариям.

Охлаждение в двигателях достигается главным образом за счет пропуска охлаждающей воды через полости между двойными стенками деталей цилиндра и головки блока. Вода, омывая горячие стенки деталей, отнимает часть тепла от них, предотвращает чрезмерный их нагрев. Система охлаждения включает в себя полости охлаждаемых деталей, магистрали, радиатор, насос, вентилятор.

Если вода в системе охлаждения циркулирует за счет разности в плотности нагретой и холодной воды, то такая система называется термосифонной. В этом случае вода, отнявшая часть тепла от стенок охлаждаемых деталей, поднимается вверх и поступает в радиатор, уступая место более холодной воде, выходящей из радиатора. Радиатор при этой системе обязательно должен быть расположен выше охлаждаемых деталей.

Термосифонная система недостаточно эффективно охлаждает детали, поэтому в современных двигателях используется система охлаждения с принудительной циркуляцией воды от водяного насоса преимущественно центробежного действия.

Радиатор представляет собой два бачка (верхний и нижний), соединенных между собой боковыми стойками и сердцевиной, состоящей из ряда вертикальных трубочек, пропущенных через горизонтальные пластинки, которые увеличивают поверхность охлаждения. Для большей эффективности радиатор охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором.

Чтобы облегчить пуск двигателя, в особенности в зимнее время, в систему охлаждения заливают горячую воду. В некоторых мощных двигателях используют пусковой двигатель, система охлаждения которого соединена с системой охлаждения основного двигателя. Работая, пусковой двигатель нагревает воду в общей системе охлаждения, чем облегчает пуск основного двигателя.

При изучении принципа работы двигателя была рассмотрена его упрощенная схема. В действительности же двигатель трактора или автомобиля имеет сложное устройство.

Он состоит из кривошипно-шатунного и распределительного механизмов, а также следующих систем: охлаждения, смазочной, питания и регулирования, пуска. Карбюраторный двигатель, кроме того, оборудован системой зажигания.

С помощью кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах преобразуется во вращательное коленчатого вала.

Распределительный механизм открывает и закрывает клапаны, которые пропускают в цилиндры воздух или горячую смесь и выпускают из цилиндров отработавшие газы.

Система охлаждения поддерживает требуемый тепловой режим двигателя.

Смазочная система подает масло к трущимся деталям двигателя для уменьшения трения и их изнашивания.

Система питания очищает и подает в цилиндры воздух и топливо или горючую смесь, а с помощью регулятора автоматически регулируется требуемое количество топлива или смеси в зависимости от нагрузки двигателя.

Система пуска дизеля необходима для проворачивания коленчатого вала при пуске.

Система зажигания карбюраторного двигателя нужна для воспламенения рабочей смеси в его цилиндрах.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов и систем: кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, а также систем — питания, охлаждения, смазки, зажигания и пуска.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное – движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Газораспределительный механизм предназначен для впуска в цилиндр горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов.

Система охлаждения обеспечивает нормальный температурный режим двигателя, при котором он не перегревается и не переохлаждается.

Система смазки необходима для уменьшения трения, между деталями, снижения их износа и отвода тепла от трущихся поверхностей.

Систем.а питания служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндры дизеля или для приготовления горючей смеси из мелкораспыленного топлива и воздуха и для подвода смеси к цилиндрам карбюраторного или газового двигателей и отвода отработавших газов.

Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в.карбюраторных и газовых двигателях (в дизелях топливо воспламеняется от соприкосновения с раскаленным воздухом, поэтому они не имеют специальной системы зажигания).

Система пуска служит для пуска двигателя.


Рекламные предложения:

Читать далее: Краткое описание дизеля КДМ-46

Категория: —
Двигатели кранов на железнодорожном ходу

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о