Автор: Иван Крутов, 20 Сентября 2010 в 18:00, лекция
Лекции по двигателям
Карбюраторные и дизельные двигатели
В данном разделе речь пойдет о карбюраторных и дизельных двигателях, работающих на жидком топливе.
Для работы карбюраторных двигателей необходим бензин, для работы дизельных – дизельное топливо. КПД этих двигателей составляет 20%.
Рассмотрим подробнее устройство каждого из двигателей.
Газораспределительный механизм
Следующий механизм в устройстве автомобиля, который мы будем рассматривать — газораспределительный механизм. При помощи него происходит своевременный впуск горючей смеси и выпуск отработанных газов. Составляющие механизма:
Распределительный вал находится наверху головки блока цилиндров. Составляющими механизмами распределительного вала являются кулачки, расположенные над клапанами (впускным и выпускным). Для каждого клапана свой кулачок.
Во время вращения вала, кулачки служат средством согласованного движения поршней, открытия и закрытия клапанов. Посредством цепной передачи (зубчатого ремня) от коленчатого вала начинает вращаться распределительный вал. Регулировка натяжения цепи привода происходит посредством специального натяжителя, зубчатого ремня – посредством натяжного ролика (рисунок 3.1).
а) на примере двигателя автомобиля ВАЗ 2106 1 — звездочка привода распределительного вала; 2 — цепь; 3 — успокоитель цепи; 4 — звездочка привода маслянного насоса; 5 — звездочка коленчатого вала; 6 — башмак натяжителя цепи; 7 — натяжитель цепи б) на примере двигателя автомобиля ВАЗ 2108 1 — зубчатый шкив распределительного вала; 2 — зубчатый ремень; 3 — зубчатый шкив коленчатого вала; 4 — зубчатый шкив водяного насоса; 5 — натяжной ролик Рис. 3.1 Звездочка привода распределительного вала. Зубчатый шкив распределительного вала
Схема работы газораспределительного
механизма представлена на рисунке
3.2. Если упрощенно описать работу
механизма, то это будет выглядеть
так: распределительный вал
Рис. 3.2 Схема взаимодействия деталей газораспределительного механизмаа) кулачок «набежал» б) кулачок «сбежал»
Приведем примеры неисправностей газораспределительного механизма:
При эксплуатации автомобиля необходимо следить за размером теплового зазора, натяжением цепи и зубчатого ремня. При необходимости их нужно регулировать. В этом может помочь инструкции по эксплуатации. Если же вы не хотите вникать в устройство автомобиля, регулярно посещайте станции технического обслуживания, и при первом подозрении в неисправности, обратитесь в автомастерскую.
Система питания
Система питания двигателя внутреннего сгорания служит для подачи, очистки и хранения топлива, очистки воздуха, приготовления и подачи горючей смеси в цилиндры. Система питания обеспечивает необходимое количество и качество горючей смеси на каждом такте работы двигателя.
На рисунке 4.1 представлена схема расположения элементов питания.
Рис. 4.1 Схема расположения элементов системы питания 1 — заливная горловина с пробкой; 2 — топливный бак; 3 — датчик указателя уровня топлива с поплавком; 4 — топливозаборник с фильтром; 5 — топливопроводы; 6 — фильтр тонкой очистки топлива; 7 — топливный насос;8 — поплавковая камера карбюратора с поплавком; 9 — воздушный фильтр; 10 — смесительная камера карбюратора; 11 — впускной клапан; 12 — впускной трубопровод; 13 — камера сгорания
Механизмы системы питания это:
Топливный бак — это емкость для хранения топлива. Отсюда бензин по топливопроводам поступает к карбюратору. Бензин проходит очистку через специальные фильтры на этапе заливки в бак. Это первый этап очистки фильтра. Второй этап очистки проходит через сетку, которая расположена на водозаборнике внутри бака.
Третий этап очистки проходит через топливный фильтр, расположенный в моторном отсеке. Как правило, используется одноразовый фильтр. Когда он загрязняется, его необходимо сменить.
С помощью топливного насоса происходит принудительная подача бензина из бака в карбюратор. Схема работы насоса представлена на рисунке 4.2. Рис. 4.2 Схема работы топливного насосаа) всасывание топлива, б) нагнетание топлива1 — нагнетательный патрубок; 2 — стяжной болт; 3 — крышка; 4 — всасывающий патрубок; 5 — впускной клапан с пружиной; 6 — корпус; 7 — диафрагма насоса; 8 — рычаг ручной подкачки; 9 — тяга; 10 — рычаг механической подкачки; 11 — пружина; 12 — шток; 13 — эксцентрик; 14 — нагнетательный клапан с пружиной;15 — фильтр для очистки топлива
Топливный насос работает от валика привода масляного насоса (ВАЗ 2105) или от распределительного вала двигателя (ВАЗ 2108). Валики вращаются, а находящийся на них эксцентрик находит на шток привода топливного насоса. Шток давит на рычаг, который опускает диафрагму. Таким образом, из-за созданного разряжения, преодолевая усилие пружины, впускной клапан открывается. Происходит поступление бензина из бака в пространство над диафрагмой. Когда эксцентрик сбегает со штока, рычаг перестает давить на диафрагму, и она за счет жесткости пружины поднимается. Создается давление, за счет которого закрывается впускной и открывается нагнетательный клапан. Бензин поступает к карбюратору.
При помощи воздушного фильтра (рисунок 4.3) происходит очистка воздуха, поступающего в цилиндры. Расположен фильтр на верхней части воздушной горловины карбюратора. Рис. 4.3 Воздушный фильтр1 — крышка; 2 — фильтрующий элемент; 3 — корпус; 4 — воздухозаборник
Карбюратор нескольких
систем и деталей, участвующих в
приготовлении горючей смеси. Механизмы
и системы карбюратора
Рис. 4.4 Схема работы простейшего карбюратора1 — топливная трубка; 2 — поплавок с игольчатым клапаном; 3 — топливный жиклер; 4 — распылитель; 5 — корпус карабюратора; 6 — воздушная заслонка; 7 — диффузор; 8 — дроссельная заслонка
К составляющим механизмам карбюратора относятся:
При помощи системы выпуска (рисунок 5.1) отработанные газы выводятся из от цилиндров двигателя, а при их выбросе в атмосферу уменьшается шум.
Рис. 5.1 Схема системы выпуска отработавших газов1 — выпускной клапан; 2 — выпускной трубопровод; 3 — приемная труба глушителя; 4 — дополнительный глушитель (резонатор); 5 — основной глушитель; 6 — соединительные хомуты
В основном и дополнительном глушителях происходит обработка выхлопных газов, перед тем как они должны выйти в атмосферу. Вследствие прохождения через отверстия и камеры (камеры расположены в шахматном порядке) внутри глушителей, газы уменьшают свою скорость. Следовательно, уменьшается и шум при выхлопах.
Существует такое устройство, как катализатор нейтрализации отработавших газов. Если он является составной частью автомобиля, то это большой плюс, так как с его помощью уменьшается концентрация вредных веществ, содержащихся в продуктах сгорания.
Основная неисправность системы выпуска – повышенный шум выхлопных газов. Причиной является повреждение прокладок, глушителей, потеря плотности соединения. Устранение неисправности – замена поврежденных деталей.
В процессе эксплуатации необходимо следить за исправностью системы выпуска отработанных газов. Основной глушитель должен хорошо крепиться на резиновых амортизаторах. При этом он поддерживает дополнительный глушитель и соединительные трубы. Если эти детали расположены правильно, то система выпуска работает исправно, если есть какие-либо «отклонения», необходим ремонт.
Система зажигания является составной частью «Электрооборудования автомобиля».
Если Вы посмотрите на рабочий цикл двигателя, то заметите, что в самом конце такта сжатия, рабочую смесь необходимо поджечь. А это означает, что между электродами свечи должна проскочить высоковольтная искра.
Функция системы зажигания заключается в том, чтобы создать ток высокого напряжения, а затем распределить его по свечам цилиндров. Различают два типа систем зажигания: контактная система и бесконтактная электронная система.
Схема работы контактной системы зажигания изображена на рисунке 6.1. Рис. 6.1 Контактная система зажигания а) электрическая цепь низкого напряжения 1 - «масса» автомобиля; 2 - аккумуляторная батарея; 3 - контакты замка зажигания; 4 - катушка зажигания; 5 - первичная обмотка (низкого напряжения); 6 - конденсатор; 7 - подвижный контакт прерывателя; 8 - неподвижный контакт прерывателя; 9 - кулачек прерывателя; 10 - молоточек контактов Рис. 6.1 Контактная система зажигания б) электрическая цепь высокого напряжения 1 - катушка зажигания; 2 - вторичная обмотка (высокого напряжения); 3 - высоковольтный провод катушки зажигания; 4 - крышка распределителя тока высокого напряжения; 5 - высоковольтные провода свечей зажигания; 6 - свечи зажигания; 7 - распределитель тока высокого напряжения («бегунок»); 8 - резистор; 9 - центральный контакт распределителя; 10 - боковые контакты крышки
Составляющие контактной системы зажигания:
При помощи катушки зажигания ток низкого напряжения переходит в ток высокого напряжения. Принцип работы: вокруг обмотки низкого напряжения создается магнитное поле из-за протекающего электрического тока. Далее, ток прерывается, магнитное поле начинает слабеть и при этом, индуцировать ток высокого напряжение (уже в обмотке высокого напряжения). Количество витков обмоток катушки зажигания разное. За счет этого мы получаем 20 000 вольт, которые нужны для того, чтобы между свечами зажигания возникла искра.
Прерыватель тока низкого напряжения как раз и служит для прерывания тока в обмотке низкого напряжения. И когда во вторичной обмотке, как было сказано выше, появился ток высокого напряжения, то он поступает в центральный контакт распределителя. Под крышкой распределителя зажигания располагаются контакты прерывателя. Эти два контакта смыкаются при помощи пластинчатой пружины. А разделяются в тот момент, когда набегающий кулачок приводного валика прерывателя-распределителя давит на молоточек подвижного контакта. Здесь важную роль играет конденсатор. Он не дает контактам обгорать в момент размыкания.
Прерыватель и распределитель токов высокого и низкого напряжения изображены на рисунке 6.2. У них привод от коленчатого вала, и расположены они в одном корпусе. Этот узел также называют трамблером. Рис. 6.2 Прерыватель распределитель 1 - диафрагма вакуумного регулятора; 2 - корпус вакуумного регулятора; 3 - тяга; 4 - опорная пластина; 5 - ротор распределителя («бегунок»); 6 - боковой контакт крышки; 7 - центральный контакт крышки; 8 - контактный уголек; 9 - резистор; 10 - наружный контакт пластины ротора; 11 - крышка распределителя; 12 - пластина центробежного регулятора; 13 - кулачек прерывателя; 14 - грузик; 15 -контактная группа; 16 - подвижная пластина прерывателя; 17 - винт крепления контактной группы; 18 - паз для регулировки зазоров в контактах; 19 - конденсатор; 20 - корпус прерывателя-распределителя; 21 - приводной валик; 22 - фильц для смазки кулачка
Итак, после поступления тока высокого напряжения в центральный контакт распределителя через подпружиненный контактный уголек он попадает на пластину ротора (распределителя, рис. 6.1 и 6.2). Ротор вращается, ток «уходит» с его пластины на боковые контакты крышки распределителя. Контакты соединены высоковольтными проводами в определенной последовательности. Эта последовательность задает работу цилиндров в порядке 1, 3, 4, 2. То есть, рабочая смесь воспламеняется сначала в 1-ом, затем в 3-ем, 4-ом и 2-ои цилиндрах. Таким образом, устанавливается равномерная нагрузка на коленчатый вал двигателя.