Работа двигателя

Смазочная система

Смазочная система служит для уменьшения трения движущихся деталей двигателя, а также для их охлаждения при нагревании во время работы. С этой целью между трущимися поверхностями деталей вводится масло.
Моторные масла. В смазочных системах двигателей применяются только специальные масла, называемые моторными. По вязкостно-температурным свойствам моторные масла подразделяются согласно международной классификации SAE*, а по эксплуатационным свойствам — согласно классификации API. Числа в марке масла указывают его вязкость. Масла с латинской буквой «W» в обозначении относятся к зимним (от англ. winter— зима). В обозначении летних масел буква «W» отсутствует. Например, в средней полосе России летом следует использовать масло SAE 30, а зимой — SAE 15W.

 Всесезонные масла имеют двойное обозначение, например SAE 15W-30. Этому маслу по вязкости соответствует отечественное масло М-53/12. Буква «з» в индексе означает, что масло загущено присадками.

Чем меньше первое число в марке, тем легче пуск двигателя в мороз. Чем больше второе число, тем выше вязкость масла в теплое время года и тем оно более предпочтительно для южных районов, атакже изношенных двигателей. На рис. 10 приведены диапазоны температур для применения всесезонных моторных масел.

По эксплуатационным качествам масла для бензиновых двигателей согласно классификации API разделяют на группы. В настоящее время используются масла групп SJ и SL (по классификации API), а по отечественной классификации — Г и Д.

По способу изготовления масла подразделяются на минеральные, полусинтетические и синтетические. Последние обладают лучшими характеристиками и более высоким качеством, но при этом они существенно дороже. Следует заметить, что применимость масла для данного двигателя определяется не способом его производства, а только вязкостно-температурными характеристиками и уровнем качества.

Внимание! В смазочной системе двигателя следует применять только моторные масла!

Недопустимо смешивание минеральных и синтетических масел, а также масел различных производителей, даже имеющих одинаковые вязкостно-температурные характеристики и уровни качества. Для доливки следует использовать только масло, аналогичное залитому в смазочную систему двигателя.

При эксплуатации автомобиля следует регулярно проверять уровень масла в двигателе, при необходимости доливать его и заменять строго в соответствии со сроками, указанными производителем автомобиля (двигателя) или изготовителем масла. Одновременно с маслом следует заменять масляный фильтр. Правильный выбор и своевременная замена масла в смазочной системе —залог долговечной безаварийной работы двигателя вашего автомобиля.

Схема устройства и работы. В автомобильных двигателях применяется комбинированная смазочная система, при которой наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные — разбрызгиванием. Смазочная система включает в себя поддон 13 (рис. 11) картера, масляный насос 1 и фильтр 10. Масло заливается через маслозаливную горловину в поддон картера. Уровень масла вкартере проверяется на неработающем двигателе при помощи маслоизмерительного стержня (щупа) 15. Уровень должен находиться между отметками «макс» и «мин». Некоторые двигатели оснащены электронными датчиками, сообщающими водителю о понижении уровня масла загоранием контрольной лампы на панели приборов.

При работе двигателя масло отбирается из поддона картера масляным насосом через маслоприемник 12 и под давлением подается к масляному фильтру. Очищенное в фильтре масло по каналам и главной масляной магистрали 3 в блоке цилиндров поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, опорным шейкам распределительного вала 6 и толкателем 5 привода клапанов. От коренных подшипников масло поступает по каналам 9 к шатунным подшипникам и поршневым пальцам. Стекая со смазанных деталей, масло разбрызгивается коленчатым валом и смазывает стенки цилиндров, поршней и других деталей.

Давление масла в смазочной системе двигателя водитель контролирует по манометру или контрольной лампе (сигнализатору 7) красного цвета на панели приборов. Лампа загорается при аварийно низком давлении масла. Если это произошло при работе двигателя, то необходимо остановить двигатель и выяснить причину неисправности.

Масляный фильтр 10 очищает масло от механических примесей и продуктов изнашивания деталей двигателя. Он может быть неразборным или разборным со сменным фильтрующим элементом.

Система питания

Система питания осуществляет подачу в определенной пропорции топливно-воздушной смеси в цилиндры двигателя.
Топливо. Топливом для отечественных автомобильных двигателей является бензин марок АИ-80, АИ-92 и АИ-95. Цифры в марке обозначают октановое число бензина. Чем больше октановое число, тем выше стойкость бензина к детонации. Чем больше степень сжатия в цилиндрах двигателя, тем выше должно быть октановое число потребляемого им бензина.
Внимание! Бензин на воздухе легко воспламеняется, поэтому нельзя допускать его подтекания из топливопроводов и составных частей системы питания.

Устройство и работа системы питания. По типу применяемой системы питания бензиновые двигатели подразделяются на карбюраторные и впрысковые (инжекторные). Основные элементы конструкции двигателей независимо от типа системы питания остаются прежними и могут быть даже одинаковыми.

Составные части системы питания карбюраторного двигателя (рис. 12) —топливный бак, топливный (бензиновый) насос, воздушный фильтр, карбюратор.

При работе двигателя топливный насос отбирает топливо из бака и нагнетает его в карбюратор. Туда же при тактах впуска в цилиндрах двигателя поступает воздух, проходящий предварительно через воздушный фильтр. Карбюратор (в переводе — «смеситель») смешивает воздух и топливо в определенном соотношении, приготавливая горючую смесь, которая поступает по впускной трубе 2 в цилиндры и там сгорает. После сгорания горючей смеси отработавшие газы выходят из цилиндров через выпускной трубопровод 4 (коллектор) и систему выпуска в атмосферу.

Топливный насос карбюраторного двигателя — диафрагменный, механический (приводится в действие от одного из вращающихся валов двигателя, иногда дополнительного). Насос такой конструкции позволяет подать топливо в карбюратор с помощью рычага ручной подкачки на неработающем двигателе.

Топливные фильтры могут быть установлены в нескольких местах топливной магистрали от топливного бака до карбюратора. Первым фильтром служит мелкоячеистая металлическая сетка на топливозаборной трубке в топливном баке. Вторая ступень очистки — сетчатая диафрагма в корпусе топливного насоса. Наконец, третий фильтр установлен позади входного топливного штуцера в карбюраторе. Кроме того, производители автомобилей или сами автовладельцы иногда устанавливают дополнительный фильтр тонкой очистки топлива в участок магистрали между топливным насосом и карбюратором. Все топливные фильтры подлежат периодической очистке от загрязнений, а фильтр тонкой очистки — регулярной замене.

Воздушный фильтр очищает воздух, поступающий в карбюратор, от механических примесей. На большинстве двигателей воздушный фильтр со сменным сухим фильтрующим элементом устанавливают на входной патрубок карбюратора. Воздушный фильтр подлежит регулярной замене. Эксплуатация двигателя без воздушного фильтра приведет к быстрому износу и выходу из строя деталей цилиндропоршневой группы.

Карбюратор. Для работы двигателя в различных условиях движения автомобиля необходимо иметь различный состав горючей смеси: нормальный (на 1 часть топлива 15 частей воздуха), обогащенный (менее 15 частей воздуха) или обедненный (более 15 частей воздуха). Для получения горючей смеси определенного состава и, соответственно, изменения режима работы двигателя предназначен карбюратор (рис. 13). Основные его элементы — смесительная и поплавковая камеры. Поплавковая камера служит для поддержания постоянного уровня топлива. Она имеет поплавок 1 и игольчатый клапан 2. Топливо в поплавковую камеру поступает через отверстие в седле клапана. По мере заполнения камеры поплавок всплывает, прижимая игольчатый клапан к седлу и перекрывая поступление топлива.Смесительная камера имеет внутри суженную часть, называемую диффузором 5, и дроссельную заслонку 6. Топливо подается в смесительную камеру из поплавковой через калиброванное отверстие (жиклер 8) и распылитель 3.

Примерная схема работы карбюратора следующая. При такте впуска в цилиндре двигателя создается разрежение (давление опускается ниже атмосферного), которое через открытый впускной клапан 7 и впускной трубопровод передается в смесительную камеру. Под действием разрежения в смесительную камеру с высокой скоростью засасывается атмосферный воздух. Проходя через диффузор 5, поток воздуха создает на выходе распылителя сильное разрежение, под действием которого из распылителя 3 начинает поступать топливо. Струя воздуха разбивает топливо на мельчайшие капли и, перемешиваясь с ними, образует горючую смесь. Количество смеси, поступающей в цилиндр, регулируют положением (поворотом на оси) дроссельной заслонки 6, связанной с педалью подачи горючей смеси (акселератора). При нажатии на педаль количество поступающей в цилиндры горючей смеси увеличивается, и частота вращения коленчатого вала увеличивается, а при отпускании педали — уменьшается.

Автомобильный карбюратор на практике намного сложнее. Он оснащен множеством дополнительных устройств для более точного дозирования компонентов горючей смеси в разных условиях работы двигателя, а также для плавного, бесступенчатого перехода от одного режима работы к другому. Карбюратор — сложный, но в то же время надежный прибор. Как правило, он не отказывает мгновенно, позволяя продолжать движение даже при некоторых неисправностях. Основной параметр, подлежащий регулировке, — это уровень топлива в поплавковой камере. Кроме этого, автовладельцу необходимо следить за чистотой топливных фильтров, а также самого карбюратора снаружи, осматривать систему питания на предмет подтекания топлива, своевременно подтягивать резьбовые соединения наружных элементов карбюратора. Регулировку и устранение неисправностей карбюратора лучше доверить мастерам автосервиса, обладающим достаточной квалификацией и опытом.

Система впрыска топлива (рис. 14) включает в себя топливный насос высокого давления с электроприводом (электробензонасос 7), топливный фильтр тонкой очистки 8, топливную рампу 1 с форсунками (по одной на каждый цилиндр), воздушный фильтр. Кроме того, двигатель оснащен датчиками массового расхода воздуха, температуры охлаждающей жидкости, положения коленчатого вала и др. Информация от датчиков поступает в управляющий компьютер (иначе его называют контроллером или электронным блоком управления — ЭБУ), который обрабатывает ее и на этой основе определяет основные параметры работы двигателя.Работает система впрыска так. Топливо из топливного бака 5 подается электробензонасосом 7 высокого давления в топливную рампу и к злектроуправляемым форсункам 2, которые впрыскивают мелкораспыленное топливо во впускной трубопровод, где оно смешивается с воздухом. Время открытия форсунок рассчитывается контроллером. Воздух поступает во впускной трубопровод так же, как и в карбюраторном двигателе: под действием разрежения, создающегося по очереди в каждом цилиндре при ходе поршня вниз (такте впуска). Поступающая в цилиндры двигателя топливно-воз-душная смесь воспламеняется искровыми свечами зажигания. Излишки топлива отводятся через регулятор давления 3 в топливный бак.

Системы впрыска топлива сложнее и дороже систем питания карбюраторных двигателей, однако имеют ряд неоспоримых преимуществ. Так как топливо дозируется управляющим компьютером и форсунками с высокой точностью, впрысковые двигатели, как правило, экономичнее карбюраторных, а их отработавшие газы менее токсичны. Кроме того, параметры систем впрыска сохраняют свою стабильность на протяжении большего времени, чем регулировки карбюратора, а при возникновении неисправности одного и даже нескольких датчиков управляющий контроллер переходит на обходной режим работы, позволяя продолжить движение. Исключение составляют неисправности датчика положения коленчатого вала, а также электробензонасоса: при выходе их из строя двигатель работать не может.

Управление автомобилем, оснащенным двигателем с системой впрыска топлива, не отличается от управления автомобилем с карбюраторным двигателем, а обслуживание также сводится к своевременной замене моторного масла, масляного, топливного и воздушного фильтров. Внимание! Большинство впрысковых двигате-лей, особенно оснащенных датчиком концентрации кислорода в отработавших газах, работает только на неэтилированном бензине с октановым числом 95.

Система питания дизеля (дизельного двигателя) похожа на описанную выше систему впрыска топлива. Топливо подается к форсункам насосом высокого давления, а затем впрыскивается во впускной трубопровод (в дизелях с непосредственным впрыском — прямо в цилиндры), где, распыляясь, смешивается с воздухом. Дизельный двигатель работает не на бензине, а на специальном дизельном топливе.

Дизельный двигатель экономичнее, чем аналогичный по рабочему объему и мощности бензиновый. Однако конструкция дизеля обычно сложнее, а требования к качеству изготовления деталей и применяемого топлива — выше. Также дизельный двигатель требует более квалифицированного и частого технического обслуживания. Детали и элементы дизельных двигателей (например, топливные фильтры) не взаимозаменяемы с применяемыми на бензиновых двигателях, а в смазочных системах дизелей следует использовать специальные моторные масла.

В эксплуатации дизельные двигатели отличаются от бензиновых незначительно более высокой шумностью и необходимостью своевременного перехода на сезонный сорт топлива («летнее» или «зимнее»). Зимой «летние» сорта топлива густеют, что может создать трудности при пуске холодного двигателя.

Система зажигания

Как известно, воспламенение горючей смеси в цилиндрах двигателя происходит в конце такта сжатия электрической искрой, которая возникает на свече зажигания. Бесперебойность и очередность искрообразования в цилиндрах обеспечивается системой зажигания (иногда ее называют системой батарейного зажигания). На современных автомобилях встречаются три типа систем зажигания:контактная, бесконтактная и микропроцессорная. Первые две системы применяются на карбюраторных двигателях, третья в основном, на двигателях с системой впрыска топлива.

Контактная система зажигания состоит из двух электрических цепей: низкого и высокого напряжений. В цепь низкого напряжения (рис. 18, а) последовательно включены источник тока (аккумуляторная батарея или генератор), замок зажигания 1, первичная обмотка 5 катушки зажигания и прерыватель. Цепь тока высокого напряжения (рис. 18, б) состоит из вторичной обмотки 6 катушки зажигания, распределителя (конструктивно объединенного с прерывателем), проводов высокого напряжения 7 и свечей зажигания.

При работе двигателя валик прерывателя-распределителя вращается синхронно с коленчатым и распределительным валами. При этом кулачок 4 (см. рис. 18, а) валика периодически размыкает и замыкает контакты прерывателя. При замкнутых контактах прерывателя электрический ток от аккумуляторной батареи поступает в первичную обмотку катушки зажигания, образуя вокруг нее магнитное поле. При размыкании контактов прерывателя ток в первичной обмотке исчезает, магнитное поле при этом пересекает витки вторичной обмотки катушки зажигания (см. рис. 18, б), индуцируя в ней ток высокого напряжения. Ток высокого напряжения поступает от вторичной обмотки катушки зажигания через центральный провод высокого напряжения к распределителю, а от него — к свечам зажигания. Возникающие между электродами свечей искровые разряды воспламеняют горючую смесь в цилиндрах. Число выступов на кулачке и число контактов в крышке распределителя равны числу цилиндров двигателя.