Усторойство автомобилей

Вариант 1-10

Вопрос 1:

1.1

Блок цилиндров (рис. 1) отлит из серого чугуна марки  СЧ 18-36 (ГОСТ 1412—54). Все поверхности  трения в блоке цилиндров, кроме  отверстий направляющих толкателей, выполнены сменными: гильзы цилиндров, вкладыши подшипников коленчатого  вала, втулки опор распределительного вала. Такая конструкция блока делает его практически неизнашиваемым.

Полость системы  охлаждения двигателя при отсутствии в блоке цилиндров гильз представляет открытую полость, хорошо доступную для очистки от накипи.

Для обеспечения  высокой жесткости блока нижняя плоскость разъема (блок цилиндров — нижняя часть картера) опущена ниже оси коленчатого вала на 65,9—66,1 мм.

Порядок нумерации  цилиндров показан на рис. 2.

 

 

1.2

Блок цилиндров или  блок-картер является остовом двигателя. На нем и внутри него расположены  основные механизмы и детали систем двигателя. Блок цилиндров – это  сложная отливка коробчатой формы. Он может быть отлит из легированного  серого чугуна,двигатель автомобиля ЗИЛ-508.

а)                             б)                              в) г)

Рис. 1.1. Гильзы блока цилиндров

Внутреннюю поверхность  цилиндра, внутри которой перемещается поршень, называют зеркалом цилиндра. Эту поверхность подвергают закалке  с нагревом токами высокой частоты  для повышения износостойкости  и долговечности и тщательно  обрабатывают для уменьшения трения при движении в цилиндре поршня с  кольцами. Гильзы в блок цилиндров  устанавливают так, чтобы охлаждающая  жидкость не проникала в них и  в поддон, а газы не прорывались  из цилиндра. Предусмотрена возможность  изменения длины гильз в зависимости  от температуры двигателя. Для фиксации вертикального положения гильзы имеют специальный бурт для упора  в блок цилиндров и установочные пояса. Мокрые гильзы в нижней части  уплотняют резиновыми кольцами, размещаемыми в канавках блока цилиндров

1.3

 

 

Вопрос 2:

2.1

Устройство газораспределения  двигателя Камаз — верхнеклапанный  Кулачки распределительного вала  в определенной очерёдности приводят в действие толкатели 2. Штанги 4 сообщают качательные пеpедвижения коромыслам 6, которые, преодолевая сопротивление  пружин 13, 14, открывают клапаны. Клапаны  закрываются под влиянием силы сжатых пружин.

 

Рисунок. 2. Устройство газораспределения: 1 - вал распределительный; 2 - толкатель; 3 - ориентирующая толкателей; 4 - штанга; 5-про- кладка крышки головки; 6 - коромысло; 7 - гайка; 8 - винт регулировочный; 9 - болт фиксации крышки головки; 10 - сухарь; 11 - втулка тарелки; 12 - тарелка пружины; 13 - пружина наружная; 14 - пружина внутренняя; 15- ориентирующая клапана; 16- шайба; 17- клапан; А - промежуток тепловой

 

 Крутящий момент на  распределительный вал передается  от коленчатого вала через  шестерни привода агрегатов.

В головку двигателя Камаз  запрессованы чугунные седла и металло- керамические ориентирующие втулки клапанов, которые растачиваются  после запрессовки. Каждая головка  зафиксирована на блоке четырьмя болтами. Клапанный устройство закрыт алюминиевой крышкой, под которой  размещена уплотнительная прокладка.

Клапаны подающий и выпускной  сделаны из жаропрочных сталей. Диаметр  головки выпускного клапана меньше диаметра головки подающего клапана. Стержни обоих клапанов на длине 125 мм от торца покрыты графитом для  улучшения приработки..

Характеристики конструкции распредвала.

Существует три важных характеристики конструкции распредвала, которые управляют кривой мощности двигателя: величина подъёма клапанов, продолжительность открывания клапана  и фазы газораспределителя распредвала. Подъём клапана измеряется в миллиметрах  и представляет собой максимальное расстояние, на которое клапан отходит  от седла. Продолжительность открывания клапанов - это отрезок времени, измеряемый в градусах поворота коленчатого вала.

Продолжительность можно  измерить несколькими различными путями, но из-за того, что поток минимален  при малом подъёме клапана, продолжительность  обычно измеряется после того, как  клапан поднялся от седла на малую  величину, часто составляющую 0,5 или 1,2 мм. К примеру, конкретный распредвал может иметь продолжительность  открывания в 250° поворота при подъёме  в 1,27 мм. Таким образом, при использовании  подъёма толкателя в 1,27 мм в качестве точек начала и остановки подъёма  клапана, распредвал будет удерживать клапан открытым в течение 250° поворота коленчатого вала. Если продолжительность  открывания клапана измеряется при  нулевом подъёме (когда он находится  у седла или только отходит  от него), то продолжительность будет  составлять 330° или более положения  коленчатого вала в моменты, когда  определенные клапаны открываются  или закрываются, часто называются фазами газораспределения распределительного вала. К примеру, распредвал может  открывать впускной клапан при 30°  до ВМТ и закрывать - его при 70° после НМТ.

Каждый из этих критериев  конструкции связан с другими  и модификация одного повлияет на то, как другие улучшат или ухудшат  работу двигателя. Но, вообще говоря, увеличение подъёма клапана и продолжительности  его открывания или оптимизация  фаз газораспределения увеличивают  мощность. После небольшого увеличения типичных данных стандартного агрегата кривая мощности смещается выше в  область оборотов.

2.2

По способу фиксации их подразделяют на плавающие и закрепленные. Последние неподвижно фиксируют в головке шатуна или в бобышках поршня, поэтому угловое перемещение они сохраняют только в бобышка или в головке шатун).

В современных конструкциях неподвижность пальца относительно головки шатуна достигают путем  запрессовки пальца в головку  с заданным натягом (например, в двигателях ВАЗ натяг составляет 0,01…0,042 мм при  диаметре пальца 22 мм).

При неподвижной фиксации поршневых пальцев в шатуне или  бобышках поршня отдельные участки  их нагружаются неравномерно, а, следовательно, и неравномерно изнашиваются. Чтобы  устранить этот недостаток, применяют  так называемые плавающие пальцы, которые фиксируют только от осевого  смещения.

В процессе работы они могут  свободно поворачиваться, как в головке  шатуна, так и в бобышках поршня, что способствует более равномерному их износу. В холодном состоянии  палец должен плотно без качки  входить в отверстие втулки верхней  головки шатуна, а по отверстиям в бобышках поршня из алюминиевых  сплавов его подбирают с тугой  посадкой. Необходимость этого обусловливается  разницей в коэффициентах линейного  расширения у алюминиевых поршней  и стальных пальцев..

При осевом перемещении грибки поршневого пальца соприкасаются с  зеркалом цилиндра, но не разрушают  стенок. Поршневые пальцы двухтактных  двигателей с торцов закрываются  иногда заглушками, предотвращающими возможное перетекание газов  между впускными и выпускными окнами. От осевого перемещения пальцы в этих двигателях фиксируют стопорными кольцами .

Таким образом, поршневые  пальцы изготовлены из хромоникелевой стали в виде пустотелых цилиндрических стержней и упрочнены цементацией  и закалкой. Осевое перемещение пальца в поршне ограничено стопорными кольцами.

 

2.3

Осевая фиксация валов  по схеме может применяться: При  любом расстоянии между опорами  вала (ограничением является допустимый перекос колец подшипников). В  случаях, когда радиальная и осевая «игра» вала не вредят работе узла. Осевая фиксация по схеме широко применяется  в коробках скоростей, в редукторах и в других узлах для валов  цилиндрических зубчатых пе. Радиальная и осевая «игра» валов нарушает точность зацепления кониче и червячных пар. Поэтому осевая фиксация валов, на которых  имеются конические или червячные  колеса и червяки, по схеме, как правило, не при. Очень важно, чтобы оба  подшипника нагружались равномерно. Поэтому если опоры нагружены, кроме  радиальной, также осевой силой, то для вырав нагрузки между обоими подшипниками в качестве «плавающей»  вы более нагруженную опору. При  температурных колебаниях «плавающий»  подшипник перемещается в осевом направлении на величину удлинения (укорочения) вала. Так как это  перемещение происходит под нагрузкой, поверхность отверстия корпуса  из. Для уменьшения износа при действии на фиксирующую опору только радиальных нагрузок в качестве «плавающей» выбирают менее нагру опору. В фиксирующей опоре вала устанавливают два подшипника. Внутренние кольца подшипников обеих опор закрепляют на валу. Наружные кольца под, расположенных в фиксирующей опоре, закрепляют в корпусе. На кольцо подшипника плавающей опоры оставляют свободным. В фиксирующей опоре радиальные и осевые зазоры сводятся к минимуму соответствующей регулировкой и «игра» валов почти отсутствует. Жесткость опоры увеличивается. Кроме того, расположение двух подшипников в фикси опоре увеличивает и жесткость вала. Эта схема осевой фиксации об теми же достоинствами, что и схема. Единственным ее недостатком является некоторое усложнение фиксирующей опоры вала, которое, однако, окупается повышением ее жесткости.

Вопрос 3:

3.1

Система питания двигателя  предназначена для хранения, очистки  и подачи топлива, очистки воздуха, приготовления горючей смеси  и подачи ее в цилиндры двигателя. Количество и качество этой смеси  должно быть разным при различных  режимах работы двигателя, что также  находится «в компетенции» систе- мы питания. Поскольку мы будем рассматривать  работу бензиновых двигателей, топливом у нас всегда будет бензин.

 В зависимости от  вида устройства, осуществляющего  подготовку топливовоздушной смеси,  двигатели могут быть инжекторными, карбюраторными или оборудованными  моновпрыском.

 

 Система питания состоит  из следующих основных элементов 

• топливного бака;
• топливопроводов;
• фильтров очистки топлива;
• топливного насоса;
• воздушного фильтра;
• карбюратора или инжектора с электронной системой управления.

 Топливный бак (или  бензохранилище) — это специальная  металлическая емкость вместимостью 40–80 литров, которая чаще всего  устанавливается в задней (более  безопасной) части легкового автомобиля. Топливо в бензобак заливают  через горловину, в которой  предусмотрена трубка для выхода  воздуха при заправке. На некоторых  машинах в самой нижней точке  бензобака есть сливная пробка, позволяющая при необходимости  полностью очистить бак от  нежелательных составляющих бензина  — воды и мусора.

 Бензин, залитый в бак  легкового автомобиля, предварительно  очищается сетчатым фильтром, установленным  внутри бака на топливозаборнике. В бензобаке также размещен  датчик уровня топлива (поплавок  с реостатом), показания которого  выводятся на щиток приборов.

 Из топливного бака  бензин подается к карбюратору  по топливопроводу, который проходит  под днищем автомобиля. По пути  топливо проходит через фильтр  тонкой очистки. Бензин из бака  отправляет «в дорогу» топливный  насос. Топливные насосы бывают  механические и электрические.  Механические насосы используют  для машин с карбюраторными  двигателями. На автомобили, оборудованные  электронным впрыском, устанавливают  электрические насосы.

Механический насос состоит из корпуса, подпружиненной диафрагмы с механизмом привода, впускного и нагнетательного (выпускного) клапанов, а также сетчатого фильтра. Топливный насос в зависимости от марки автомобиля приводится в действие либо эксцентриком (кулачком) распределительного вала, либо эксцентриком, размещенным на валу привода масляного насоса и прерывателя-распределителя. В обоих случаях вращающийся эксцентрик качает рычаг привода топливного насоса, прижатый к нему пружиной. Этот рычаг воздействует на шток с подпружиненной диафрагмой.

 Когда рычаг тянет  шток с диафрагмой вниз, пружина  диафрагмы сжимается, и над  ней создается разрежение, под  действием которого впускной  клапан, преодолев усилие своей  пружины, открывается. 

 Через этот клапан  топливо из бака втягивается  в пространство над диафрагмой. Когда рычаг освобождает шток  диафрагмы (часть рычага, связанная  со штоком, перемещается вверх), диафрагма  под действием собственной пружины  также перемещается вверх, впускной  клапан закрывается, и бензин  выдавливается через нагнетательный  клапан к карбюратору. Этот  процесс происходит при каждом  повороте приводного вала с  эксцентриком.

 Бензин в карбюратор  выталкивается только за счет  усилия пружины диафрагмы при  перемещении ее вверх. При заполнении  карбюратора до необходимого  уровня его специальный игольчатый  клапан перекроет доступ бензина.  Так как качать топливо будет  некуда, диафрагма топливного насоса  останется в нижнем положении:  ее пружина будет не в силах  преодолеть создавшееся сопротивление. 

 И лишь когда двигатель  израсходует часть топлива из  карбюратора, его игольчатый клапан  откроется и диафрагма под  действием пружины сможет втолкнуть  новую порцию топлива из бензонасоса  в карбюратор.

 Бензонасос имеет рычажок,  выступающий из его корпуса  наружу. Он предназначен для ручной  подкачки топлива (например, при  испарении бензина из карбюратора  из-за длительного перерыва в  эксплуатации).

 Воздушный фильтр), расположенный  сверху на карбюраторе, очищает  воздух от пыли и других  механических примесей перед  поступлением его в карбюратор  для последующего смешивания  с бензином. В воздушный фильтр  воздух поступает через трубу  воздухозаборника, которая затем  разделяется на две части. Через  одну часть холодный воздух  всасывается в теплую погоду (летом), через 

 другую часть воздух, подогретый выпускным коллектором,  всасывается в холодную погоду (зимой).

 Переход от «лета»  к «зиме» и наоборот на разных  автомобилях выполняется по-разному:  либо с помощью специального  рычажка-переключателя, либо поворотом  корпуса воздушного фильтра, либо автоматически.

 

3.2

Глушители предназначены  для понижения уровня шума на входе  из выхлопной трубы. В общем, глушитель  должен быть установлен рядом с фланцем  выпускного коллектора или в конце  выпускного тракта. Если двигатель  или генераторная установка оборудованы  звукоизоляцией, снижающей уровень  шума, нужно убедиться, что глушитель  способен снизить уровень шума выхлопа  до такого же (или меньшего) уровня шума, обеспечиваемого звукоизоляцией. Ниже описаны различные типы глушителей.