Устройство двигателя

Устройство двигателяДвигатель – энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. Еще двигатель называют "мотором", что было позаимствовано из немецкого языка. Различают различные типы двигателей из которых широкое распространение получили двигатели внутреннего сгорания и электрические двигатели. Существует более подробная классификация двигателей внутреннего сгорания.

Устройство двигателя внутреннего сгорания состоит из двух механизмов:

Устройство КШМ1) Кривошипно-шатунного механизма (КШМ) - преобразует прямолинейное возвратно-поступательные движения поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала. Детали КШМ делят на две группы: подвижные детали КШМ и неподвижные детали КШМ. 

Подвижные детали КШМ: поршень , поршневой палец, шатун, коленчатый вал, маховик.

Неподвижные детали КШМ: блок цилиндров, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, гильзы цилиндров, крышка блока, крепежные детали, кронштейны, прокладки.

2) Газораспределительного механизма (ГРМ) - служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов двигателя, обеспечивая качественное наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом, их очистку от отработавших газов и герметизацию цилиндров при сжатии и рабочем ходе поршня.

Неисправности двигателя автомобиля

Неисправности двигателя автомобиля

Как запустить двигатель, если он не заводится?

Замена ремня ГРМ своими руками

Двигатель состоит также из пяти систем:

  • Система охлаждения - предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя, чтобы он не перегревался и не переохлаждался.
  • Система смазки - служит для подвода масла к трущимся поверхно­стям деталей двигателя, частичного отвода теплоты и продуктов изнаши­вания.
  • Система зажигания - служит для создания тока высокого напряжения и распределения его по цилиндрам двигателя и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенные моменты.
  • Система пуска - служит для первоначального вращения коленчатого вала, что обеспечивает запуск двигателя.

 Устройство двигателя для новичков

Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим признакам:

1) По назначению:

-транспортные

-стационарные

2) По способу осуществления рабочего цикла:

-четырехтактные

-двухтактные

3) По способу смесеобразования: (внешнее и внутреннее)

4) По способу воспламенения:

-с принудительным воспламенением от свечи зажигания (конструкция карбюраторного двигателя)

-с воспламенением от сжатия (самовоспламенение) (конструкция дизельного двигателя)

5) вид применяемого топлива:

-бензин

-дизельное топливо

-газ

6) по числу цилиндров: одноцилиндровые и многоцилиндровые

7) по расположению цилиндров: однорядные, двухрядные,V-образные.

8) по способу наполнения свежим зарядом:

-без наддува

-с наддувом

9) по охлаждению: жидкостное и воздушное

Для изучения общего устройства автомобиля и остальных его элементов заходите в раздел "Устройство и ремонт автомобиля".

Как сделать

капитальный ремонт

двигателя самому?

Запресовка

поршневых пальцев.

Диагностика двигателя Не дорого!

Ремонт головки блока

цилиндров двигателя

шаг за шагом

Установка поршневого пальца

Установка поршневого пальца

Поршневой палец предназначен для шарнирного соединения  поршня с верхней головкой шатуна.  Свойства поршневого пальца должны соответствовать прочности, легкости и износостойкости, так как поршневой палец работает в условиях больших механических нагрузок и трения. Изготавливается поршневой палец из хромоникелевой стали с последующей цементацией на глубину 1-1,5 мм, а также закалкой токами высокой частоты. После чего обязательно шлифуют и полируют. Поршневой палец плавающего типа и во время работы проворачивается в бобышках поршня и втулке головки шатуна. Для избежания осевых перемещений поршневого пальца устанавливаются специальные стопорные кольца, которые вставляются в канавки. Плавающие поршни более долговечны, так как у них происходит равномерный износ.

Установка поршневого пальца

Для установки поршневого пальца поршень предварительно нагревают (70-80 градусов), после чего вставляют палец в поршень с шатуном. Это обеспечивает надежное закрепление. При работе двигателя поршень нагревается и палец может вращаться вокруг своей оси.

1. Запрессовка поршневых пальцев

2. Выпрессовка пальцев

3. Ремонт шатуна современного двигателя грузового автомобиля

4. Устройство шатуна

5.  Устройство автомобиля книга

Что такое детонация двигателя

Что такое детонация двигателя

Как ремонтировать автомобиль самому

Как ремонтировать автомобиль самому

Ремонт автомобиля своими руками

для настоящих автомобилистов,

как ремонтировать двигатель самому

 

В зависимости от режима движения автомобиля может нарушатся процесс сгорания в двигателях с искровым зажиганием. Нарушение процесса сгорания можно назвать детонацией (самопроизвольным воспламенением). Детонация влечет за собой специфические характерные звуки и приводит к уменьшению мощности двигателя и его КПД.

Что такое детонация двигателя автомобиляДетонация в двигателе приводит к возникновению высоких температур и вспышек давления, которые оказывают механическое и температурное воздействие на детали двигателя: головка блока цилиндров, прокладки, поршни, подшипники скользящего типа. Нарушение процесса сгорания приводит к прогоранию и задирам поршней, повреждению клапанов,  и в конце концов к разрушению двигателя.

Как возникает детонация в двигателе?

Во время подачи искры свечей зажигания горючая смесь воспламеняется, при этом поршень находится почти в верхней мертвой точке. Полное сгорания горючей смесь происходит после прохождения поршнем ВМТ. От свечи зажигания идет фронт пламени. Во время подъема поршня давление растет и при сгорании горючей смеси образуются повышение температуры и давление. Температура смеси достигает больших значений и в некоторых местах происходит самовоспламенение. Появляются дополнительные фронты пламени, которые воздействуют на стенки цилиндров, что сопровождается своеобразными металлическими стуками.

Почему возникает детонация?

На детонационные процессы могут влиять разные факторы, такие как: ранний угол опережения зажигания, высокая плотность заряда, качество топлива, октановое число топлива, большая степень сжатия, образование нагара в камере сгорания, недостаточное охлаждение, не правильная конструкция (геометрия) камеры сгорания.

Распределение горючей смеси

 

Распределение горючей смеси

Распределение горючей смеси бывает гомогенным и послойным.

Гомогенное распределение гоючей смеси

Гомогенное распределение горючей смеси осуществляется в тех двигателях где впрыск топлива происходит в впускной трубопровод и равномерно распределяется в камере сгорания с одинаковым избытком воздуха.  (Для заметки коэффициент избытка воздуха показывает нам отношение теоретически необходимого количества воздуха к тому, что есть в наличии).

Послойное распределение  горючей смеси

Послойное распределение  горючей смеси, когда воспламеняемая смесь в момент зажигания находится вблизи электродов свечи зажигания. А оставшийся объем камеры сгорания заполнен не горючим газом. Использование последнего является эффективным только в двигателях с непосредственным впрыском топлива.

На рисунке вы видите отличие гомогенного и послойного распределения горючей смеси.

Гомогенное распределениеПослойное распределение

 

Воспламенение горючей смеси, фронт пламени

Свеча зажигания предназначена для подачи искрового разряда в рабочую смесь. Достаточное воспламенение горючей смеси происходит при коэффициенте избытка воздуха  0,75-1,4. При подачи искры свечей зажигания горючая смесь воспламеняется и начинает образовывается фронт пламени. Скорость фронта пламени увеличивается при повышении давления сгорания и понижается в конце сгорания. Средняя скорость распространения пламени примерно 15-30 метров за секунду. Повышенная скорость сгорания обеспечит наиболее эффективную работу двигателя и будет стремится к повышению за счет незначительно обогащенной смеси при коэффициенте избытка воздуха 0,8-0,9.

Хороший КПД при высоких температурах работы двигателя получается при коэффициенте 1-1.1. Правда повышенные температуры горения обедненной смеси ведут к увеличению образования оксидов азота в отработавших газах.

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Состав горючей смеси

2. Горючая смесь

3. Системы впрыска топлива

4. Виды впрыска топлива

5. Устройство системы питания автомобиля

Что такое фазы газораспределения

Что такое фазы газораспределения?

На распределительных валах расположены кулачки, которые открывают и  закрывают впускные и выпускные клапана.

Фазы газораспределения обеспечивают нужный момент открытия и закрытия клапанов в зависимости от положения коленчатого вала. В следствии фазы газораспределения обозначаются градусами поворота коленчатого вала.

Распределительный вал приводится в действие от ведущей шестерни коленчатого вала или через специальный зубчатый ремень. Рабочий цикл в двигателе происходит за 4 такта и такие двигатели называются четырехтактными. Это говорит о том, что для совершения рабочего цикла необходимо два оборота коленчатого вала, а частота распределительного вала в два раза меньше. То есть передаточное число коленчатый вал - распределительный вал составляет 2 к 1. На рисунке мы с вами увидим фазы открытия и закрытия клапанов (впускных и выпускных).

 Устройство современного двигателя

Устройство двигателя

Как устроен двигатель автомобиля?

Устройство современного дизельного двигателя

Схемы фазы газораспределения

Что такое фазы газораспределения?

a — такт впуска, b — такт сжатия c рабочий такт d такт выпуска

 

 Что такое тепловой зазор?

Что такое тепловой зазор

В процессе работы двигателя клапаны и

детали привода клапана нагреваются,

длина их увеличивается. В результате

1. Распределительный вал привода выпускных клапанов (кулачки)

2. Свеча зажигания

3. Распределитель­ный вал привода впускных клапанов

4. Форсунка

5. Впускной клапан

6. Выпускной клапан

7. Камера сгорания

8. Поршень

9. Цилиндр

10. Шатун

11. Коленчатый вал

М крутящий момент,  а — угол поворота коленчатого вала, s  — ход поршня, Vhрабочий объем цилиндра, Vcобъем сжатия.

Устройство клапанного механизма

Устройство клапанного механизма

Клапанный механизм включает в себя
следующие детали: клапаны, на­правляющие
втулки, седла клапанов, возвратные пружины,
опорные тарел­ки, сухари, механизм вращения клапана.

Диаграмма фаз газораспределения

Диаграмма фаз газораспределения 4-х тактного двигателя.

1. Фазы газораспределения

2. Распределение горючей смеси

3. Принцип работы двигателя автомобиля

4. Тепловой зазор

5. Клапанный механизм

6. Газораспределительный механизм

Принцип водородного двигателя

Принцип водородного двигателя

Хранение водорода обычно устроено в газообразной форме в баке, при этом бак должен быть испытан большим давлением. Принцип хранения водорода требует от бака высоких прочностных характеристик и он должен выдерживать давление до 300 бар. В связи с этим увеличивается масса водорода и повышаются требования к безопасности.

Принцип водородного двигателя

Хранить водород можно также в сжиженном виде. Для этого используется криогенный бак. Такой способ заправки водородом позволяет заправлять автомобиль для прохождения 300 км. Температура хранения колеблется около (-253 градуса Цельсия). Одним из недостатков такой системы может быть то, что теплота выталкивает водород наружу, что приводит к бесполезным потерям топлива.

Принцип приготовление рабочей смеси водородного двигателя. Во всех из перечисленных системах подача водорода осуществляется в впускной трубопровод. Смесеобразование основывается на непрерывном впуске топлива, с помощью электрического клапана и распределителя водорода. Считается прогрессивным разработка приготовления смеси способом импульсного впрыска водорода в впускной трубопровод.

Принцип водородного двигателя предусматривает минимальные выбросы токсичных отходов.

В самом куда  есть правдивом виде водородное топливо при сгорании не образует углекислый газ. А для уменьшения выбросов отходов  СО, СН и NOх в отработавших газах будут как и раньше использоваться различные типы очистки.

Устройство двигателя