Принцип работы двигателя автомобиля
Процессы, происходящие в автомобильных двигателях, их влияние на износ деталей и возникновение неисправностей в совокупности представляет собой принцип работы двигателя автомобиля
Ремонт двигателя предусматривает глубокие знания автослесаря о технологических приемах ремонта и о предмете ремонта, то есть двигатель, его конструкцию и рабочий процесс. Определить причины неисправности бывает очень сложно, даже с хорошей теоретической подготовкой. Для точного определения причин возникновения неисправности мы должны четко представлять рабочий процесс двигателя, его конструкцию и наиболее нагружаемые детали.
Общее представление об устройстве двигателя и рабочих процессах, которые в нем протекают можно найти во многих пособиях. Но главной задачей для учащегося является сопоставление теоретического и практического материала. Нужный подход к восприятию материала я попытаюсь изложить ниже.
Современные двигатели выпускаются различных конструкций и типов. Некоторые двигатели имеют различия даже в самом рабочем процессе. Когда сталкиваешься с ремонтом двигателей автомобилей разных производителей, то понимаешь, что у каждого автомобиля есть свои нюансы и нельзя быть полностью уверенным в диагностировании неисправностей, если вы не обладаете должной практикой и знаниями, конкретно для данной конструкции двигателя.
Нагружение, износ и повреждение деталей автомобильного двигателя.
Если проанализировать работу двигателя, изменение усилий прикладываемых к деталям в зависимости от положения коленчатого вала, можно определить для себя, какие детали наиболее нагружены и подвергаются наибольшему износу.
Подробный анализ по внешним признакам, таким как шум, стуки, станет основой для дальнейшей диагностики неисправностей двигателя. После чего проводится дефектация деталей, и более точно определяются причины поломки.
Правильная диагностика двигателя дает нам большой процент того, что ремонт двигателя будет произведен качественно и надежно с наименьшими потерями времени и средств.
Принцип работы двигателя автомобиля. Такт впуска.
Такт впуска начинается при движение поршня от ВМТ к НМТ.
Коленчатый вал проворачивается под действием стартера или по инерции от маховика, поршень движется вниз. Распределительный вал приводится в действие от ведущей шестерни коленчатого вала, поворачивается и нажимая своими кулачком на толкатель, открывает впускной клапан. Выпускной клапан во время такта впуска закрыт.
За счет относительно небольшой площади, открываемой впускным клапаном, по сравнению с площадью двигающегося вниз поршня, объем пространства в цилиндре увеличивается значительно быстрее, чем количество воздуха, которое может поступить через впускной клапан. В результате этого в цилиндре возникает разрежение, под действием которого через открытый впускной клапан топливовоздушная смесь поступает из впускного коллектора в цилиндр.
При движении поршня вниз поршневые кольца силой трения прижимаются к верхним краям канавок на поршне. За счет ускорения поршня (скорость поршня нарастает при постоянной скорости вращения коленчатого вала) шатун и поршень испытывают растягивающие нагрузки, действующие на стержень, верхнюю и нижнюю головки шатуна, шатунные болты, поршневой палец и бобышки поршня. Нагрузки от шатуна и поршня при движении из ВМТ передаются на шатунный подшипник, причем на его нижнюю часть (вкладыш, установленный в крышке шатуна). Указанные нагрузки максимальны вблизи положения поршня в ВМТ и тем больше, чем больше частота вращения коленчатого вала, массы шатуна и поршня, причем эти нагрузки усиливаются разрежением в цилиндре. Вследствие этого момент начала движения поршня из ВМТ на такте впуска является достаточно опасным с точки зрения возможных поломок деталей.
На режимах частичных нагрузок (малые углы открытия дроссельной заслонки) и на больших частотах вращения разрежение во впускном трубопроводе превышает 0,05-0,07 МПа. Такое большое разрежение на впуске объясняет чувствительность работы двигателя к негерметичности различных соединений трубопроводов и фланцев, а также к легкому засасыванию небольших посторонних предметов. Так, в эксплуатации встречаются случаи разрушения поршней в результате гидроударов, превышения максимальной частоты вращения, обрыва шатуна, тарелки клапана, выпадения седла клапана. За счет негерметичности деформированных или сломанных клапанов и перепада давлений между выпускной и впускной системами куски разрушившихся деталей засасываются во впускной коллектор и распределяются по впускным трубопроводам всех цилиндров. Если при последующем ремонте двигателя впускная система не будет тщательно очищена, то после запуска и непродолжительной работы двигатель выйдет из строя и потребует повторного ремонта.
Разрежение, возникающее во впускном трубопроводе при всасывании смеси через открытый впускной клапан способствует проникновению масла через зазоры между стержнями впускных клапанов и направляющих втулок. В многоцилиндровом двигателе такты в различных цилиндрах чередуются, поэтому во впускных каналах (за дроссельной заслонкой) устанавливается разрежение, величина которого зависит от частоты вращения и положения дроссельной заслонки. При этом масло может непрерывно проникать в канал по стержню даже того впускного клапана, который в данный момент закрыт. Поступление масла через зазор между клапаном и направляющей втулкой приводит к увеличению расхода масла, отложению нагара на тарелке и стержне клапана, из-за чего со временем возможно снижение количества поступающей в цилиндр смеси, падение мощности и увеличение расхода топлива.
Смесь, обтекая впускной клапан, охлаждает его тарелку и стержень, и далее, поступая в цилиндр, охлаждает поршень. При этом в цилиндре происходит образование вихря сопровождающегося интенсивной турбулизацией (перемешиванием) смеси. Турбулизация смеси тем выше, чем больше частота вращения и нагрузка (открытие дроссельной заслонки). Чем сильнее турбулизация, тем интенсивнее идет процесс испарения и сгорания топлива, больше мощность и крутящий момент двигателя. При движении поршня вниз происходит съем масла со стенок цилиндра маслосъемными кольцами. Масло сбрасывается в пазы между гребнями колец и далее через отверстия и пазы в маслосъемной канавке внутрь поршня. При этом важное значение для уменьшения расхода масла имеет надежное уплотнение между верхними торцевыми поверхностями канавки и маслосъемного кольца. Поршневые кольца, двигаясь вместе с поршнем вниз, скользят по поверхности цилиндра. Между наружной поверхностью колец и цилиндром находится тонкая пленка масла толщиной в несколько микрон, которая разделяет движущиеся друг относительно друга поверхности и уменьшает трение и износ деталей. Для достижения минимального трения и износа масло должно хорошо удерживаться на деталях, поэтому детали не должны иметь гладкую, отполированную поверхность.
