ДВИГУНИ АВТОТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ

1. Загальні відомості й будова

Автотранспортні засоби складаються із рами (шасі), кузова, силового агрегату, ходової частини, механізму керування, електрообладнання. Силовий агрегат поєднує двигун, як правило, внутрішнього згоряння, й трансмісію.

Сучасні автотранспортні засоби переважно оснащують поршневими двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ), що працюють на бензині, дизельному пальному й газі. Бензинові поршневі ДВЗ мають загальну назву карбюраторних незалежно від застосовуваної системи примусового (іскрового) запалювання робочої суміші. Двигуни, що працюють на суміші пропан-бутану, за принципом роботи подібні карбюраторним, проте до їхньої системи запалювання робочої суміші включається газове обладнання.

Дизельні ДВЗ відрізняються тим, що паливо для утворення робочої суміші змішується з повітрям усередині циліндра і спалахує внаслідок її стискання.

2. Принцип роботи поршневого бензинового ДВЗ.

Основною частиною одноциліндрового ДВЗ є циліндр зі знімною частиною – головка блока циліндра. Всередині циліндра розміщений поршень, на бічних поверхнях якого в спеціальних канавках встановлено поршневі кільця, що перешкоджають прориву газів з робочої камери і масла, потрібного для змащування тертьових пар. Поршень з'єднаний із кривошипом колінчатого вала, що обертається в підшипниках, установлених у картері двигуна, за допомогою пальця й шатуна. На колінчатому валу кріпиться маховик.

Голівка блоку циліндра має розподільний вал і клапани; через впускний клапан у циліндр надходить робоча суміш (повітря з бензином), а через випускний – виходять відпрацьовані гази.

Клапани почергово відкриваються за допомогою ексцентриків розподільного вала, які тиснуть на важелі. Розподільний вал обертається синхронно з колінчатим валом.

Робоча суміш запалюється іскрою, що виникає між електродами свічки запалювання, вернутою у різьбовий отвір головки циліндра.

Зворотно-поступальний рух поршня в циліндрі перетворюється в обертовий рух колінчатого вала за допомогою шатуна.

Робочий цикл чотиритактного ДВЗ складається із тактів впуску робочої суміші, її стискання, робочого ходу і випуску відпрацьованих газів.

Робочий цикл у двотактовому двигуні відбувається за 2 хода поршня (2 такта), тобто за один оберт колінчастого вала.

Деякі автомобілі мають роторно-поршневі двигуни (двигун Ванкеля), конструкція яких відрізняється тим, що встановлений на валу ротор жорстко з'єднаний із зубчастим колесом, що зчіплюється з нерухомою шестернею.

Особливістю роботи дизельного двигуна є те, що паливо під великим тиском подається форсункою або насос-форсункою безпосередньо в циліндр двигуна наприкінці такту стискання повітря. Основними недоліками дизельного двигуна є підвищені шум і вібрація. Вони обумовлені високим ступенем стиску й швидким наростанням тиску в циліндрі при самозапалюванні суміші. Дизель важко запустити при низьких температурах оточуючого середовища.

3. Кривошипно-шатунний механізм

КШМ призначений для перетворення зворотно-поступального руху поршня в циліндрі на обертовий рух колінчастого вала двигуна. До складу КШМ входять блок циліндрів (картер) з піддоном, головка блоку циліндрів, деталі поршневої групи (поршні, поршневі кільця і поршневі пальці), колінчастий вал з маховиком.

Основою двигуна є блок циліндрів виготовлений литтям із чорних або кольорових металів та їхніх сплавів, у який запресовують гільзи, виготовлених із корозійностійких металів. Поршень шарнірно з’єднується із шатуном за допомогою пальця, виготовленого із вуглецевих цементованих або азотованих гартованих сталей. Як правило, поршневі пальці мають різну конструкцію, проте частіше їх виготовляють порожнистими для зменшення ваги.

Шатун передає зусилля від поршня на колінчастий вал. Шатуни виготовляють штампуванням із легованих або вуглецевих сталей і складаються із верхньої та нижньої головок і стрижня. Нижня головка має кришку, на якій є виступи для правильного встановлення на колінчастий вал. Між нижньою головкою і кришкою встановлюють вкладиші, що виконують роль підшипників.

Колінчастий вал сприймає зусилля від шатунів і передає його на маховик. Маховик кріпиться до фланця колінчастого вала болтами й призначається для його рівномірного обертання.

Тривалість роботи двигуна визначається багатьма факторами: частота перенавантаження, тривалий рух з максимально дозволеною швидкістю, тривалість експлуатації із забрудненими фільтрами, якість палива і моторного масла тощо.