Содержание.

Введение:

• ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ АВТОМОБИЛЕ И ИХ КЛАССИФИКАЦИИ

• ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И ИХ ТИПЫ (ДВС)

I. ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1.1. КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ………………………………………………………………..………………………………..…………….9

1.1.2. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА……………………………………………………………17

1.2. ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ………………………………………………………………..………………………………………...…18

1.2.1. КЛАПАНА И МЕХАНИЗМЫ РЕГУЛИРОВКИ…………………………………………………………………………………………………….…………18

1.2.2. СИСТЕМА ИЗМЕНЕНИЯ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ………………………………………………………………..………...…………………….25

1.2.3. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА…………………………………..………………………28

1.3. СИСТЕМА ВПУСКА………………………………………………………………..……………………………………………………………….…………………………29

1.3.1. СИСТЕМА ВПРЫСКА………………………………………………………………..…………………………………………………....…………………………..30

1.3.2. ТУРБОНАДДУВ………………………………………………………………..……………………………………………………..…………………………….……32

1.3.3. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ ВПУСКА…………………………………………………………….……………………………………41

1.4. ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА………………………………………………………………..……………………………………………..……………………………......42

1.4.1. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ……………………………………………………………....…………………………52

1.5. СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ………………………………………………………………..……………………………………………………..……………..………....53

1.5.1. СВЕЧИ ЗАЖИГАНИЯ………………………………………………………………..………………………………………………………...…………….………..53

1.5.2. СВЕЧИ НАКАЛА………………………………………………………………..………………………………………………………………..…………….………..55

1.5.3. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ………………………………………………………………..…..……………………59

1.6. СИСТЕМА СМАЗКИ………………………………………………………………..…………………………………………………………………..……………..……..60

1.6.1. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ СМАЗКИ………………………………………………………………..……….………………………64

1.7. СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ………………………………………………………………..…………………………………………………….……………..….…..65

1.7.1. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ…………………………………………………………..……..…………..…..…..70

1.8. ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА………………………………………………………………..………………………………………………………..……..………..……..71

1.8.1. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ТОРМОЗНОЙСИСТЕМЫ………………………………………………………………………...……….…..…..76

1.9. ПРИНЦИП РАБОТЫ 4-х ТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ……………………………………………………………………………………….…..…..78

1.9.1 ПРИНЦИП РАБОТЫ 2-х ТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ…………………………………………………………………………………………..…………..80

1.10. ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ………………………………………………………………..………………………………………………….………..……..…..81

1.10.1. СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ………………………………………………………………..……………………………………….…...…..…..……..84

1.11. СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ………………………………………………………………..…………..………...….……90

1.12. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ…………………………..………..……..…94

1.13. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ…………………………………………………..…………..………………………………………….………………….………97

1.13.1. ОБКАТКА НОВОГО ДВС. ДВС ПОСЛЕ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА……………………………………………100

1.14. ОКТАНОВОЕ И ЦЕТАНОВОЕ ЧИСЛА…..…………………………………………………………………………………………102

II. ТРАНСМИССИЯ

2.1. МЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ………………………………………………………………..…………………………………...……..……..103

2.1.1. ПЛЮСЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ………………………………………………………………..……………………………………108

2.1.2. МИНУСЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ………………………………………………………………..…………………….……………108

2.1.3. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ…………………………………………………….....………..109

2.2. РОБОТИЗИРОВАННАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ И DSG………………………………………………………………..………..………………111

2.2.1. УСТРОЙСТВО РОБОТИЗИРОВАННОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ…………………………………………………………………….……………..112

2.2.2. ПЛЮСЫ КПП ТИПА DSG………………………………………………………………..………………………………………………………....……………..115

2.2.3. ХАРАКТЕРНЫЕ НЕДОСТАТКИ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ DSG………………………………………………………………..………………………115

2.2.4. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ DSG…………………………………………………………………………………………………...……...…….……..115

2.3. АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ……………………………………………………………………………………………..……………..116

2.3.1. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ……………………………………..……………………..119

2.4. ВАРИАТОРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ…………………………………………………………….…………………..122

2.4.1. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ВАРИАТОРА…………………………………………………………………………………………………..………………..123

2.4.2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ТОРОИДНОГО ВАРИАТОРА…………………………………………………………….…………………..125

2.4.3. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ВАРИАТОРА……………………………………………………………………………………..….………………..125

2.4.4. ЗАМЕНА МАСЛА В КПП……………………………………………………………………………………………………………………………………….......126

2.5. СЦЕПЛЕНИЕ АВТОМОБИЛЯ……………………………………………………………………………………………………………………………….……..128

2.5.1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СЦЕПЛЕНИЯ……………………………………………………………………………………………………………..……….………..130

2.5.2. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ СЦЕПЛЕНИЯ……………………………………………………………………………………..…………………..131

2.6. ШРУС………………………………………………………………..………………………………………………………………..………………………..……………………..136

2.6.1. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ШРУС………………………………………………………………..………………………….…...…………………..138

2.7. СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ………………………………………………………………..…………………………………..………………..139

2.7.1. УСИЛИТЕЛЬ РУЛЯ………………………………………………………………..…………………………………………………..……..……………………..140

2.7.2. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ УСИЛИТЕЛЯ РУЛЯ……………………………….……………………………………..………………………..142

III. СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

3.1. МОТОРНОЕ БАЗОВОЕ МАСЛО……………………………………………………………………………………………….…………………………..……..144

3.1.1. МИНЕРАЛЬНЫЕ БАЗОВЫЕ МАСЛА………………………………………………………………..…………..…………………………………………..144

3.1.2. СИНТЕТИЧЕСКИЕ БАЗОВЫЕ МАСЛА………………………………………………………………..…………………………………………..………..145

3.2 ФУНКЦИИ И СВОЙСТВА МОТОРНОГО МАСЛА…………………………………..….…………..……..…………………………..…………..149

3.3. ПРИСАДКИ………………………………………………………………..………………………………………………………………..………………………...…………153

3.3.1. СЕРНИСТОСТЬ, КИСЛОТНОСТЬ, ЗОЛЬНОСТЬ МОТОРНОГО МАСЛА……………………………………………………………………..155

3.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ МОТОРНОГО МАСЛА……………………………………………………………………………………………………….…..157

3.5. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ КЛАССИФИКАЦИИ МОТОРНОГО МАСЛА………………………………..…………………………..158

3.5.1. КЛАССИФИКАЦИЯ SAEJ300………………………………………………………………..………………………………………………..………………..158

3.5.2. КЛАССИФИКАЦИЯ API………………………………………………………………..……………………………………………….……………..…………..161

3.5.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ACEA………………………………………………………………..…………………………………………..…………………………..163

3.5.4. КЛАССИФИКАЦИЯ ILSAC………………………………………………………………..………………………………………….…………………………..166

3.5.5. КЛАССИФИКАЦИЯ JASOM355:2008………………………………………………………………..……………………………………………………..167

3.6. ОДОБРЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ, ДОПУСКА МОТОРНОГО МАСЛА…………………………..………….…………………..170

3.7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАСЕЛ НИЗКОГО КАЧЕСТВА……………………………………………………………………………………………...177

3.7.1. РАСХОД МОТОРНОГО МАСЛА И ЕГО ПОСЛЕДСТВИЯ……………………………………………………………………………………………..177

3.7.2. ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ УГАРА МАСЛА………………………………………………………………..……………………………..…………………..179

3.8. ОТЛОЖЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МАСЛА В РАБОЧЕМ ДВИГАТЕЛЕ……………………179

3.9. ПРОМЫВКА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ……………………………………………………………………..……………..183

4.1. ТРАНСМИСИОННЫЕ МАСЛА………………………………………………………………..……………………………………..…………………………….185

4.1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО SAEJ306 ДЛЯ ТРАНСМИСИОННЫХ МАСЕЛ………………………………………………………………………..186

4.1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПО API………………………………………………………………..……………………………………………….……………………..187

4.2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАСЛА,ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ И СВОЙСТВА.………………………………….…………………………..190

4.2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ………………………………………………………………..…………………………………………………………………….…………..191

4.2.2. СОСТАВ И СВОЙСТВА ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ……………………………………………………………………………………………192

4.2.3. ЗАМЕНА ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ………………………………………………………………..………………….……………………………195

4.2.4. ПРОМЫВКА СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ…………………………………………………………………………………………………………………..196

4.2.5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ……………………………………………...……………………..199

4.3. ТОРМОЗНАЯ ЖИДКОСТЬ………………………………………………………………..………………………………………………………….………………..199

4.3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ………………………………………………………………..……………………………………………………………………..…………..199

4.3.2. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ………………………………………………………………..………………………………….…………………200

4.3.3. ВИДЫ ТОРМОЗНОЙ ЖИДКОСТИ И ИХ СОВМЕСТИМОСТЬ……………………………………………………………………….…….………..200

4.3.4. ПРОВЕРКА И ЗАМЕНА ТОРМОЗНОЙ ЖИДКОСТИ………………………………………………………………..……………………………………201

4.4. ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ………………………………………………………………..…………………………………………………………..…………………..202

4.4.1. СОСТАВ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК………………………………………………………………..……………………………………….…...………………..202

4.4.2. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК…………………………………………………………………………………….……….……..202

4.4.3. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СМАЗОК………………………………………………………………..…………………………………………….………………..205

4.4.4. ВЯЗКОСТНЫЕ СВОЙСТВА………………………………………………………………..…………………………………………………….…………………..205

4.4.5. АНТИФРИКЦИОННЫЕ СМАЗКИ………………………………………………………………..……………………………………………..………………..209

4.4.6. НАТРИЕВЫЕ И НАТРИЕВО-КАЛЬЦЕВЫЕ СМАЗКИ………………………………………………………………..…….……………………………210

4.4.7. ЛИТИЕВЫЕ СМАЗКИ………………………………………………………………..………………………………………………………………………………..210

4.4.8. АЛЛЮМИНИЕВЫЕ СМАЗКИ………………………………………………………………..…………………………………………..…….…………………..210

4.5. ТВЕРДЫЕ СМАЗКИ………………………………………………………………..……………………………………………………………….…………….…………..210

4.5.1. ХАРАКТЕРНАЯ ОСОБЕННОСТЬ ТВЕРДЫХ СМАЗОК………………………………………………………………..…………………………………210

4.5.2. НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ СЛОИСТЫЕ ТВЕРДЫЕ СМАЗКИ.……………………………………………….……..………………..211

IV. СМЕННЫЕ ФИЛЬТРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

5.1. ВОЗДУШНЫЕ ФИЛЬТРЫ………………………………………………………………..………………………………………………………………..……………..215

5.1.1. КРУГЛЫЕ ВОЗДУШНЫЕ ФИЛЬТРЫ………………………………………………………………………………………………………………………..…..217

5.1.2. ВОЗДУШНЫЕ ФИЛЬТРЫ ПАНЕЛЬНОГО ТИПА…………………………………………………………………………………………………………...217

5.1.3. ВОЗДУШНЫЕ ФИЛЬТРЫ ДЛЯ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ………………………………………………………………………………………..218

5.2. МАСЛЯНЫЕ ФИЛЬТРЫ……………………………………………………………..…………………………………………………………………….………..……..216

5.2.1. НЕРАЗБОРНЫЙ МАСЛЯНЫЙ ФИЛЬТР (SPINON)……………………..………………………………………………………………………..….……216

5.2.1.1. РОЛЬ ПРОТИВОДРЕНАЖНОГО КЛАПАНА……………………..……………………………………………………………………….………..220

5.2.1.2. РОЛЬ ПЕРЕПУСКНОГО КЛАПАНА……………………..……………………………………………………………………….……………………..221

5.2.1.3. РОЛЬ КЛАПАНА ЕКО……………………..………………………………………………………………………………………….………………………221

5.2.2. ФИЛЬТРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ МАСЛЯНЫХ ФИЛЬТРОВ……………………..……………………………………………………………………….222

5.2.3. С ПЕРЕГОРОДКОЙ ИЗ НЕТКАННОГО МАТЕРИАЛА……………………..……………………………………………………………………………….223

5.3. ТОПЛИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ……………………………………………………………..………………………………………………………………..……...………..223

5.3.1. НЕРАЗБОРНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ……………………..………………………………………………………………..……………………………225

5.3.2. ПРИМОТОЧНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ……………………..………………………………………………..………………………………….………225

5.3.3. ФИЛЬТРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТОПЛИВНЫХ ФИЛЬТРОВ……………………..…………………………………………..…………………………226

5.4. ФИЛЬТРЫ САЛОНА……………………..………………………………………………………………..…………………………………………………..……..…………227

5.4.1. СТАНДАРТНЫЕ ФИЛЬТРЫ САЛОНА……………………..………………………………………………………………..……………………………………227

5.4.2. ФИЛЬТРЫ САЛОНА С АКТИВИРОВАННЫМ УГЛЕМ……………………..……………………………………………………………...………………228

5.5. ФИЛЬТРЫ ПРОМЫШЛЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ……………………..……………………………………………………………..…………………229

5.6. ОСУШИТЕЛЬ ВОЗДУХА……………………..………………………………………………………………..………………………………………………..……………229

5.7. ФИЛЬТРЫ ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ……………………..………………………………………………………………..………………………230

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ АВТОМОБИЛЯ И ИХ КЛАССИФИКАЦИИ.

Автомобиль представляет собой колесное транспортное средство, приводимое в движение собственным источником энергии, имеющее не менее четырех колес и предназначенное для перевозки пассажиров, транспортировки грузов и доставки смонтированного на нем специального оборудования.Понятие «автомобиль» включает в себя все многообразие марок и типов машин. Несмотря на ряд принципиальных конструктивных отличий между ними имеется много общего: двигатель внутреннего сгорания, несущая система с подвеской, органы управления.На автомобильных заводах конечным продуктом производства могут быть как автомобили в сборе, так и отдельные их составные части, включающие в себя большое число деталей, узлов, механизмов, систем и агрегатов.

Деталь – это неделимый элемент, выполненный из целой заготовки (куска материала). Детали, с которых начинается сборка узлов, механизмов или агрегатов, называются базовыми.

Простой узел – это несколько деталей, соединенных между собой с помощью резьбовых, заклепочных, сварных и других соединений.

Сложный узел – узел, состоящий из нескольких простых, сборка которых осуществляется также посредством указанных выше соединений (например, поршень в сборе с кольцами и шатуном).

Механизм – это подвижно связанные между собой детали или узлы, совершающие при помощи приложенных к ним сил определенные, заранее заданные движения (например, кривошипно-шатунный механизм).

Агрегат – это несколько механизмов или сложных узлов, объединенных различными соединениями в одно целое с базовой деталью (например, коробка передач).

Система – это ряд узлов, механизмов, взаимодействующих между собой и выполняющих определенные функции в процессе работы (например, система охлаждения).

Все механизмы, агрегаты и системы, входящие в автомобиль, можно разделить на пять основных групп: двигатель, шасси, кузов, электрооборудование и дополнительное оборудование.

Двигатель является источником механической энергии, необходимой для движения автомобиля. Наибольшее распространение на автомобилях получили двигатели внутреннего сгорания.

Шасси объединяет все агрегаты и механизмы автомобиля, предназначенные для передачи усилия от двигателя к ведущим колесам, для управления автомобилем и его движения. Шасси состоит из трансмиссии, ходовой части и органов управления.

Трансмиссия состоит из механизмов, которые преобразуют и передают крутящий момент, подводимый от двигателя к ведущим колесам. В трансмиссию входят сцепление, коробка передач, карданная передача, ведущие мосты, объединяющие главную передачу, дифференциал и полуоси.

Ходовая часть автомобилей состоит из рамы, подвески, балок мостов, колесного движителя и предназначена для обеспечения поступательного движения автомобиля, поддержания заданного дорожного просвета, смягчения толчков и ударов, возникающих при движении.

Органы управления включают рулевое управление, служащее для изменения положения передних колес относительно рамы или кузова, что позволяет менять направление движения автомобиля, и тормозную систему, которая обеспечивает уменьшение скорости движения, быструю остановку автомобиля, а также удержание его на месте.Кузов предназначен для размещения в нем полезного груза и людей. Грузовые автомобили имеют обычно грузовую платформу для груза и кабину для водителя и пассажиров. Легковые автомобили и автобусы имеют кузова, состоящие из салона, в котором размещаются водитель и пассажиры, багажного отделения и моторного отсека.Роль рамы в несущей системе легкового автомобиля и автобусов выполняет кузов.Электрооборудование включает в себя источники электрической энергии, контрольно-измерительные приборы, световую и звуковую сигнализации, освещение, а для автомобилей с карбюраторными двигателями и приборы системы зажигания.Дополнительное оборудование включает отопительно-вентиляционную установку, стеклоочиститель, омыватель стекол, лебедку и т. п.Устройство большинства автомобилей выполнено по описанной выше схеме. Однако применяют и другие схемы расположения двигателя, шасси и кузова. Например, для повышения проходимости автомобиля ведущими делают все колеса (полноприводные автомобили), что характерно для военной автомобильной техники. В трансмиссию таких автомобилей вводят дополнительные механизмы и агрегаты – раздаточную коробку с межосевым дифференциалом, которые распределяют крутящий момент между ведущими мостами.В зависимости от характера выполняемой транспортной работы все автомобили можно разделить на три группы: грузовые, пассажирские и специальные.Каждый отдельно взятый автомобиль имеет свое обозначение, представленное маркой и моделью.

ДВИГАТЕЛИВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯИ ИХ ТИПЫ.

Двигатель является на автомобиле основным источником механической энергии и используется в качестве силовой установки, приводящей машину в движение. На автотранспортные средства устанавливают двигатели различных конструкций, среди которых большее распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС).

Гораздо в меньшей степени используются роторные двигатели внутреннего сгорания (двигатели Ванкеля), и всё большее число производителей склоняется к применению комбинированных (гибридных) установок, объединяющих в себе поршневой ДВС и электродвигатель. На части техники устанавливаются газотурбинные двигатели и электродвигатели.

Поршневыми двигателями внутреннего сгорания комплектуется большинство современных автомобилей. В поршневых двигателях давление газов, образующееся от сгорания топлива в камере сгорания, воспринимается поршнем, движущимся в цилиндре.

Возвратно-поступательное движение поршня посредством кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

К поршневым ДВС относятся дизельные двигатели, с самовоспламенением топливно- воздушной смеси и двигатели Отто, с воспламенением смеси от постороннего источника тепла, например от электрической искры, образующейся между электродами свечи системы зажигания. Такие двигатели называют двигателями с искровым зажиганием. По конструкции кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов дизельные двигатели и двигатели Отто практически не отличаются.

.

Роторный двигательВанкеля

Роторные двигатели внутреннего сгорания(Рис.) имеют ряд преимуществ перед поршневыми двигателями и ряд недостатков, сдерживающих их широкое применение. С двигателем экспериментировали многие известные автомобилестроительные фирмы, включая Волжский Автомобильный Завод (ВАЗ), но на сегодняшний день, только «Мазда» серийно устанавливает их на спортивные версии своих машин.

В двигателе Ванкеля роль поршня выполняет ротор, имеющий форму равностороннего треугольника со скруглёнными вершинами и слегка выпуклыми сторонами, вращающийся в овальном корпусе (цилиндре) по сложной траектории (эпитрохоиде).

Комбинированные (гибридные) двигатели имеют в своём составе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель, осуществляющий передачу крутящего момента на коленчатый вал ДВС или непосредственно на ведущие колёса автомобиля. В силу свойства «обратимости электрических машин» электродвигатель, в подобных устройствах, может выполнять функции как стартера, осуществляя вращение коленчатого вала ДВС при запуске и, в определённых условиях, обеспечивая движение автомобиля без его участия, так и генератора, работая на подзарядку аккумуляторных батарей при установившихся режимах движения. Автомобили подобных конструкций отличает высокая топливная экономичность и соответствие современным требованиям экологической безопасности.

Термин «комбинированный двигатель» также применяется для поршневых двигателей, имеющих в своём составе газовую турбину и компрессор (турбокомпрессорный двигатель).

Электродвигатели в качестве самостоятельной силовой установки по объективным для сегодняшнего дня причинам на серийных моделях автомобилей практически не используются.

Классификация поршневых двигателей внутреннего сгорания.

По способу осуществления рабочего цикла ДВС подразделяются на две категории:

1) Четырёхтактные ДВС, у которых рабочий цикл в каждом цилиндре совершается за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала;

2) Двухтактные ДВС, у которых рабочий цикл в каждом цилиндре совершается за два хода поршня или один оборот коленчатого вала.

По способу смесеобразования четырёхтактные и двухтактные ДВС различают:

1) ДВС с внешним смесеобразованием, в которых горючая смесь образуется за пределами цилиндра (к ним относятся карбюраторные и газовые двигатели);

2) ДВС с внутренним смесеобразованием, в которых горючая смесь образуется непосредственно внутри цилиндра (к ним относятся дизели и двигатели с впрыском лёгкого топлива в цилиндр).

По способу воспламенения горючей смеси различают:

1) ДВС с воспламенением горючей смеси от электрической искры (карбюраторные, газовые и с впрыском лёгкого топлива);

2) ДВС с воспламенением топлива в процессе смесеобразования от высокой температуры сжатого воздуха (дизели).

По виду применяемого топлива различают:

1) ДВС, работающие на легком жидком топливе (бензине и керосине);

2) ДВС, работающие на тяжёлом жидком топливе (газойле и дизельном топливе);

3) ДВС, работающие на газовом топливе (сжатый и сжиженный газ; газ, поступающий из специальных газогенераторов, в которых при недостатке кислорода сжигается твёрдое топливо – дрова или уголь).

По способу охлаждения различают:

1. ДВС с жидкостным охлаждением;

2. ДВС с воздушным охлаждением.

По числу и расположению цилиндров различают:

1) Одно и многоцилиндровые ДВС;

2) Однорядные (вертикальные и горизонтальные);

3) Двурядные (W и V -образные, с противолежащими цилиндрами).

По назначению различают:

1) Транспортные ДВС, устанавливаемые на различных транспортных средствах (автомобили, тракторы, строительные машины и др. объекты);

2) Стационарные;

3) Специальные ДВС, играющие как правило вспомогательную роль. По способу смесеобразования двигатели внутреннего сгорания делятся на двигатели с внешним смесеобразованием и двигатели с внутренним смесеобразованием.

Автомобильные двигатели с внешним смесеобразованием работают на лёгком топливе, в основном на бензине или газе. Приготовление топливно-воздушной смеси, и её дозирование осуществляют карбюраторные, газобаллонные и инжекторные системы питания.

Образование топливно-воздушной смеси происходит вне цилиндра двигателя - в смесительной камере карбюратора, в специальном смесителе или непосредственно во впускном коллекторе. Смесь в цилиндре воспламеняется в конце такта сжатия, принудительно от электрической искры.

Автомобильные двигатели с внутренним смесеобразованием работают, в основном на дизельном топливе, которое относится к тяжёлым видам топлив. К этому же виду топлива относят «солярку», мазут и сырую нефть. В дизельных двигателях смесь приготавливается непосредственно в цилиндре из воздуха и топлива, подаваемых в цилиндр раздельно.

Воспламенение топливно-воздушной смеси в цилиндре происходит самопроизвольно от воздействия высокой температуры при сжатии. Исключением является система непосредственного впрыска бензина, где зажигание смеси осуществляется от электрической искры.По способу осуществления рабочего цикла следует различать двухтактные и четырёхтактные двигатели. У первых, рабочий циклсовершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала. У вторых, рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, т.е. за два оборота коленчатого вала. Под рабочим циклом двигателя следует понимать совокупность процессов, протекающих в цилиндрах двигателя и «заставляющих» его работать.

Подавляющее большинство современных автомобилей оборудуются четырёхтактными двигателями.

По числу цилиндров и их расположению двигатели делятся на двух – и многоцилиндровые с рядным, многорядным, вертикальным, наклонным, звездообразным и горизонтальным расположением цилиндров

Многорядные двигатели можно разделить на:

1) V – образные двухрядные двигатели, с углом развала цилиндров 90 и менее градусов;

2) U – образные двухрядные двигатели;

3) Оппозитные двигатели с расположением цилиндров под углом 180 градусов друг к другу;

4) W– образные трёхрядные двигатели;

5) Двигатели с большим числом рядов цилиндров.

Многорядное расположение цилиндров двигателя позволяет уменьшить габаритную длину двигателя при сохранении числа цилиндров. Оппозитное, т.е. лежачее расположение цилиндров, уменьшает габаритную высоту двигателя, что в свою очередь позволяет снизить центр тяжести автомобиля и, тем самым улучшить его устойчивость.

По способу охлаждения и смазки деталей различают двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением, с принудительной смазкой деталей, смазкой разбрызгиванием и комбинированной смазкой.

Различают следующие компоновочные схемы расположения цилиндров в двигателе:

• Рядная (оси цилиндров расположены в одной плоскости); (Рис.1)

• V–образная (оси цилиндров расположены в двух плоскостях)( Рис.2)

• Оппозитная (оси цилиндров расположены в двух плоскостях под углом 180°);(Рис.3)

• VR (оси цилиндров расположены в двух плоскостях под малым углом);(Рис.4)

• 

W–образная (две VR схемы, расположенных V-образно со смещением на одном коленчатом валу).(Рис.5)

1. Двигатель внутреннего сгорания

1.1.Кривошипно-шатунный механизм.

(1,1) Кривошипно-шатунный механизм состоит из поршней с шатунами, соединенных с коленчатым валом.

В совокупности поршень, шатун и гильза цилиндров образуют цилиндропоршневую группу или просто цилиндр. Современный двигатель может иметь от одного и более цилиндров.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания включает корпус, два механизма (кривошипно-шатунный и газораспределительный) и ряд систем (впускную, топливную, зажигания, смазки, охлаждения, выпускную и электронную систему управления).

Корпус двигателя объединяет блок цилиндров и головку блока цилиндров. Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Газораспределительный механизм обеспечивает своевременную подачу в цилиндры воздуха или топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов.

Рис.6

(1,2)Поршень (Рис.6) является одним из самых значимых элементов при преобразовании химической энергии топлива в тепловую, а затем - в механическую, как в прямом, так и в переносном смысле. Моторные характеристики во многом зависят от того, насколько хорошо поршень выполняет свои задачи. Это определяет эффективность и, что ещё важнее, надёжность мотора. Особое значение данный параметр принимает, когда идёт речь о модификациях автомобилей в салонах тюнинга, или о спортивном применении. Конструкторы всегда сталкиваются с проблемой использования специальных поршней, когда повышается мощность. Поршень можно считать одной из самых сложных моторных деталей из-за множества выполняемых функций и достаточно противоречивых свойств.

Поршень, перемещается в цилиндре, что позволяет совершать механическую работу путём расширения продуктов горения топлива, то есть, сжатых газов.

Из этого можно сделать вывод, что он должен сопротивляться давлению газов, обладать термостойкостью и уплотнять канал цилиндра.

• Поршень должен соответствовать требованиям пары трения, чтобы механические потери и износ стали минимальными.

• Он должен выдерживать реакцию шатуна и механическое воздействие со стороны камеры сгорания.

• Поршень должен минимально нагружать инерционными силами криво-шатунный механизм, совершая с высокой скоростью возвратно-поступательные движения.

Получается, что все проблемы, связанные с этой значимой частью двигателя, разделить можно на две категории:

1. Это механические процессы

2. Тепловые процессы, причём первая намного обширнее второй. Категории имеют достаточно тесную взаимосвязь.

Как известно, топливо сгорает в непоршневом пространстве, и при этом выделяет очень большое количество тепла при каждом цикле работы двигателя. Температура уже сгоревших газов в среднем равна 2000 градусов. Часть энергии перейдёт движущимся частям мотора, а остальная станет нагревать двигатель. Энергия, которая останется в итоге, улетит в трубу вместе с обработанными газами. По законам физики два тела могут передавать друг другу тепло до того момента, пока их температуры полностью не сравняются. Соответственно, если поршень периодически не охлаждать, спустя некоторое время он просто-напросто расплавится. Это очень значимый момент для понимания принципов работы всей поршневой группы.

Особенно это важно тогда, когда мотор форсируется. При увеличении мощности мотора автоматически увеличивается количество генерируемого в камере сгорания тепла за одну временную единицу. Дело в том, что высокие температуры ухудшают характеристики всех материалов. Нагрузка в 100 градусов вызовет упругую деформацию, в 300 градусов - деформирует изделие полностью, а в 450 градусов деформирует её. По этой причине нужно либо применять материалы, которые могут выдержать серьёзные нагрузки от высоких температур, либо принимать меры, предотвращающие рост температуры поршня. Обычно делается и то, и другое. Тем не менее, конструкция поршня должна быть такой, чтобы в необходимых местах было определённое количество металла, который способен противостоять разрушению.

Курс общей физики подтверждает тот факт, что тепловой поток направлен к менее нагретым телам от более нагретых. Таким образом, у нас есть возможность увидеть, как температуры распределяются по поршню во время его работы, и определить значимые конструктивные моменты, которые влияют на его температуру, другими словами, понять, каким образом происходит охлаждение. Мы знаем, что больше всех деталей нагревается рабочее тело, то есть, газы в камере сгорания. Совершенно ясно, что в конце концов тепло окажется передано воздуху, который окружает автомобиль – самому холодному, но при определённых обстоятельствах бесконечно теплоёмкому. Омывая корпус двигателя и радиатор, воздух студит блок цилиндров, охлаждающую жидкость и корпус головки. (1,3) Нам остаётся только найти мостик, по которому поршень отдаёт своё тепло в антифриз и блок. Для этого существую четыре пути. По своему вкладу они абсолютно разные, однако нужно упомянуть о каждом из них, так как они имеют меньшее или большее значение в зависимости от конструкции двигателя.

Первый путь

Это поршневые кольца, он обеспечивает наибольший поток. Так как первое кольцо расположено ближе к днищу, именно оно играет главную роль. Эта самый короткий путь к охлаждающей жидкости через стенку цилиндра. Одновременно кольца прижаты к стенкам цилиндра и к поршневым канавкам. Они обеспечивают более половины всего теплового потока.

Второй путь

Не так очевиден, однако недооценить его трудно. Второй жидкостью для охлаждения двигателя является масло. Несмотря на свою слабую циркуляцию и относительно небольшой объём, масляный туман имеет доступ к самым нагретым частям мотора. Он от самых горячих точек уносит с собой значительную часть тепла, и отдаёт его в поддон картера. При применении масляных форсунок, которые направляют струю на внутреннюю поверхность днища поршня, в теплообмене доля масла нередко достигает 30 – 40 процентов. Разумеется, что если мы нагружаем масло больше степени функции теплоносителя, его необходимо будет остудить. Перегретое масло не только потеряет свои свойства, но так же ещё может привести к неисправности подшипников. И чем выше будет температура масло, тем меньше оно сможет перенести через себя тепла.

Третий путь 

Не связан с охлаждающей жидкостью или маслом. Часть тепла забирает поступившая в цилиндр после такта впуска свежая топливовоздушная смесь. Количество тепла, которое заберёт эта смесь, зависит от степени открытия дросселя и режима работы. Следует отметить, что тепло, которое образуется при сгорании, также пропорционально заряду. Можно сказать, что данный путь охлаждения отличается скоротечностью, обладает импульсным характером, высокоэффективен, пропорционален последующему нагреванию, благодаря тому факту, что тепло отбирается с той же стороны, с которой нагревается поршень.

Также следует рассказать про стандартный приём, который применяется при настройке моторов спортивного типа. Дело в том, что теплоёмкость смеси в значительной степени определяется её составом. Нередко для нормализации работы мотора нужно совсем немного, на 5 – 10 градусов, снизить внутреннюю температуру. Достигается это при помощи лёгкого забогащения смеси. Причём, данный факт никаким образом не влияет на процесс горения, а температура понижается. Порог детонации отодвигается, калильное зажигание исчезает. В данном случае будет лучше немного богаче, чем немного беднее. Моторы, которые работают на метаноле намного меньше предъявляют требований к системе охлаждения из-за теплоты преобразования, которая в 3 раза больше, чем у бензина.

Следует уделить пристальное внимание процессу передачи тепла по поршневым кольцам по причине его большей значимости. Совершенно ясно, что если перекрыть этот путь по каким либо причинам, длительных форсированных режимов двигатель уже не выдержит. Температура станет очень высокой, поршень начнёт плавиться, а двигатель разрушится. Теперь давайте вспомним о такой характеристики, как процессия, которая, казалось бы, никак не влияет на теплообмен. Если человек сталкивался с подержанным автомобилем, он должен чётко представлять себе, что это такое. Это очень значимый параметр, о котором желает знать любой автовладелец, который заботится о состоянии двигателя своего автомобиля. Компрессия косвенно указывает на степень плотности поршневой группы. Это очень важный параметр, если рассматривать его с точки зрения теплопередачи.

Давайте представим ситуацию, что кольцо к стенке цилиндра не прилегает по всей своей длине. В этом случае сгоревшие газы создадут барьер, который будет мешать передаче тепла через кольцо в стенку цилиндра, начиная от поршня, когда будут прорываться в щель. Это равносильно тому, что вы закроете часть радиатора автомобиля, чтобы у него не было возможности охладиться воздухом.

Если у кольца нет тесного контакта с канавкой, мы будем наблюдать ещё более страшную картину. В тех местах, где у газов есть возможность протекать через канавку мимо кольца, участок поршня просто лишается возможности охлаждаться, попадая в своеобразный тепловой мешок. В результате получаем прогар части огневого пояса, которая прилегает к месту утечки. Именно по этой причине так много внимания уделяется износу канавки и геометрии цилиндра кольца. И главная причина вовсе не ухудшение энергетики. Ведь небольшое количество газов, которые прорываются в картер, не несёт в себе достаточной энергии, чтобы оказать влияние на потерю давления в такте рабочего хода и, соответственно, на потерю двигателем момента. Тем более, если речь идёт о высокооборотном моторе. Намного больше вреда двигателю наносит небольшая плотность в смысле потери надёжности и жёсткости и локальных тепловых перегрузок. Именно по этой причине очень быстро ломаются восстановленные методом перегильзовки блока или замены колец поршни, которые уже вышли из строя. Именно поэтому в первую очередь у спортивных моторов разрушается  цилиндр, который имеет меньшую компрессию.

(1,2)Компрессионные поршневые кольца имеют наружный диаметр немного больше диаметра цилиндра. Чтобы деталь могла поместиться внутри, в ней делается вырез, называемый замком. Поверхность компрессионного кольца изготавливается ровной, без каких-либо выемок. Маслосъемные кольца, в отличие от них, имеют сквозные прорези, предназначенные для отвода масла. Количество колец, устанавливаемых на один поршень, может варьироваться. На заре автомобильной эры, когда двигатели были тихоходными, чтобы как можно лучше справиться с потерями компрессии, их количество доходило до семи. В современных двигателях для каждого поршня, как правило, применяется три: два компрессионных и одно маслосъемное. У спортивных автомобилей с высокооборотистыми форсированными моторами инженеры довольно часто ограничиваются и вовсе двумя. При изготовлении колец применяются различные материалы, такие, как чугун, нержавеющая сталь, хром и молибден. Чугун сочетает в себе невысокую стоимость и достаточно высокие эксплуатационные характеристики, чем вызвано его широкое распространение.

В состав нержавеющей стали входит большое количество хрома для увеличения жаростойкости и сопротивляемости износу. Благодаря этому кольца из «нержавейки», как и хромированные, лучше сопротивляются высоким температурам, нежели чугунные. Поскольку первое компрессионное кольцо работает в условиях недостатка смазки, необходимо учитывать и этот фактор при выборе материала для него. Как нельзя лучше для покрытия подходит все тот же хром. Хромированные изделия намного лучше сопротивляются истиранию.

Молибден применяется в качестве покрытия рабочей части колец с целью увеличения их ресурса. Помимо этого, молибденовые поршневые кольца быстрее прирабатываются к стенкам цилиндров, что особенно важно в случае их замены при проведении капитального ремонта двигателя. Не следует думать, что для всех колец из комплекта применяется один и тот же металл. На применяемый материал основное влияние оказывает расположение поршневых колец на поршне. Поскольку все поршневые кольца работают в разных условиях, то и требования, предъявляемые к сплавам, из которых они изготовлены, различны.

Первое компрессионное кольцо

В наиболее тяжелых условиях находятся первые компрессионные кольца, поэтому к ним предъявляются наиболее высокие требования по жаростойкости и сопротивляемости износу. Чаще всего их изготавливают из чугуна с противоизносной вставкой из молибдена.

На первый взгляд все компрессионные кольца выглядят одинаково, однако их конфигурация может существенно различаться. Например, верхнее может быть немного перекручено. В результате с поверхностью цилиндра контактирует только его кромка, а не вся поверхность. Благодаря этому, уменьшаются потери на трение, и сокращается время приработки.

Другой тип – компрессионные кольца с L-образным участком. Их отличительная особенность – способность менять степень уплотнения в зависимости от давления, оказываемого рабочими газами на тыльную часть большого L-образного выступа. Под давлением они расширяются, улучшая компрессию (во время такта сжатия), когда давление уменьшается, диаметр наоборот, уменьшается, при этом уменьшается трение и износ деталей. Какие из колец лучше, каждый решает сам, поскольку у всех имеются свои преимущества. Второе компрессионное кольцо.

Условия его работы менее напряженные, поэтому требования, предъявляемые к материалу, из которого оно изготовлено, менее жесткие. Второе компрессионное кольцо выполняет двойную задачу:

1. обеспечивает дополнительное уплотнение, задерживая газы, прорвавшиеся через первое;

2. работает наподобие скребка, препятствуя попаданию моторного масла в камеру сгорания.

Нередко вторые компрессионные кольца имеют форму усеченного конуса, т.е. диаметр верхней части меньше, чем диаметр нижней. Благодаря такой конструкции, при движении поршня вниз со стенок цилиндра удаляется масло.

Оба компрессионных кольца имеют только одно правильное положение для установки, переворачивать их ни в коем случае нельзя, иначе они будут неправильно работать. Для предотвращения ошибок при монтаже на их верхней стороне ставится маркировка, например, «Т» или «TOP».

Маслосъемные кольца. Они устанавливаются под компрессионными. В отличие отпоследних, их поверхность не сплошная, она имеет окошки, предназначенные для отвода моторного масла. В современных двигателях маслосъемные кольца устанавливаются по одному на каждый поршень

раньше они устанавливались по несколько, особенно в двигателях, предназначенных для стационарного использования.

Рис.7

Шатун(Рис.7) передает усилие от поршня к коленчатому валу, для этого он имеет шарнирное соединение и с поршнем и с коленчатым валом.Конструктивно шатун состоит из верхней головки, стержня и нижней головки. В некоторых двигателях используются Н- образные шатуны. Соединение шатуна и коленчатого вала разделяют шатунные вкладыши(Рис.8)

Рис.8

Рис.9

Коленчатый вал(Рис.9) воспринимает усилия от шатуна и преобразует их в крутящий момент. Коленчатый вал состоит из коренных и шатунных шеек, соединенных щеками. Щеки выполняют функцию уравновешивания всего механизма. Коренные и шатунные шейки вращаются в подшипниках скольжения, выполненных в виде разъемных тонкостенных вкладышей. Внутри шеек и щек коленчатого вала просверлены отверстия для прохода масла, которое к каждой их шеек подается под давлением.

Рис.10