Глава 38. Организация, технологическое и нормативное обеспечение технического обслуживания и ремонта двигателей внутреннего сгорания

38.1. Классификация, показатели и условия двигателей внутреннего сгорания (двс) классификация двс

В современных транспортных средствах преимущественно используются поршневые двигатели внутреннего сгорания (ПДВС). ДВС представляют собой тепловую машину, в которой в результате сжигания топлива получают механическую работу для использования в автомобиле.

По типу применяемого топлива, способу организации рабочего процесса и методу регулирования мощности ПДВС делят на две большие группы:

Первая группа включает бензиновые и газовые двигатели с воспламенением рабочей смеси от искры (с искровым зажиганием) и количественным регулирование мощности путем изменения положения дроссельной заслонки. В зависимости от используемого устройства для подготовки топливно-воздушной смеси бензиновые двигатели делят на карбюраторные и с впрыскиванием топлива с помощью форсунки (инжекторные). Последние делят на две группы: с центральным и распределенным впрыскиванием топлива. При центральном впрыскивании во впускном трубопроводе двигателя установлена одна форсунка, которая непрерывно подаёт топливо в цилиндры. Распределенный впрыск предполагает наличие форсунки на каждый цилиндр, которая подает топливо в определенном месте (на впускной клапан или непосредственно в цилиндр) и в определенный момент времени рабочего цикла ДВС.

Во второй группе представлены дизели, использующие более тяжелое топливо, которое воспламеняется от сжатия, а мощность регулируется путем изменения количества подаваемого в цилиндр топлива.

Показатели двс

Работа, производимая двигателем в единицу времени оценивается мощностью N_e(кВт или л.с., 1кВт = 1.36 л.с.), которая определяется как:

где ­– крутящий момент, развиваемый двигателем (Н*м);

–частота вращения коленчатого вала (;

–среднее эффективное давление (МПа);

–рабочий объем двигателя (л), ;

I­– количество цилиндров двигателя;

–рабочий объем двигателя (л).

где – диаметр цилиндра (мм),– ход поршня (мм);

–тактность рабочего процесса – количество рабочих ходов поршня для осуществления рабочего цикла двигателя (4 или 2).

Среднее эффективное давление определяет работу, получаемую с единицы рабочего объема () двигателя. По нему определяется степень форсированности рабочего процесса двигателя.

В зависимости от потребностей и технико-экономических возможностей мощность двигателя можно увеличить интенсивно – путем повышения частоты вращения коленчатого вала (), среднего эффективного давления (и уменьшения тактности (или экстенсивно – увеличением рабочего объема (и количества цилиндров двигателя (I).

Степень форсированности ДВС оценивается литровой мощностью (кВт/л):

Необходимость существенного увеличения мощности при ограниченных размерах цилиндра ДВС предопределяет рост количества цилиндров двигателя. Ограничения по длине и по высоте вызывают в ряде случаев переход от линейной компоновки ДВС к V-образной. При этом удельная масса ДВС также снижается.

Экономичность работы ДВС оценивается эффективным удельным расходом топлива , определяющим какое количество топлива необходимо для получения единицы эффективной работы,, г/(кВт. ч), где– часовой расход топлива, кг/ч. Экономичность ДВС также можно описать эффективным КПД,, где– низшая теплотворная способность топлива, МДж/кг.для бензина составляет 44, а для дизельного топлива – 42,5 МДж/кг.

Соотношение топлива и воздуха в цилиндре ДВС оценивают коэффициентом избытка воздуха a. Он представляет отношение количества воздуха содержащегося в топливовоздушной смеси, к его необходимому количеству для полного сгорания топлива содержащегося в смеси. В зависимости от режима работыaизменяется в пределах: для бензиновых двигателей 0,7 – 1,2, для дизелей 1,2 – 5,0.

В сфере эксплуатации осуществляется периодический контроль технических показателей ДВС. При приобретении и осуществлении ремонта ДВС их показатели проверяются на соответствие паспортным данным. В табл. 1 приведены паспортные данные ряда современных ДВС. Проверка параметров ДВС проводится на специальном стенде, схема которого представлена на рис .1.

Рис. 1. Схема стенда для испытания ДВС

1 – фундамент, 2 – подмоторная плита, 3 – электротормоз, 4 – динамометр, 5 – машинный преобразователь тока (умформер), 6 – газопровод, 7 – испытываемый двигатель, 8 – глушитель, 9 – ресивер, 10 – выпускная труба, 11 – ресивер, 12 – объемный расходомер, 13 – теплообменник, 14 – датчик температуры воздуха с указателем, 15 – дистанционный счетчик с указателем, 16 – датчик температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя с указателем, 17 – датчик температуры масла с указателем, 18 – топливный резервуар, 19 – расходомер топлива, 20 – датчик температуры отработавших газов с указателем, 21 – указатель крутящего момента, 22 – устройство для измерения частоты вращения коленчатого вала с пультовым указателем, 23 – перекрытие здания.

Таблица 1.

Марка двигателя

Тип

i

Л/V

D, мм

S, мм

IVh, л

e

nном,

Neном, кВТ

Nл, кВт/л

Mkmax, Н*м

ne,

peном, МПа

peм, МПа

Volkswagen

1,8I90

Б

4

Л

81

864

1781

9

5500

66

367

0

0

081

0

Продолжение таблицы 1.

Ford Granada, Sierra	EFI	Б	4	Л	86	86	1998	103	5500	88	44	171	2500	096	1 08
Ford Granada, Sierra	V6	Б	6	V	93	72	2935	97	5750	143	487	275	4500	1 02	1 18
Audi	V8	Б	8	V	81	864	356	106	5600	184	517	340	4000	1 11	1 2
Audi	Turbo	Б	5	Л	81	864	223	93	5700	151	677	310	1950	1 42	1 75
Toyota	1G-GTE	Б	6	Л	75	75	1988	85	6200	136	684	240	3200	1 32	1 52
Volvo	B230ET	Б	4	Л	96	80	2316	9	5800	134	579	260	3400	1 2	1 41
Chrysler	3.8LV6	Б	6	V	96	868	377	9	4400	112	297	277	3200	0 81	0 92
BMW	525d	Д	6	Л	80	81	2497	22	4600	63	263	152	2500	0 67	0 78
Daimler-Benz	OM603	Д	6	Л	87	84	2443	22	4600	80	267	185	2800	07	078
ВАЗ 1111	1111	Б	2	Л	76	71	0644	99	5600	22	34152	375	3400	0934	073
ВАЗ 21011	21011	Б	4	Л	79	66	1294	85	5600	507	3918	942	3400	0835	084

Продолжение таблицы 1.

ВАЗ 2108	2108	Б	4	Л	76	71	1288	99	5600	466	3617	795	3400	0934	078
ВАЗ 21083	21083	Б	4	Л	82	71	1500	99	5600	53	35338	904	3400	0866	076
УМЗ 451	451	Б	4	Л	92	92	2446	67	4000	528	21583	167	2000	1	065
ГАЗ 5204	5204	Б	6	Л	82	110	3485	67	2600	55	1578	206	1400	1 341	073
ЗИЛ 130	130	Б	8	V	100	95	5969	65	3200	110	18428	402	1800	095	069
ЯМЗ-238	238	Д	8	V	130	140	1487	165	2100	1765	11873	883	1300	1 077	068
КамАЗ-740	740	Д	8	V	120	120	1086	17	2600	155	14276	636	1400	1	066
ЗиЛ 645	645	Д	8	V	110	115	8743	185	2800	136	15559	520	1400	1 045	067