- •Передмова
- •1. Загальні відомості про автомобільні транспортні засоби
- •1.1. Класифікація рухомого складу автомобільного транспорту
- •1.2. Технічна характеристика автомобілів
- •1.3. Загальна будова автомобіля
- •1.4. Етапи проектування автомобіля
- •2. Основи розвитку інженерної діяльності
- •2.1. Початок конструювання і автомобілебудування
- •3.2. Початок розвитку автомобілебудування
- •3. Теоретичні основи технічної експлуатації автомобілів
- •3.1. Загальні положення
- •3.2. Основні тенденції розвитку конструкцій автомобілів
- •Питання для самоконтролю
- •4. Основи конструкції автомобільних двигунів
- •4.2. Загальна будова та геометричні розміри поршневого двз
- •4.3. Робочі цикли автомобільних двз
- •Контрольні питання
- •4.4. Кривошипно-шатунний механізм
- •4.4.1. Сили і моменти, що діють у кривошипно-шатунному механізмі двз
- •4.4.2. Схеми компонування кривошипно-шатунних механізмів
- •4.4.3. Основи конструкції нерухомих частин кривошипно-шатунних механізмів
- •Контрольні питання
- •4.5.2. Класифікація механізмів газорозподілу
- •4.6. Система мащення
- •4.6.1. Призначення та основи конструкції системи мащення
- •4.6.2. Насоси системи мащення
- •4.6.3. Фільтри системи мащення
- •4.6.4. Система вентиляції картера
- •Контрольні питання
- •4.7.2. Призначення та класифікація систем охолодження
- •4.7.3. Основи конструкції системи рідинного охолодження
- •4.7.4. Автоматичне регулювання теплового режиму двигуна з рідинним охолодженням
- •4.7.5. Основи конструкції повітряної системи охолодження
- •Контрольні питання
- •4.8. Система живлення двигунів паливом
- •4.8.1. Характеристики якісного складу пальної суміші
- •4.8.2. Система живлення карбюраторних двигунів
- •4.8.3. Система живлення дизелів
- •4.8.5. Системи живлення двигунів із впорскуванням бензину
- •4.8.6. Класифікація систем живлення з впорскуванням бензину
- •4.8.7. Основи конструкції та принцип дії механічної системи живлення з безперервним впорскуванням бензину
- •4.8.8 Система розподіленого впорскування бензину типу „l-Jetronic"
- •4.8.9. Системи живлення автомобільних двигунів газом
- •4.8.10. Основи конструкції приладів для подачі повітря у двигун
- •4.8.11. Турбокомпресорна подача повітря - наддування
- •Контрольні питання
- •4.9.1. Принцип дії контактної системи запалювання
- •4.9.2. Електронні системи запалювання
- •4.9.3. Цифрові та мікропроцесорні системи запалювання
- •4.9.4 Вихідні характеристики роботи автомобільних двигунів
- •Контрольні питання
- •5. Трансмісія
- •5.1. Механічні ступінчасті коробки передач
- •5.1.1. Двовальні коробки передач
- •5.1.2. Тривальні коробки передач
- •5.1.3. Механізм керування ступінчастими коробками передач
- •5.1.4. Додаткові коробки передач
- •5.2. Зчеплення
- •5.2.1. Фрикційні зчеплення
Контрольні питання
1. Перерахуйте рухомі і нерухомі деталі кривошипно-шатунного механізму.
2. Чим відрізняються блоки циліндрів двигунів з повітряним охолодженням від блоків циліндрів з водяним охолодженням?
4.5. МЕХАНІЗМИ ГАЗОРОЗПОДІЛУ
4.5.1. Призначення та загальна будова механізму газорозподілу
Механізм газорозподілу призначений для впуску в циліндри пальної суміші (повітря) і для випуску з них відпрацьованих газів, відповідно до робочого циклу в циліндрах двигуна. Більшість сучасних автомобільних двигунів обладнані клапанними механізмами газорозподілу. Основними елементами такого механізму є клапани, які забезпечують герметичне закриття каналів, що підводять до циліндрів двигуна пальну суміш (повітря) і відводять від них відпрацьовані гази.
Своєчасне відкриття і закриття клапанів відповідно до робочого циклу двигуна забезпечує привід клапанів. Основними елементами цього приводу є розподільний вал (вали) з кулачками, штовхачі, а також проміжні деталі, що передають рух штовхачів до клапанів. До таких деталей належать штанги штовхачів, коромисла (двоплечі важелі) чи одноопорні важелі-рокери (від англ. rocker). Крім того, у приводі клапанів є пристрої для регулювання зазору. При цьому треба мати на увазі, що в сучасних двигунах деякі з вказаних проміжних деталей часто відсутні.
Розподільний вал (вали) в свою чергу має привід від колінчастого вала. Такий привід може складатись із зубчастих коліс, зі сталевого багатоланкового ланцюга або з еластичного зубчастого паса.
4.5.2. Класифікація механізмів газорозподілу
Залежно від місця розташування клапанів розрізняють механізми з клапанами, розташованими у блоці циліндрів (нижньоклапанні схеми), і механізми з клапанами в головках циліндрів (верхньоклапанні схеми). Механізми з верхнім розташуванням клапанів сьогодні практично цілком витіснили механізми інших типів, оскільки через менший опір потоку вони забезпечують кращий газообмін у циліндрах і, крім того, дають можливість створити найбільш компактні камери згоряння.
Механізми з верхнім розташуванням клапанів виконують у двох конструктивних варіантах: з розміщенням розподільного вала в блоці циліндрів і з розподільним валом (валами) у головці (головках) блока циліндрів.
4.6. Система мащення
4.6.1. Призначення та основи конструкції системи мащення
Взаємне переміщення рухомих частин будь-якого механізму супроводжується тертям. Це викликає витрати енергії на нагрівання і взаємне зношення поверхонь деталей, щеп призводить до збільшення зазорів у рухомих з'єднаннях і навіть до поломок і виходу з ладу всього вузла.
Величина сили тертя між деталями залежить від матеріалу робочих поверхонь, від їх форми і гладкості і, нарешті, від наявності та фізичних властивостей мастила між ними. Умовно розрізняють три види тертя між деталями машин: рідинне, сухе та напівсухе, або граничне. На робочих поверхнях механічно оброблених і навіть ретельно відшліфованих деталей залишаються певні нерівності.
Сухе тертя характеризується тим, що виступи цих нерівностей безпосередньо дотикаються і між ними виникає молекулярний контакт. Підчас взаємного переміщення поверхонь частина виступів руйнується, деталі вала тиск в рідинному клині зростає, і під дією цього тиску вал нагріваються і через досить короткий час робочі поверхні повністю втрачають свою відносну рухомість - зварюються.
Рідинне тертя характерне тим, що робочі поверхні деталей роз'єднані між собою достатньо товстим шаром мастила певної в'язкості (рис. 4.7).
В
Рис.
4.7.
Схема
виникнення рідинного клина під час
роботи підшипника ковзання
В автомобільних двигунах рідинне тертя характерне для переважної кількості підшипників ковзання. Розглянемо роботу такого підшипника більш детально, користуючись основними положеннями гідродинамічної теорії мащення.
Між валом і нерухомою частиною підшипника - втулкою (рис. 4.8) є деякий зазор (на рисунку він умовно збільшений). Якщо вал не обертається – п = 0, то під дією радіальної сили він видавлює мастило, спирається на втулку, і між їх поверхнями виникає безпосередній металевий контакт.
Коли вал починає обертатись, мастило переноситься виступами йогоповерхні з широкої частини серповидного зазора до вузької, і тиск мастила в цій зоні підвищується. Створюється так званий рідинний клин, міцність якого тим вища, чим більша швидкість обертання і в'язкість мастила.
Зі збільшенням швидкості обертання спливає над поверхнею втулки. Отже, шар мастила, що відокремлює вал від втулки, стає носієм. Із збільшенням частоти обертання вал займає таке положення, коли його вісь наближається до центра підшипника, а зазор стає однаковим по всьому периметру вала.
О
Рис. 4.8.
Схема про-цесу
рідинного
тертя
Крім забезпечення рідинного тертя, важливим призначенням мастила є видалення продуктів зношення деталей із зони контакту, а також часткове охолодження робочих поверхонь.
Основними вимогами до системи мащення двигуна є забезпечення рідинного тертя між деталями, постійна циркуляція мастила через зони контакту робочих поверхонь, фільтрація мастила і, за необхідності, її охолодження. Крім цього, мастило частково ущільнює з'єднання між деталями (наприклад, між поршневими кільцями і дзеркалом циліндра), а також захищає їх від корозії.
Система мащення забезпечує підведення мастила до поверхонь тертя у такі способи: під тиском з безперервною подачею, під тиском з періодичною (пульсуючою) подачею, розбризкуванням, в мастильній ванні.
В системі мащення сучасних двигунів використовують всі перелічені способи мащення, тому її називають комбінованою.
Схема типової комбінованої системи мащення автомобільного двигуна наведена на рис. 4.9.
Вона складається з резервуара (піддона картера) для мастила із заливною горловиною 17 і стержнем 16 для контролю її рівня. Тиск мастила в системі забезпечує шестеренний насос 7 з редукційним клапаном 8. Пройшовши через насос, мастило подається у повнопотоковий фільтр 10 з перепускним клапаном 9 і після очищення потрапляє в головну магістраль 12.
З головної магістралі мастило під тиском через канали у блоці циліндрів надходить до корінних підшипників 13 колінчастого вала, а також через внутрішні канали між шийками вала подається до шатунних підшипників.
У шатунах деяких сучасних двигунів зроблені канали, через які мастило під тиском надходить для мащення поршневих пальців. Після мащення підшипників колінчастого вала частина мастила через зазор між вкладишами і шийками витискається в порожнину картера і у вигляді туману потрапляє на стінки циліндрів, на кулачки розподільного вала (якщо він розміщений у блоці циліндрів), на штовхачі тощо.
Рис.
4.9.
Схема
системи мащення двигуна:
1
- паралельний
фільтр; 2
- термометр;
3
- радіатор;
4
- запобіжний
клапан; 5
- кран;
6
– мастило
приймач; 7
- насос;
8
– редукцій-ний
клапан; 9
- перепускний
клапан; 10-
повнопоточний
фільтр; 11
- манометр;
12
- головна
магістраль; 13
- корінний
підшипник; 14
- підшипник
розподільного
вала; 15-вісь
коромисел; 16-мастиломірний стержень;
17
- заливна
горловина
В деяких двигунах сучасних вантажних автомобілів мащення робочої поверхні циліндрів і поршневих пальців відбувається за допомогою спеціальних форсунок (рис. 4.10), в які мастило подається з головної магістралі.
Деталі механізму газорозподілузмащують мастилом, що надходить під тиском з головної магістралі через канали в блоці циліндрів до опорних підшипників 14 розподільного вала. В одній з опорних шийок цього вала є канал, через який мастило пульсуючим потоком потрапляє до порожнистої осі коромисел 15, а далі через відповідні отвори і канали в кожному коромислі (на рис. не показані) підводиться до наконечників штанг штовхачів. Стікаючи по штангах, мастило потрапляє на штовхачі і через бокові отвори в них - на кулачки розподільного вала.
В
Рис
4.10. Схема мащен-ня та часткового
охолод-ження поршня за допо-могою
мастила, що пода-ється через форсунку
В сучасних двигунах, де кулачки розподільних валів діють безпосередньо на штовхачі клапанів, мастило заповнює весь об'єм порожнини, створеної герметичною кришкою і головкою (головками) блока циліндрів. Тобто всі деталі приводу клапанів у цих двигунів працюють в мастильній ванні.
Для запобігання надлишковому підвищенню температури мастила під час тривалої роботи двигуна на максимальних навантажувальних режимах використовують радіатор 3 (див. рис. 4.9), трубопровід до якого обладнаний ручним краном 5 і запобіжним клапаном 4. Після охолодження в радіаторі мастило зливається в картер. Охолодження радіатора відбувається переважно за допомогою рідини системи охолодження двигуна або зустрічним потоком повітря. Тиск мастила в системі і її температуру контролюють за допомогою датчиків (в основному електричних), розташованих у відповідних місцях головної магістралі, зв'язаних з манометром 11 і термометром 2, що розміщені на панелі приладів водія.