Побудова зовнішньої швидкісної характеристики автомобільного двигуна.
Зовнішньої швидкісний характеристикою називається залежність від кутової швидкості обертання колінчастого валу двигуна ефективної потужності, ефективного моменту, часовий і питомої ефективної витрати палива.
Зовнішня характеристика визначається при повністю відкритій дросельної заслінки в карбюраторі або при повній подачі палива з дизелі. Характеоистики, які знімаються на прикритому дроселі, назизаються частковими. Потужність двигуна, яка необхідна для рівномірного руху повністю навантаженого АТЗ, визначається з умови його рівномірного руху з максимальною швидкістю на рівній горизонтальній ділянці асфальтобетонного шосе. При цьому його потужність витрачається на потужність опору катання NК і потужність опору повітряного середовища NВ.
Потужність опору катання визначається формулою:
fv
- Коефіцієнт опору
катання, який
відповідає максимальній
швидкості руху,
визначається
за емпіричної
залежності:
По данным расчетов строится график внешней скоростной характеристики, т е. зависимости Nе и Мe от ωв.
Nе
Ме
в.
Тип кузова Хэтчбек
Количество мест |
5 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
5 400 1010 475 2492 1400 1370 2108 13 Передние Реечное Макферсон Продольн. Рыч. 5 3,636 1,95 1,357 0,941 0,784
3,5 Дисковые Барабанные Тросовый Тросовый 170 12,5 5,2 34 38 5 43
|
Устройство автомобиля ВАЗ-2109.
1. Передний бампер;
2. Блок-фара;
3. Аккумуляторная батарея;
4. Радиатор системы охлаждения;
5. Заборник холодного воздуха;
6. Двигатель;
7. Бачок для жидкости смывателя стекол;
8. Воздушный фильтр;
9. Внутреннее зеркало заднего вида;
10. Противосолнечньый козырек;
11. Плафон освещения салона;
12. Упор двери задка;
13. Очиститель заднего стекла;
14. Складная полка;
15. Запасное колесо;
16. Задний фонарь;
17. Задний бампер;
18. Основной глушитель;
19. Амортизатор задней подвески;
20. Задний тормоз;
21. Балка задней подвески;
22. Топливньый бак;
23. Дополнительньый глушитель;
24. Наружное зеркало заднего вида;
25. Боковой указатель поворота;
26. Рулевой механизм;
27. Передний тормоз;
28. Телескопическая стойка передней подвески.
Габаритньые размерьы
Двигун
Двигун внутрішнього згорання складається з механізмів і систем, що виконують різні функции. Робочим циклом двигуна внутрішнього згорання називають сукупність процесів, які в певній послідовності періодично повторюються в циліндрі, в результаті чого двигун безперервно працює. До цих процесів належать наступні: впускання-наповнення циліндра свіжим зарядом горючої суміші або повітря; стиснення газів; розширення газів або робочий хід; випуск відпрацьованих газів. Розглянемо пристрій і принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння на прикладі автомобіля ВАЗ 2109:
Двигун (поздовжній розріз). 1.Коленчатий вал; 2. Кришка першою корінного підшипника; 3. Шків приводу розподільного валу; 4. Шків приводу генератора; 5. Передній сальник колінчастого валу: 6. Масляний насос;
7.Шатун; 8. Передня захисна кришка зубчастого ременя; 9. Поршень; 10.Впускний клапан; 11. Випускний клапан; 12. Ремінь приводу розподільного валу; 13. Шків розподільного валу; 14. Задня захисно кришка зубчастого ременя: 15. Сальник розподільного валу; 16. Передній корпус підшипників розподільного валу: 17. Розподільний вал; 18.Сітка масловіддільник системи вентиляції картера; 19. Кришка головки циліндрів; 20. Кришка масловддільник; 21. Задній корпус підшипників розподільного валу; 22.Ексцентрик приводу паливного насоса; 23. Датчик-оозподільник запалювання; 24. Корпус допоміжних агрегатів; 25.Відвідний патрубок сорочки охолодження 26. Свічка запалювання; 27. Головка циліндрів; 28. Блок циліндра; 29. Держатель із заднім сальником колінчастого валу; 30. Маховик; 31. Кронштейн з опорою передньої підвіски двигуне; 32. Силовий агрегат.
(двітун з коробкою передач і зчепленням): 33.Кронштейн з опорою лівої підвіски двыгуна; 34. Крої іштсйі і з опорою задньої підвіски двигуна;
35. Опора передньої підвіски двигуна; 36. Кронштейн передньої підвіски двигуна; 37. Масляний картер; 38. Покажчик рівня масла; 39. Пробка отвора для зливу масла з картера; 40.Кронштейн лівої підвіски двигуна; 41. Опора лівої підвіски двигуна; 42. Кронштейн задньої підвіски двигуна; 43. Опора задньої підвіски двигуна.
На автомобілях встановлені чотирициліндрові чотиритактні карбюраторні двигуни різного об,ему циліндрів, з рядним розташуванням циліндрів і з розподільчим валом, розмішених на головці циліндрів. Двигун спеціально спроектований для поперечного розташування на переднепривод-ном автомобілі. Тому його компонування і основні розміри вибрані такими, щоб він разом з коробкою передач міг розміститись поперек між бризговики передніх коліс.
Три уніфікованих двигуна робочим об'ємом 1100, 1300 і 1500 смЗ утвооюються поєднанням трьох розрізняються по висоті і діаметру циліндрів блоків, двох головок циліндрів з різними по діаметру впускнилли каналами, а також двох поршнів, що відрізняються за діаметром (76 і 82),і двох колінчатих валів з радіусами кривошипів, відповідних ходів поршня 60,і 71 мм.У зборі з коробкою передач і зчепленням двигун утворює єдиний жорсткий вузол - силовий агрегат. Він встановлений на автомобілі на трьох еластичних опорах. Вони сприймають як масу силового агрегату, так і навантаження, ідо виникають при початку руху автоллобіля з ллісця, розгоні і гальмуванні. Еластичні опори поглинаю "вібрації працюючого двигуна і не передають їх на кузов, завдяки чому зменшується шум у салоні автомобіля. З іншого боку, еластичні опори захищають силовий агрегат від різких ударів під час руху, автомобіля по нерівностях дороги.
На автомобілі прийнята трехточечная схема кріплення силового агрегату, що складається з передньої, задньої та лівої опор. Передня і ліва опори мають однакову будову і складаються з зовнішньої сталевий обойми і внутрішньої алюмінієвої втулки, лліж якими знаходиться прівулканізірованная до них гума.
Блок циліндрів: Всі циліндри двигуна об'єднані разом з верхньою частиною картера в один загальний вузол - блок циліндрів, відлитий із спеціального високоміцного чавуну. При такій компонуванні забезпечується міцність конструкції, жорсткість, компактність і зменшується маса двигуна. Протоки для охолоджую-щей рідини зроблені по всій висоті блоку циліндрів, що поліпшує охолодження поршнів і поршневих кілець і зменшує деформації блоку циліндрів від нерівномірного нагрівання.
Знизу блок циліндрів закривається сталевим штампованим картером 37.Картер ллає перегородку для заспокоєння олії. Тим олійними картером і блоком циліндрів встановлена прокладка з пробксрезіновой суміші.
До заднього торця блоку циліндрів кріпиться картер зчеплення. Точне місце картера щодо блоку циліндрів і співвісність колінчастого валу і пеовинного вала коробки передач забезпечується двома центруючі втулками, запресованилли до блоку циліндрів. Головка циліндрів 27 загальна для чотирьох циліндрів, відлита з алюмінієвого сплаву, має камери згоряння клиноподібної форми. У головку запресовані направляючі втулки клапанів і сідла, виготовлені з чазуну. Сідла, попередньо охолоджені в рідкому азоті, вставлені у гнізда нагрітої головки циліндрів. Завдяки цьому забезпечується надійна і міцна посадка сідел в головці.
У верхній частині головки циліндрів розташовано пять опор під шийки розподільного валу 17. Опори виконані роз'ємними. Верхня половина знаходиться у корпусах підшипників 16 і 21 (передньому і задньому), а нижня - в головці циліндрів. Інсталяційні втул<и корпусів підшипників розподільного валу розмішені у шпильок кріплення корпусів. Отвори в опорах обробляються в зборі з корпусами підшипників, тому вони невзаємозамінні, і головку циліндрів можна замінювати тільки в збори з корпусами підшипників.
Двигун (поперечний розріз). 1 .Пріеллнік лласляного насоса; 2. Масляний картер: 3. Масляний фільтр; 4. Блок циліндрів; 5. Випускний колектор;
6. Впускний трубопровід; 7. Труб, що підводять насоса охолоджуючої рідини; 8. Теплоізолюючий екран карбюратора; 9. Термостат; 10. Паливний насос;
11. Кришка маслозаливної горловини; 12. Кришка головки цнліндрів;
13. Передній корпус підшипників розподільного волу; 14. Розподільний вол; 15. Головка ииліндрів; 16. Свічка запалювання; 17. Прокладка головки циліндрів; 18. Поршень; 19. Поршневий палець; 20. Шатун; 21 .Вкладиш шатунного підшипника колінчастого валу; 22. Кришка шатуна; 23. Колінчастий вал; 24. Маслоотражательних ковпачок; 25. Штовхач; 26. Сухарь клапана;
27. Тарілка пружин; 28. Регулювальна шайба;
29. Внутрішня пружина клапана; 30. Зовнішня пружина клапана; 31. Опорна шайба пружин; 32.Стопорне кільце; 33. Направляюча втулка клапана; 34. Сідло клапана; 35. Впускний клапан;
36. А. Зазор в механізмі приводу клапанів на холодному двигуні: 0/2 мм для впускних клапанів і 0,35 мм для випускних; 37. В. Діаграма фаз газорозподілу; 38.1, впускання горючої суміші; 39. ІІ.Сжатіе; 40. ІІІ.Робочий хід; 41.ІУ.Випуск.
Фази газорозподілу. За один робочий цикл в циліндрі двигуна відбувається чотири такту - впускання горючої суміші, стиснення, робочий хід і випуск відпрацьованих газів. Ці такти здійснюються за два обороти колінчастого валу, тобтокожен такт відбувається за половину оберту (180 °) колінчастого валу.
Впускний клапан починає відкриватися з випередженням, тобто до підходу поршня до верхньої мертвої точки (ВМТ) на відстань, що відповідає 33 ° повороту колінчастого валу до ВМТ. Це необхідно для того, щоб клапан був повністю відкритим, коли поршень піде вниз, і через повністю відкритий впускний отвір надійшло по можливості більше свіжої горючої суміші.
Впускний клапан закривається з запізненням, тобтопісля проходження поршнями нижньої мертвої точки (НМТ) на відстані, що відповідає 79 'повороту колінчас-ого валу після НМТ.Внаслідок інерційного напору струменя всмоктуваному горючо" суміші вона продовжує надходити в циліндр, коли поршень вже почав рух вгору, і ти/л самим забезпечується краіде наповнення циліндра. Таким чином, впускання практично відбувається за час повороту колінчастого валу на 292'.
Випускний клапан починає відкриватися ще до повного закінчення робочого ходу, до підходу поршня до НМТ на відстань, що відповідає 47 Повороту колінчастого валу до НМТ.У цей лломент тиск в циліндрі ще досить велика, і гази починають інтенсивно закінчуватися з циліндра, в результаті чого їх тиск і температура швидко падають. Це значно зменшує роботу двигуна під час випуску і оберігає двигун від перегріву.
Випуск продовжується і після проходження поршнем ВМТ, тобто коли колінчастий вал повернеться на 17 "після ВМТ. Таким чином, тривалість випуску становить 244'.
З діаграми фаз видно, то існує такий момент (50 'повороту колінчастого оалу блиіько ВМТ). коли відкриті одночасно обидва клапана - впускний і випускний. Такий стан називається пеоекриттям клапанів.З-за малого проміжку часу перекриття клапанів не призводить до проникнення відпрацьованих газів у впускний трубопровід а навпаки, інерція по'оку відпрацьованих газів викликає підсмоктування горючої сулліші в циліндр і тим самим поліпшує його наповнення.
Описані фази газорозподілу мають місце при зазорі А між кулачком розподільного валу і штовхачем клапсна на холодному двигуні.
Щоб забезпечити узгодження моменів відкриття і закриття клапанів з кутами повороту колінчастого валу (тобтозабезпечити правильну установку фаз газорозподілу), на деталях двигуна е мітки: 7 - на задній кришці зубчастого ременя; 3 - на шківі розподільного валу;
10 і 11 - на передній кришці зубчастого ременя: 12 - на шківі приводу генератора; 13 - на кришці масляного насоса;!4 - на зубчастому шківі колінчасого валу.
Якщо фази газорозподілу встановлені правильно, то при положенні поршня першого циліндра у ВМТ наприкінці такту стиснення ллітка 7 на задній кришці зубчастого ременя повинна збігатися з міткою 8 на иківі розподільного валу,а мітка 14 на зубчастому шківі колінчастого валу - з лліткою 13 на кришці масляного насоса.
Коли порожнину приводу розподільного валу закрита передньої кришкою, то положення колінчастого валу можна визначити за матюками на шківі приводу генератора і передній кришці зубчастого ременя. При положенні поршня четвертого циліндра у ВМТ мітка 12 на шківі повинна збігатися з міткою 11 на кришці приводу розподільного валу. Крім того, можна користуватися міткою 20 на маховику і шкалою 19 в люку картера зчеплення. Одне поділ шкали відповідає повороту колінчастого валу на Г.При збігу лліток регулюються натяг ременя і зазори А в клапанному механізмі.
Порядок роботи двигуна.Для плавної роботи багатоциліндрових двигуна і зменшення нерівномірних навантажень на колінчастий вал робочі процеси в різних циліндрах повинні відбуватися в певній послідовності (порядку| .Порядок роботи циліндрів двигуна залежить від розташування шийок колінчастого валу і кулачків розподільного валу і у двигунів сімейства 2109 складає 1-3-4-2.
Коли в першому циліндрі поршень рухається вниз в діапазоні від 0° до 180 ° повороту, відсувається згорання і розширення газів.і іід час розширення гази здійснюють корисну роботу, тому цей такт називають робочим ходом. Третій
циліндр відстає від першого на 180°, і в ньому поршень рухається вгору, здійсноючи стискання робочої сулліші.У четвертому циліндрі, що відстас від першого на 360 а від третього на 180 поршень рухається вниз, і відбувається впускання горючої суміші.І, нарешті, у другому циліндрі, що відстає по циклу робочого процесу на 540 'від першого циліндра, в цей час поршень рухається вгору, і відбувається випуск відпрацьованих газів.Аналогічно в діапазоні від 180 до «360 ° повороту першого шатунної шийки робочий хід відбувається в третьому циліндрі, стиснення - у четвертому, впускання - у другому і випуск у першому і т.д.