Файл: Лекция по дисциплине по дисциплине устройство и техническое обслуживание транспортных средств Тема Общее устройство и работа двигателя.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 45
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Общероссийская общественно-государственная организация
“Добровольное общество содействия армии, авиации и флоту России”
=========================================================
ЛЕКЦИЯ
по дисциплине
по дисциплине
«УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ»
Тема № 2. Общее устройство и работа двигателя
Занятие № 2.1. Назначение, устройство и принцип работы бензинового и дизельного двигателей.
по подготовке специалистов по ВУС-837 «водители транспортных средств категории «С»
Тема № 2. Общее устройство и работа двигателя
Занятие № 2.1 Назначение, устройство и принцип работы бензинового и
дизельного двигателей
Учебные вопросы
-
Общее устройство двигателя. -
Принцип работы бензинового и дизельного двигателей. -
Рабочие циклы двигателей внутреннего сгорания. -
Параметры двигателя (ход поршня, объем камеры сгорания, степень сжатия, рабочий и полный объемы цилиндра, рабочий объем двигателя и другие).
Введение
Успех в современной боевой операции невозможен без использования колесных и гусеничных машин, которые перевозят личный состав подразделений, боеприпасы, горючее и другое военно-техническое имущество, служат ТС для образцов вооружения.
Современные отечественные автомобили имеют хорошие эксплуатационные качества - это, прежде всего, высокая проходимость, большой запас хода, высокая надежность при эксплуатации. Вместе с тем армейские автомобили характеризуются сложностью конструкции. Вы, как будущие военные водители должны иметь глубокие знания по конструкции автомобилей, уметь проводить в войсках их техническое обслуживание и ремонт, выполняя обязанности военного водителя.
На современных автомобилях применяются в основном двигатели внутреннего сгорания. В зависимости от способа образования горючей смеси вида применяемого топлива двигатели внутреннего сгорания бывают с внешним и внутренним смесеобразованием.
К двигателям с внешним смесеобразованием относятся карбюраторные, работающие на легкоиспаряющемся топливе-бензине, и газовые, работающие на сжатом или сжиженном газе. К двигателям с внутренним смесеобразованием относятся дизельные, работающие на трудноиспаряющемся дизельном топливе. В карбюраторных и газосмесительных двигателях горючая смесь приготовляется вне цилиндров двигателя в специальных приборах - карбюраторе или смесителе - и воспламеняется в цилиндре электрической искрой. В дизельных двигателях смесь образуется внутри цилиндров и воспламеняется от соприкосновения распыленного топлива со сжатым воздухом.
Работа двигателя внутреннего сгорания основана на свойстве газов расширяется при нагревании. Если горючую смесь поместить в замкнутую полость и зажечь, то в результате нагрева образующихся газов давление будет повышаться тем больше, чем выше температура газов.
В настоящей лекции рассматривается теория рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания, применяющихся на современных транспортных средствах и средствах подвижности вооружения. Знание процессов, происходящих в двигателе внутреннего сгорания позволит качественно оценить эти процессы и получить отчетливое представление о тех путях, по которым можно улучшить экономические показатели двигателя при эксплуатации. Кроме того, знание этого материала позволит более качественно усвоить последующие темы программы.
Учебный вопрос № 1. Общее устройство двигателя
На военной автомобильной технике устанавливаются двигатели внутреннего сгорания. Процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращение ее в механическую работу происходит непосредственно в цилиндрах этих двигателей.
Двигатели внутреннего сгорания классифицируют :
-
по способу воспламенения рабочей смеси – на двигатели с принудительным воспламенением рабочей смеси от электрической искры и двигатели с самовоспламенением (дизели); -
по способу смесеобразования – на двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные, с впрыскиванием топлива во впускной коллектор), у которых горючая смесь приготовляется вне цилиндров, и двигатели с внутренним смесеобразованием (дизели и двигатели с принудительным воспламенением и впрыскиванием топлива в цилиндр), у которых смесеобразование происходит внутри цилиндров; -
по способу организации рабочего цикла – на четырех- и двухтактные ; -
по числу цилиндров – на одно-, двух- и многоцилиндровые; -
по расположению цилиндров – на двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд, на V-образные двигатели с различным углом развала, в том числе под углом 180°, которые называются оппозитными; -
по виду применяемого топлива – на двигатели, использующие бензин, газ, дизельное и другие виды топлив (многотопливные).
Двигатели внутреннего сгорания состоят из механизмов и систем, общее устройство и принцип работы которых целесообразно рассмотреть на примере четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя (рис.1, 2).
Рис. 1. Четырехтактный одноцилиндровый дизельный двигатель Основными частями такого двигателя являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также система питания, смазочная система и система охлаждения (рис. 3,)
Рис. 2 . Одноцилиндровый дизельный двигатель :1 – шестерни привода кулачкового вала; 2 – кулачковый вал; 3 – толкатели; 4 – штанги; 5 – поршень; 6 – головка цилиндра; 7 – глушитель; 8 – коромысла; 9 – пружины клапанов; 10 – воздушный фильтр; 11 – впускной клапан; 12 – форсунка; 13 – выпускной клапан; 14 – поршневые кольца; 15 – рубашка охлаждения; 16 – палец; 17 – цилиндр; 18 – шатун; 19 – маховик; 20 – картер; 21 – коленчатый вал; 22 – смазочная ёмкость
Кривошипно-шатунный механизм(КШМ) воспринимает давление газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала (рис. 4).
Рис. 3 . Основные механизмы двигателя 
Рис. 4. КШМ Состоит из цилиндра, головки, закрывающей цилиндр сверху, поршня с кольцами и пальцем, который соединяет поршень с верхней головкой шатуна. Нижняя головка шатуна соединена с коленчатым валом, на заднем конце которого установлен маховик. Коленчатый вал вращается в подшипниках скольжения, расположенных в картере. Смазочная ёмкость картера используется как резервуар для масла.
Газораспределительный механизм обеспечивает своевременный впуск горючей смеси или воздуха (дизель) в цилиндр и удаление из него продуктов сгорания. Этот механизм приводится в действие от коленчатого вала через шестеренчатую, цепную или клиноременную передачи. При этом распределительный вал, воздействуя на толкатели, штанги и коромысла, открывает впускной или выпускной клапаны, закрытие которых происходит под действием пружин.
Система питания предназначена для хранения, очистки и подачи топлива в цилиндры, а также очистки и подачи воздуха и отвода продуктов сгорания (рис. 5).
Рис. 5. Системы питания При помощи насоса в дизелях топливо из топливного бака подается в топливный насос высокого давления, который в определенный момент времени необходимое количество топлива, под высоким давлением через форсунку подает в цилиндр двигателя, где топливо смешивается с горячим воздухом, образуя горючую смесь, которая затем самовоспламеняется и сгорает. В систему питания также входят фильтры для очистки воздуха и топлива, выпускной газопровод с глушителем шума выпуска.
Смазочная система обеспечивает подачу масла для смазки взаимодействующих деталей и отвод продуктов износа (рис. 6, 7). Состоит из насоса, маслоподводящих каналов, фильтров для очистки масла и радиатора для его охлаждения.
Рис. 6. Система смазки автомобиля Камаз 
Рис. 7. Система смазки Урал Система охлаждения бывает жидкостная или воздушная (рис. 8, 9). Жидкостная система охлаждения состоит из рубашки-полости, внутри которой циркулирует охлаждающая жидкость, жидкостного насоса, термостата, вентилятора и радиатора.
При воздушной системе охлаждения заданный температурный режим достигается охлаждением ребер, имеющихся на цилиндре и его головке, потоком воздуха, который создается мощным вентилятором.
Рис. 8. Система охлаждения автомобиля Камаз 
Рис. 9. Система охлаждения автомобиля Урал Системы зажигания у дизельных двигателей нет.
Системы зажигания у двигателей с принудительным воспламенением (карбюраторных) предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя.
Система зажигания состоит из источника электрической энергии (аккумуляторная батарея, генератор), приборов, преобразующих ток низкого напряжения в ток высокого напряжения, соединительных проводов и свечей зажигания, электрическая искра которых воспламеняет рабочую смесь (рис. 10, 11).
Рис. 10. Элементы системы зажигания карбюраторного двигателя
Рис. 11. Пример транзисторной системы зажигания
Учебный вопрос № 2Принцип работы бензинового и дизельного двигателей
Работа двигателя внутреннего сгорания основана на свойстве газов расширяется при нагревании (рис. 12).
Рис. 12. Двигатель внутреннего сгорания Взаимодействие механизмов и систем дизельного двигателя происходит следующим образом Когда поршень опускается вниз, воздух через открытый впускной клапан поступает в цилиндр. При движении поршня вверх воздух сжимается, его температура повышается до 400-500 °С. Когда поршень доходит до крайнего верхнего положения, в цилиндр впрыскивается топливо, смешиваясь с горячим воздухом, образуя горючую смесь, которая затем самовоспламеняется и сгорает. В процессе сгорания образуются газы, имеющие высокую температуру и большое давление. Под действием давления расширяющихся газов поршень опускается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал. Таким образом, происходит преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала (рис. 13). Затем поршень двигается вверх и выталкивает отработавшие газы через открывающийся выпускной клапан.
Рис. 13. Рабочий цикл четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя
В бензиновом двигателе протекают похожие с первого взгляда процессы . Полость цилиндра сверху закрывается головкой цилиндра с камерой сгорания, а снизу - масляным картером. Поршень, помещенный в цилиндр, может свободно перемещаться в цилиндре. Поршень при помощи пальца и шатуна шарнирно соединяется с кривошипом коленчатого вала. К валу крепится массивное чугунное колесо-маховик. Таким образом, поршень совершает прямолинейное поступательное движение вниз, а коленчатый вал - вращательное движение (рис. 14).
Рис. 14. Рабочий цикл четырехтактного одноцилиндрового дизельного двигателя
Маховик, получив заряд кинетической энергии, будет продолжать некоторое время вращать вал с кривошипом и перемещать поршень вверх и вниз. Для подготовки цилиндра к новой вспышке и расширению газов (рабочему ходу) необходимо очистить цилиндр от продуктов сгорания, заполнить его новым зарядом горючей смеси и сжать эту смесь, вернув поршень в исходное положение, т.е. вверх цилиндра. Перемещаясь, поршень выталкивает продукты сгорания через открываемое выпускным клапаном отверстие. После выпуска отработавших газов открывается впускным клапаном другое отверстие - впускное; поршень перемещается вниз и, вследствие разряжения, цилиндр заполняется горючей смесью - происходит впуск. Чтобы воспламенить смесь, необходимо вернуть поршень в исходное верхнее положение и сжать смесь. Эта часть процесса называется сжатием.