Общее устройство двигателя трактора

Категория:

   Тракторы

Публикация:

   Общее устройство двигателя трактора

Читать далее:

Общее устройство двигателя трактора

Основу поршневого двигателя внутреннего сгорания составляет блок цилиндров, внутри и снаружи которого располагаются детали его механизмов и систем.

Сверху блок цилиндров закрыт головкой, а снизу поддоном.

В передней части укреплен картер распределительных шестерен, а в задней — картер маховика.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

В число механизмов и систем двигателя, а также их основных показателей входят следующие.

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня (поршней) во вращательное коленчатого вала. Кроме того, он участвует в преобразовании тепловой энергии в механическую.

Действие механизма состоит в том, что поршень, совершая возвратно-поступательное движение через шатун, вращает коленчатый вал 1 в подшипниках.

При возвратно-поступательном движении поршни занимают различные положения, при которых изменяется объем цилиндра.

Верхняя мертвая точка (в. м.т.) — такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наибольшее.

Нижняя мертвая точка (н. м.т.) — положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от дна поршня до оси коленчатого вала наименьшее.

Ход поршня S равен перемещению его между мертвыми точками.

Рабочий объем цилиндра Vh — равен объему, освобожденному поршнем, при движении от в. м. т. к н. м. т.

Объем камеры сжатия Ус — объем, образующийся над поршнем, когда он находится в в. м. т.

Рис. 1. Основные части двигателя внутреннего сгорания:
1 — кривошипно-шатунный механизм; 2 — газораспределительный механизм; 3— система питания; 4 — система охлаждения; 5 — вентиляция картера; 6 — уравновешивающий механизм; 7 — смазочная система; 8 — система пуска; 9 — поддон; 10 — блок цилиндров; 11 — головка цилиндров.

Газораспределительный механизм (см. рис. 3) предназначен для сообщения камеры сгорания цилиндра (в строго установленные моменты) с впускным и выпускным каналами двигателя.

Уравновешивающий механизм устанавливают на некоторых двигателях для устранения вредного действия инерционных сил, возникающих при работе криво-шипно-шатунного механизма.

Системы питания и регулирования служат для очистки воздуха и топлива от механических примесей и воды и подачи их в камеру сгорания, а также для обеспечения равномерного вращения коленчатого вала двигателя во время его работы с переменными нагрузками.

Смазочная система обеспечивает очистку и подачу чистого масла к рабочим поверхностям деталей двигателя для уменьшения трения и отвода излишней теплоты от них.

Система охлаждения отводит избыточную теплоту от деталей двигателя и поддерживает необходимый тепловой режим во время его работы.

Система пуска используется для вращения коленчатого вала при пуске двигателя.

Система зажигания применяется у двигателей, работающих на бензине, для воспламенения рабочей смеси. У тракторных двигателей, работающих на дизельном топливе, такая система отсутствует, а топливо самовоспламеняется от высокой температуры, образующейся в камере сгорания на такте сжатия.

Вентиляция картера двигателя. Во время работы двигателя, через неплотности между поршневыми кольцами и цилиндрами, из камер сгорания в картер поступают продукты сгорания, воздух, пары топлива и воды. Эти вещества, попадая в картер и перемещаясь с распыленным маслом, вызывают его ускоренное старение, коррозию деталей двигателя, создают в камере повышенное давление и утечку масла через различные уплотнения двигателя.

Рис. 2. Схема двигателя:
а — поршень в верхней мертвой точке; б — поршень в нижней мертвой точке; 1 — коленчатый вал; 2 — поршень; 3 — шатун; 4 — цилиндр.

Для того чтобы избежать повышения чрезмерного давления, на двигателе устанавливают устройство под названием сапун, при помощи которого картер сообщается с атмосферой, окружающей двигатель; через него и выходят наружу все прорвавшиеся газы из камеры сгорания. Если в картере двигателя после прекращения его работы давление остывшего в нем воздуха окажется ниже атмосферного, то воздух из атмосферы войдет через сапун в картер и устранит вакуум.

Сапуны у разных двигателей делают по-разному: у одних, например, сапун представляет собой трубку А, у основания которой установлена фильтрующая набивка из стальной проволоки, предназначенной для защиты картера от попадания в него пыли, песка и предотвращения выброса из картера масла в атмосферу. У других двигателей сапун Б соединен с крышкой заливного патрубка для заправки маслом.

—

На отечественных тракторах установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания. Принцип их работы основан на свойстве нагреваемых газов расширяться.

Ниже приведено назначение механизмов и систем двигателей.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает силу давления газов, нагревшихся при сгорании топливовоздушной смеси, и преобразует возвратно-поступательное движение поршйя во вращательное движение коленчатого вала. Этот механиз двигателя состоит из цилиндра с головкой, поршня с кольцами поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала, маховика картера (с поддоном).

Распределительный механизм своевременно впускает в цилиндр топливовоздушную смесь (у карбюраторных двигателей) или воздух (у дизелей) и выпускает из цилиндра отработавшие газы. Механизм образуют распределительный вал, шестерни, клапаны и их пружины, коромысла, штанги и толкатели.

Система питания и регулирования обеспечивает двигатель нужным количеством топливовоздушной смеси определенного состава.

Система охлаждения поддерживает нормальный тепловой режим работающего двигателя.

Система смазки подает масло к трущимся деталям двигателя, которое уменьшает трение и износ.

Система зажигания обеспечивает у карбюраторных двигателей воспламенение в цилиндре рабочей смеси.

Система пуска обеспечивает пуск двигателя.

Если перемещать поршень в цилиндре, коленчатый вал начнет вращаться, и наоборот, если вращать коленчатый вал, поршень будет двигаться вверх и вниз, т. е. возвратно-поступательно.

Крайние положения поршня называют мертвыми точками: в верхней мертвой точке (ВМТ) поршень наиболее удален от оси коленчатого вала, а в нижней (НМТ) максимально приближен к оси коленчатого вала. В мертвых точках скорость поршня равна нулю.

Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом S поршня. Ход поршня равен удвоенному радиусу кривошипа коленчатого вала.

Пространство цилиндра над поршнем, находящимся в ВМТ, называют камерой сгорания (Vc), а пространство над поршнем, когда он находится в НМТ, — полным объемом цилиндра (Уд).

Пространство, освобожденное поршнем при перемещении из ВМТ к НМТ, называется рабочим объемом цилиндра (Vh). Это разность между полным объемом цилиндра и объемом камеры сгорания.

Рис. 3. Одноцилиндровый поршневой двигатель:
а — схема устройства; б — основные обозначения;
1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3—картер; цилиндр; 5 — шатун; 6 — поршень; 7 — поршневой палец; 8 — головка цилиндра; 9 — канал для впуска воздуха или горючей смеси; 10 и 15 — клапаны; 11 и 14 — пружины клапанов; 12 и 13 — коромысла; 16 — канал для выпуска отработавших газов; 11 — штанга толкателя; 18 — толкатель; 19 — кулачок; 20 — распределительный вал; 21 и 22 — шестерни привода распределительного вала.

Рекламные предложения:

Читать далее: Рабочие процессы четырехтактного дизеля

Категория: — Тракторы

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Причины и признаки неисправности двигателя автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания (далее ДВС) устанавливается на автомобили более 100 лет. За это время, агрегат прошел длительный путь развития. В настоящее время конструкция ДВС усовершенствовалась настолько, что позволяет совместить высокую эффективность с надежностью, долговечностью.

Но нет ничего вечного, и со временем мотор приходит в негодность. Принцип действия двигателя практически не изменился, соответственно, остались такими же, как и раньше, характерные неисправности.

Чтобы ДВС отработал положенный ему срок без серьёзных поломок, важно своевременно обнаружить и устранить возникшие неисправности. Не всегда существует возможность провести полноценную диагностику состояния двигателя силами технических центров, оснащенных профессиональным оборудованием. Водитель должен обладать умением оценить состояние мотора по косвенным признакам, которые проявляются при возникновении неисправностей.

Основные признаки неисправности двигателя

Ресурс современных двигателей колеблется в больших пределах. Высокофорсированные моторы служат не более 150 тыс. км, тогда как дизели на многотонных тягачах способны пройти 1 млн. км и более до капитального ремонта. Этот пробег сильно зависит от условий эксплуатации. На состояние двигателя оказывает влияние следующие факторы:

• использование некачественных горюче-смазочных материалов;
• эксплуатация в тяжелых условиях;
• агрессивный стиль езды;
• выход температуры двигателя за допустимые пределы;
• несоблюдение межсервисных интервалов.

Мотор не приходит в неисправное состояние сразу. Он заводится, работает, но со временем всё громче и громче заявляет о том, что в скором времени потребуется диагностика и замена выработавших ресурс деталей, а то и капитальный ремонт двигателя или его замена в сборе. Чем раньше водитель уловит признаки неисправностей, тем легче и дешевле будет сделать ремонт. Несвоевременное вмешательство приводит к появлению новых поломок, двигатель приходит в негодное состояние.

Насторожить должны характерные признаки, проявляющиеся только в неисправных моторах.

Потеря динамики разгона

Со временем ДВС теряет мощность, соответственно, автомобиль хуже разгоняется, потребляет больше топлива. Если снижение динамики – результат естественного износа двигателя, то это нормальное явление. Вмешиваться необходимо, когда потеря мощности достигает 20 % и более. Не почувствовать это сложно.

Помимо износа ДВС, на динамику разгона влияет масса других неисправностей:

• выход из строя, некорректная работа систем питания и зажигания;
• использование некондиционного топлива;
• неисправности трансмиссии, например когда пробуксовывает сцепление.
• высокое противодавление выхлопных газов в выпускном тракте, вызванное забитым катализатором.

Существует множество других причины потери динамики, но в любом случае это повод для вмешательства. Без диагностики тут не обойтись.

Чрезмерный расход масла

Расход смазочных материалов в двигателе внутреннего сгорания у разных автомобилей может существенно различаться. В каких-то моделях расход 1 л масла на 1000 км считается нормой. Другие, когда находятся в исправном состоянии, не требуют долива от замены до замены. Причин повышенного расхода масла несколько:

• износ цилиндро-поршневой группы;
• выход из строя маслосъемных колпачков;
• закоксовывание канала вентиляции картера, а также другие причины.

При попадании масла в камеру сгорания выхлоп приобретает синеватый, сизый цвет. Во всех случаях необходимо оперативно установить и устранить причину чрезмерного потребления смазочных материалов.

Низкое давление масла

Во всех автомобилях на панели приборов имеется контрольный индикатор, сигнализирующий о том, что давление смазочной жидкости ниже нормы. При срабатывании сигнализатора необходимо немедленно заглушить двигатель и устранить причину.

Недостаточное давление может быть вызвано как элементарной нехваткой масла, забившимся фильтром, так и серьезными поломками, в числе которых выход из строя масляного насоса, засорение масляных каналов, разжижение масла антифризом через пробитую прокладку головки блока. Это самые распространенные причины падения давления масла.

Неустойчивая работа на холостом ходу

Исправный двигатель во всех режимах работает ровно и мягко, чего не скажешь об изношенном моторе. Неровный холостой ход может быть вызван разными причинами, такими как:

• пропуски зажигания, вызванные изношенными свечами, неисправными катушками зажигания;
• загрязненные или неисправные форсунки;
• низкое давление топлива;
• подсос воздуха.

Такие неисправности оказывают серьезное влияние на работоспособность двигателя, но не являются критическими. Поводом для серьезного беспокойства должна стать неустойчивая работа двигателя, вызванная разбросом компрессии по цилиндрам из-за неравномерного износа цилиндро-поршневой группы, негерметичных клапанов.

Нагар на свечах

Свечи для опытного водителя являются своеобразным индикатором состояния двигателя. Матово белый цвет электродов свидетельствует о попадании антифриза в камеру сгорания. Темный зернистый налет вызван попаданием на свечи масла. Черный нагар образуется при переобогащении топливо-воздушной смеси. Попадание антифриза или масла в камеру сгорания – серьезная неприятность, в некоторых случаях требующая капитального ремонта мотора.

Перегрев двигателя

Чрезвычайно важно внимательно следить за температурой охлаждающей жидкости, информация о которой выводится на панель приборов. Перегрев мотора в большинстве случаев приводит к тяжелым последствиям, для устранения которых потребуется капитальный ремонт. Само по себе это явление может быть вызвано неисправной системой охлаждения, тяжелыми условиями эксплуатации, сильной жарой. Но когда все агрегаты работают исправно, а двигатель перегревается без видимых причин, наверняка сильно изношена поршневая группа. Такой перегрев сопровождается детонационными стуками, автомобиль отказывается нормально ехать, сильно теряет мощность.

Появление признаков некорректной работы двигателя — повод для немедленного вмешательства. Современные ДВС имеют сложную конструкцию, и самостоятельно можно только уловить косвенные признаки неисправностей. Точный ответ о состоянии двигателя даст комплексная диагностика двигателя, включающая в себя проверку электронной системы управления, электрооборудования, навесных агрегатов.

Вкладыши для двигателя – детали критические

На первый взгляд вкладыши – это просто штамповка. Но впечатление обманчиво: подшипники скольжения представляют собой высокотехнологические изделия из сложного композитного материала, имеющие специфическую геометрию и точные размеры. И, что немаловажно – они являются критическими деталями двигателя, отказ которых ведет к его остановке и очень дорогому ремонту. ..

Функции подшипников

Вращающиеся компоненты двигателей внутреннего сгорания оборудованы подшипниками скольжения, которые выполняют разные функции:

• коренные вкладыши поддерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в блоке цилиндров. Каждый вкладыш состоит из верхней и нижней половин. На внутренней поверхности верхней половины, как правило, есть канавка для смазки и отверстие для подачи масла.

• шатунные вкладыши обеспечивают вращение шейки шатуна, который, в свою очередь, вращает коленвал. Устанавливаются в нижней головке шатуна.

• упорные кольца предотвращают осевое движение вала. Часто упорные кольца являются частью одного из коренных вкладышей – такие комбинированные подшипники называются буртовыми или фланцевыми вкладышами.

• втулки верхней головки шатуна обеспечивают вращение поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном.

• вкладыши распредвала поддерживают распредвал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в верхней части головки блока цилиндров (или в блоке цилиндров – у двигателей с нижним расположением распредвала).

Биметаллические (а) и триметаллические подшипники со свинцовистым покрытием (б, в)

Подшипники скольжения смазываются моторным маслом, постоянно подающимся к их поверхности и обеспечивающим гидродинамический режим трения.

Непосредственный контакт между трущимися в гидродинамическом режиме поверхностями отсутствует – благодаря масляной пленке, которая образуется в сходящемся зазоре (масляном клине) между поверхностями подшипника и вала.

Условия работы подшипников скольжения

Масляная пленка предотвращает локальную концентрацию нагрузки. Однако при определенных условиях гидродинамический режим трения сменяется на смешанный. Это происходит, если имеются:

• недостаточный поток масла;

• высокие нагрузки;

• низкая вязкость масла;

• перегрев масла, дополнительно снижающий его вязкость;

• высокая шероховатость поверхностей подшипника и вала;

• загрязнение масла;

• деформация и геометрические дефекты подшипника, его гнезда или вала.

В смешанном режиме трения возникает непосредственный физический контакт поверхностей, чередующийся с гидродинамическим трением. А это может привести к задирам, повышенному износу подшипника и даже к схватыванию с валом.

ДВС характеризуются циклическими нагрузками подшипников, об­условленными переменным давлением в цилиндрах и инерционными силами, вызванными движущимися частями. И эти циклические нагрузки на подшипник могут привести к его разрушению. Отсюда – высочайшие требования к материалам, из которого он производится.

Структура подшипников скольжения

Материалы подшипников скольжения

Материалы, из которых делают подшипники, должны обладать многими, иногда противоречивыми, свойствами.

• Усталостная прочность (максимальная нагрузка) – максимальная циклическая нагрузка, которую подшипник выдерживает в течение неограниченного числа циклов. Превышение этой нагрузки приводит к образованию усталостных трещин в материале.

• Сопротивление схватыванию (совместимость) – способность материала подшипника сопротивляться свариванию с материалом вала во время прямого физического контакта между ними.

• Износостойкость – способность материала подшипника сохранять свои размеры несмотря на присутствие абразивных частиц в масле, а также в условиях механического контакта с валом.

• Прирабатываемость – способность материала подшипника компенсировать небольшие геометрические дефекты вала и гнезда за счет незначительного локального износа или пластической деформации.

• Абсорбционная способность – способность материала подшипника захватывать мелкие чужеродные частицы, циркулирующие с маслом.

• Коррозионная стойкость – способность материала подшипника сопротивляться химическим воздействиям окисленных или загрязненных масел.

• Кавитационная стойкость – способность материала подшипника выдерживать ударные нагрузки, производимые схлопывающимися кавитационными пузырьками (пузырьки образуются в результате резкого падения давления в текущем масле).

Эксцентриситет подшипника скольжения

Соответственно длительная и надежная работа подшипника скольжения достигается соединением высокой прочности (усталостной прочности, износостойкости, кавитационной стойкости) с мягкостью (прирабатываемостью, сопротивлением схватыванию, абсорбционной способностью).

То есть материал должен быть одновременно и прочным, и мягким. Это звучит парадоксально, однако существующие подшипниковые материалы соединяют эти противоположные свойства – правда, с определенным компромиссом.

Для достижения этого компромисса используются композитные структуры, которые могут быть или слоистыми (мягкое покрытие, нанесенное на прочное основание) или дисперсными (мягкие частички, распределенные внутри прочной матрицы).

Биметаллические подшипники имеют стальное основание, обеспечивающее жесткость и натяг в тяжелых условиях повышенной температуры и циклических нагрузок.

Второй слой материала состоит из антифрикционного сплава. Его толщина относительно велика: она составляет около 0,3 мм. Толщина антифрикционного слоя – важная характеристика биметаллических подшипников, способных прирабатываться и приспосабливаться к относительно большим геометрическим дефектам. Биметаллический подшипник также обладает хорошей абсорбционной способностью, поглощая как мелкие, так и крупные включения в масле.

Обычно рабочий слой делают из алюминия, содержащего 6–20% олова в качестве твердого смазочного материала: именно олово обеспечивает антифрикционные свойства. Кроме этого, сплав часто содержит 2–4% кремния в виде мелких включений, распределенных в алюминии. Твердый кремний упрочняет сплав и обладает способностью полировать поверхность вала – поэтому его присутствие особенно важно при работе с валами из ковкого чугуна. Сплав может быть дополнительно упрочнен небольшими добавками меди, никеля, марганца, ванадия и других элементов.

Триметаллические подшипники, помимо стального основания, имеют промежуточный слой из медного сплава, содержащего 20–25% свинца в качестве твердой смазки и 2–5% олова для упрочнения меди.

Третий слой представляет собой покрытие на основе свинца, которое также содержит около 10% олова, повышающего коррозионную стойкость сплава и несколько процентов меди для упрочнения. Толщина покрытия составляет всего 12–20 мкм. Низкая толщина покрытия повышает его усталостную прочность, однако снижает антифрикционные свойства (прирабатываемость, абсорбционную способность, сопротивление схватыванию), особенно если мягкое покрытие было подверг­нуто износу. Между промежуточным слоем и свинцовистым покрытием наносится очень тонкий (1–2 мкм) слой никеля, служащий барьером, предотвращающим диффузию олова из покрытия в промежуточный слой.

Измерение высоты выступа стыка подшипника

Инновационные материалы для подшипников скольжения постоянно разрабатываются производителями подшипников. Это новые материалы, способные работать в тяжело нагруженных двигателях (дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива, двигатели с турбонаддувом), а также в гибридных и старт-стоп двигателях, в том числе:

• высокопрочные алюминиевые биметаллические материалы;

• прочные металлические покрытия для триметаллических подшипников;

• полимерные композитные покрытия, содержащие частицы твердых смазочных мате­риалов;

• бессвинцовые экологически чистые безвредные материалы.

Свойства подшипниковых материалов

Свойства материалов подшипников, характеризующие прочность и мягкость, сочетаются в различных пропорциях у разных материалов.

Отличные мягкие антифрикционные свойства триметалла ограничены толщиной покрытия (12 мкм). Если геометрический дефект или чужеродные частицы превышают толщину покрытия, ее антифрикционные свойства резко падают.

Мягкие свойства биметалла несколько ниже, чем у триметалла, однако они не ограничены толщиной покрытия, поэтому биметаллические подшипники способны прирабатываться к относительно крупным несоосностям и другим геометрическим дефектам. С другой стороны, усталостная прочность (максимальная нагрузка) биметаллических подшипников ниже (40–50 МПа), чем у триметаллических материалов (60–70 МПа). Также биметаллические подшипники без кремния хуже работают с чугунным валом.

Геометрические характеристики подшипников скольжения

Масляный зазор – это основной геометрический параметр подшипников скольжения. Он равняется разнице между внутренним диаметром подшипника и диаметром вала (внут­ренний диаметр подшипника измеряется под углом 90° к линии, разделяющей верхний и нижний вкладыши).

Величина масляного зазора – очень важный показатель. Большой зазор приводит к увеличению потока масла, что снижает его нагрев в подшипнике, однако вызывает неоднородное распределение нагрузки (она концентрируется на меньшей площади поверхности и увеличивает вероятность разрушения вследствие усталости). Также большой зазор производит значительную вибрацию и шум. А слишком маленький зазор вызывает перегрев масла и резкое падение его вязкости.

Типичные величины масляного зазора С: для пассажирских автомобилей Cмин = 0,0005D, Cмакс = 0,001D, для гоночных автомобилей Cмин = 0,00075D, Cмакс = 0,0015D (где D – диаметр вала).

Эксцентриситет является мерой, определяющей некруглость подшипника. Действительно, внутренняя поверхность подшипника не является абсолютно круглой. Она имеет форму, напоминающую лежащий на боку лимон. Это достигается за счет переменной толщины стенки подшипника, имеющей максимальное значение (Т) в центральной части и постепенно уменьшающейся в направлении стыка.

Принято измерять минимальное значение толщины (Te) на определенной высоте h для того, чтобы исключить зону выборки в области стыка. Разница между максимальным и минимальным значениями толщины называется эксцентриситетом: Т – Те.

Эксцентриситет, образованный переменной толщиной стенки вкладыша, добавляется к эксцентриситету, вызванному смещением вала относительно центра подшипника. Наличие эксцентриситета позволяет стабилизировать гидродинамический режим смазки за счет создания масляного клина с большим углом схождения. Рекомендуемые величины эксцентриситета: для пассажирских автомобилей 5–20 мкм, для гоночных автомобилей 15–30 мкм.

Посадочный натяг необходим для обеспечения надежной посадки подшипника в гнезде. Прочно посаженный подшипник имеет равномерный контакт с поверхностью гнезда – это предотвращает смещение подшипника во время работы, обеспечивает максимальный отвод тепла из области трения и увеличивает жесткость гнезда. Поэтому наружный диаметр подшипника и его периметр всегда больше диаметра гнезда и его периметра.

Поскольку прямое измерение наружного периметра подшипника – трудная задача, обычно измеряется другой параметр: высота выступа стыка (выступание). Высота выступа стыка равна разнице между наружным периметром половины подшипника и периметром половины гнезда.

Проверяемый вкладыш устанавливают в измерительный блок и прижимают с определенным усилием F, величина которого пропорциональна площади сечения стенки подшипника. Оптимальная величина высоты выступа стыка зависит от диаметра подшипника, жесткости и теплового расширения гнезда и температуры. Типичные значения высоты выступа стыка для подшипников диаметром 40–65 мм: для пассажирских автомобилей 25–50 мкм, для гоночных автомобилей 50–100 мкм.

Несмотря на самые совершенные конструкцию, материалы и технологии, в эксплуатации ДВС встречаются случаи износов и повреждений подшипников. Чтобы найти и устранить их причины, знание конструкции подшипников необходимо, но недостаточно. Об этом – в следующей статье.

Дмитрий Копелиович

Судовой двигатель СУДОВЫЕ ДИЗЕЛИ, СУДОВЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ, СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ —

Судовой двигатель СУДОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ входит в состав судовой энергетической установки. Судовые двигатели различают  на главные судовые двигатели (обеспечивающие движение судна) и вспомогательные судовые двигатели (для привода электрогенераторов, насосов, вентиляторов и т. п.). В качестве судового двигателя используют двигатели внутреннего сгорания (ДВС – СУДОВЫЕ ДИЗЕЛИ, СУДОВЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ, СУДОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ), паровые турбины, и газовые турбины.  Основными характеристиками судовых двигателей являются: большой ресурс, возможность реверсирования, умеренная трудоёмкость технического обслуживания, проводимого в судовых условиях, использование топлива в основном тяжёлых сортов, отсутствие жёстких ограничений по массе и размерам двигателя. Чаще всего на судах используются ДВС — судовые дизели, обладающие наибольшей экономичностью из всех типов судовых двигателей. На транспортных, промысловых и вспомогательных судах применяются мало-, средне- и высокооборотные дизели с наддувом. Малооборотные судовые двигатели внутреннего сгорания используются как главные двигатели судов различных типов; их агрегатная мощность составляет 2,2—35 Мвт, число цилиндров 5—12, удельный эффективный расход топлива 210—215 г/ (квт×ч), частота вращения 103—225 об / мин. Среднеоборотные судовые двигатели внутреннего сгорания используются преимущественно в качестве главных двигателей судов среднего размера; их мощность достигает 13,2 Мвт, число цилиндров 6—20, эффективный расход топлива 205—210 г/(квт×ч), частота вращения 300—500 об/мин. Высокооборотные судовые двигатели внутреннего сгорания применяются в основном как главные двигатели на малых судах, а также в качестве вспомогательных двигателей на судах всех типов; их агрегатная мощность до 2 Мвт, число цилиндров 12—16, удельный эффективный расход топлива 215—230 г/(квт×ч), частота вращения свыше 500 об/мин. Паровые турбины по степени распространённости несколько уступают двс; используются в качестве главных двигателей на крупных танкерах, контейнеровозах, газовозах и других судах, а также на судах с ядерной энергетической установкой (см. Атомный ледокол «Ленин»). Применяются также как вспомогательные двигатели. Мощность паротурбинных установок достигает 80 Мвт, удельный эффективный расход топлива 260—300 г/(квт×ч), частота вращения турбины 3000—4000 об/мин. Газовые турбины в составе судовых двигателей применяются в основном в качестве главных двигателей на военных кораблях, транспортных судах на подводных крыльях и на судах на воздушной подушке. Примером газовых турбин является судовой газотурбинный двигатель. Эксплуатация судовых дизелей— подготовка дизельной установки к действию, пуск дизеля, обслуживание дизеля во время работы, вывод из действия (остановка) дизеля в соответствии с инструкцией завода-изготовителя и Правилами технической эксплуатации (ПТЭ). РАЗДЕЛ «ОБОРУДОВАНИЕ»         «Аппаратдизель», ООО   Экспорт/импорт оборудования и запасных частей для агрегатов на базе отечественных дизелей размерности 6 ЧН 36/45, 6-8Ч23/30, 6Ч18/22, 3Д6, 4Ч9,5/11, 4Ч12/14 и их ремонтом. Диапазон оборудования базирующегося на этих двигателях: от электростанций больших мощностей 1000 кВт и до судовых установок главных и стационарных. Роспромснаб   Филиал ООО «АлтайРОСПРОМСНАБ» занимается материально-техническим снабжением флота.Мы специализируемся на поставке главных и вспомогательных судовых дизелей ЧН 15/18(дизели 3Д6, 3Д12, 7Д6, 7Д12), а также запасных частей к ним. На складе имеются : главные судовые дизели: 3Д6С2; 3Д6Н-235С2; 3Д12А, 3Д12А-1; 3КД12Н-520; 3КД12Н-520Р; ВАЗ-3415. Вспомогательные судовые дизели:7Д6-150; П 7Д6АФ-С2; 7Д12; 7Д12А-1; 1Д6БГС2-301; 1Д12В-300КС2-301. Двигатель 3Д6, 3Д12, ЯМЗ запасные части   Предлагаем Вам продукцию ОАО ХК Барнаултрансмаш, Турбомоторный завод : — Промышленные дизели (1Д6Н-250,2Д6Н, 1Д12-400БС,1Д12БС(БМС),2Д12, В2-450,В2-500) применяемые для привода механизмов буровой техники, маневровых тепловозов. — Стационарные дизели (1Д6-150,1Д6БА(БГС), 1Д12В-300), применяемые для привода дизель-генераторов 100-200кВт -Транспортные дизели (Д12А-525,Д12А-525А),применяемые для многоосных тягачей Типа МАЗ-537, 543, 7310, КЗКТ-7428, 74106 — Судовые дизели (3Д6, 3Д12, 7Д6, 7Д12) укомплектованные РРП 150-300 л.с. применяемые как главные и вспомогательные судовые дизели, а также предлагаем весь ассортимент запасных частей ОАО ХК Барнаултрансмаш с хорошим дисконтом. -Судовые дизели ЯМЗ ДРА 90-360 л.с. удовлетворяющих требованиям Российского Речного Регистра.   ОПИСАНИЕ ТЕРМИНОВ Судовой газотурбинный двигатель CГТД — тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. Рабочий процесс ГТД может осуществляться с непрерывным сгоранием топлива при постоянном давлении или с прерывистым сгоранием топлива при постоянном объёме. Основной источник электроэнергии на судах — дизель генератор. Судовой дизель генератор СДГ — агрегат, состоящий из генератора и дизеля, образованный путём соед. их валов. Осн. достоинства Д.-г. — экономичность и быстрота запуска. Размеры Д.-г. тем меньше, чем больше частота вращения. Однако с ростом частоты вращения падает ресурс дизеля. Поэтому в составе осн. длительно работающих Д.-г. применяются средне-и малооборотные дизели с частотой вращения соотв. 750 и 250 об/мин. Потребление топлива Д.-г. составляет ок. 220-230 г на 1 кВт мощн. в теч. 1ч работы. В качестве генераторов на соврем. судах применяют в большинстве случаев синхронные явнополюсные генераторы с автомат. регуляторами напряжения. Регуляторы в зависимости от отклонения напряжения от установленного значения подают больший или меньший ток в обмотку возбуждения генератора, стабилизируя тем самым напряжение. Дизель-компрессор судовой ДКС — уст-во, использующее  хим.энергию топлива для сжатия воздуха и наполнения воздушных баллонов. Представляет собой агрегат, состоящий из одноцилиндрового двухтактного двигателя внутреннего сгорания и поршневого компрессора. Противоположно движущиеся поршни в цилиндре ДВС непосредственно соединены с поршнями компрессора. Д.-к. по конструктивному исполнению и принципу работы близок к свободопоршневому генератору газа. Выпускные газы дизельной части после приведения в действие поршней дизеля и компрессора отводятся в атмосферу. В суд. Д.-к. давление достигает 40 МПа, а их производительность -10 л/мин. Достоинством Д.-к. является независимость его работы от др. суд. оборудования, высокая экономичность расхода энергии на 1л сжатого воздуха и небольшие габариты.   Если у Вас есть вопросы или Вы хотите стать участником любого из раздела обратитесь к нашим менеджерам:  «РА Корабел.ру», ООО тел.+7(812) 458-4452  сот. +7 (921) 912-0373 [email protected] skype www.korabel.ru _____________________ Портал: www.korabel.ru Журнал: www.korabel.su Торговая площадка: www.sudoremont.ru  Морские сувениры  https://www.korabel.ru/shop.html  ___________________ https://www.facebook.com/korabel.ru/ https://vk.com/korabelru https://www.instagram.com/korabel_ru/

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОТЛОЖЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОТЛОЖЕНИЯ В ДВИГАТЕЛЕ

Исследование отложений в автомобильных двигателях.

Одним из резервов повышения показателей эксплуатационной надежности ДВС является снижение отложений нагаров, лаков и осадков на поверхностях их деталей, контактирующих с моторным маслом. В основе их образования лежат процессы старения масел (окисление углеводородов, входящих в состав масляной основы). Определяющее влияние на процессы окисления масла в двигателях, на образование отложений и эффективность работы ДВС в целом оказывает тепловой режим теплонагруженных деталей.

Ключевые слова: температура, поршень, цилиндр, моторное масло, отложения, нагар, лак, работоспособность, надежность.

Отложения на поверхностях деталей ДВС делятся на три основных вида – нагары, лаки и осадки (шламы).

Нагар – твердые углеродистые вещества, откладывающиеся во время работы двигателя на поверхностях камеры сгорания (КС). При этом отложения нагаров, главным образом, зависят от температурных условий даже при аналогичном составе смеси и одинаковой конструкции деталей двигателей. Нагар оказывает весьма существенное влияние на протекание процесса сгорания топливовоздушной смеси в двигателе и на долговечность его работы. Почти все виды ненормального сгорания (детонационное сгорание, калильное воспламенение и прочие) сопровождаются тем или иным влиянием нагара на поверхностях деталей, образующих КС.

Лак – продукт изменения (окисления) тонких масляных пленок, растекающихся и покрывающих детали цилиндропоршневой группы (ЦПГ) двигателя под действием высоких температур. Наибольший вред для ДВС наносит лакообразование в зоне поршневых колец, вызывая процессы их закоксовывания (залегания с потерей подвижности). Лаки, откладываясь на поверхностях поршня, контактирующих с маслом, нарушают должную теплопередачу через поршень, ухудшают теплоотвод от него.

На количество осадков (шламов), образующихся в ДВС, решающее влияние оказывает качество моторного масла, температурный режим деталей, конструкционные особенности двигателя и условия эксплуатации. Отложения этого типа наиболее характерны для условий зимней эксплуатации, интенсифицируются при частых пусках и остановках двигателя.

Тепловое состояние ДВС оказывает определяющее влияние на процессы образования различных видов отложений, прочностные показатели материалов деталей, выходные эффективные показатели двигателей, процессы изнашивания поверхностей деталей. В этой связи необходимо знать пороговые значения температур деталей ЦПГ, по крайней мере, в характерных точках, превышение которых приводит к указанным ранее негативным по следствиям.

Температурное состояние деталей ЦПГ ДВС целесообразно анализировать по значениям температур в характерных точках, расположение которых показано на рис. 1 . Значения температур в данных точках следует учитывать при производстве, испытаниях и доводке двигателей для оптимизации конструкций деталей, при выборе моторных масел, при сравнении тепловых состояний различных двигателей, при решении целого ряда других технических проблем конструирования и эксплуатации ДВС.

Рис. 1. Характерные точки цилиндра и поршня ДВС при анализе их температурного состояния для дизельных (а) и бензиновых (б) двигателей

Эти значения имеют критические уровни:

1. Максимальное значение температур в точке 1 (в дизельных двигателях – на кромке КС, в бензиновых – в центре донышка поршня) не должно превышать 350С (кратковременно, 380С) для всех серийно применяемых в автомобильном двигателестроении алюминиевых сплавов, иначе происходит оплавление кромок КС в дизелях и, нередко, прогар поршней в бензиновых двигателях. Ко всему прочему высокие температуры огневой поверхности днища поршня вызывают образование нагаров высокой твердости на этой поверхности. В практике двигателестроения это критическое значение температуры удается повышать путем добавления в поршневой сплав кремния, бериллия, циркония, титана и других элементов.

Недопущение превышения критических значений температур в этой точке, равно как и в объемах деталей ДВС, обеспечивается также путем оптимизации их форм и правильной организацией охлаждения. Превышение температурами деталей ЦПГ двигателей допустимых значений обычно является основным сдерживающим фактором для форсирования их по мощности. По температурным уровням следует иметь определенный запас с учетом возможных экстремальных условий эксплуатации.

2. Критическое значение температур в точке 2 поршня – над верхним компрессионным кольцом (ВКК) – 250…260С (кратковременно, до 290С). При превышении этой величины все массовые моторные масла коксуются (происходит интенсивное лакообразование), что приводит к “залеганию” поршневых колец, то есть потере их подвижности, и в результате – к существенному уменьшению компрессии, увеличению расхода моторного масла и др.

3. Предельное максимальное значение температур в точке 3 поршня (точка расположена симметрично по сечению головки поршня на внутренней его стороне) – 220С. При более высоких температурах на внутренней поверхности поршня происходит интенсивное лакообразование. Лаковые отложения, в свою очередь, являются мощным тепловым барьером, препятствующим теплоотводу через масло. Это автоматически приводит к повышению температур во всем объеме поршня, а значит, и на поверхности зеркала цилиндра.

4. Максимально допустимое значение температур в точке 4 (расположена на поверхности цилиндра, напротив места остановки ВКК в ВМТ) – 200С. При его превышении моторное масло разжижается, что приводит к потере стабильности образования масляной пленки на зеркале цилиндра и «сухому» трению колец по зеркалу. Это вызывает интенсификацию молекулярно-механического изнашивания деталей ЦПГ. С другой стороны, известно, что пониженная температура стенок цилиндра (ниже точки росы отработавших газов) способствует ускорению их коррозионно-механического изнашивания [1,2]. Ухудшается также смесеобразование и уменьшается скорость сгорания топливовоздушной смеси, что снижает эффективность и экономичность работы двигателя, вызывая повышение токсичности отработавших газов. Также следует отметить, что при существенно заниженных температурах поршня и цилиндра сконденсированные водяные пары, проникающие в картерное масло, вызывают интенсивную коагуляцию примесей и гидролиз присадок с образованием осадков – «шламов». Эти осадки, загрязняя масляные каналы, сетки маслоотстойников, масляные фильтры, существенно нарушают нормальную работу смазочной системы.

На интенсивность протекания процессов образования отложений нагаров, лаков и осадков на поверхностях деталей ДВС существенно влияет старение моторных масел при их работе. Старение масел состоит в накоплении примесей (в том числе воды), изменении их физико-химических свойств и окислении углеводородов.

Изменение фракционного состава чистого залитого масла по мере работы двигателя вызывается в основном причинами, изменяющими состав его масляной основы и процентное соотношение присадок по отдельным составляющим (парафиновым, ароматическим, нафтеновым).

К ним относятся:

• процессы термического разложения масла в зонах перегрева (например, в клапанных втулках, зонах верхних поршневых колец, на поверхностях верхних поясов зеркала цилиндров). Такие процессы приводят к окислению наиболее легких фракций масляной основы или даже их частичному выкипанию;

• добавление к углеводородам основы неиспарившегося топлива, попадающего в начальные периоды пусков (или при резком увеличении подачи топлива в цилиндры для осуществления ускорения автомобиля) в маслосборник картера через зону поршневых уплотнений;

• попадание в поддон картера или маслосборник двигателя воды, образующейся при сго-рании топлива в КС цилиндров.

Если система вентиляции картера действует достаточно эффективно, а стенки картера находятся в подогретом состоянии до 90-95°С, вода не конденсируется на них и удаляется в атмосферу системой вентиляции картера. Если температура стенок картера существенно понижена, то попавшая в масло вода будет принимать участие в процессах его окисления. Количество сконденсировавшейся воды при этом может быть весьма значительным [2]. Даже если считать, что только 2% газов могут прорваться через все компрессионные кольца цилиндра, то через картер двигателя с рабочим объемом 2-2,5 л за каждые 1000 км пробега будет прокачиваться по 2 кг воды. Допустим, что 95% воды удаляется системой вентиляции картера, то все равно после пробега в 5000 км на 4,0 л моторного масла будет приходиться около 0,5 л Н2О. Эта вода при работе двигателя преобразуется антиокислительной присадкой, содержащейся в моторном масле, в примеси – кокс и золу.

По указанным ранее причинам необходимо поддерживать при работе двигателя температуру стенок картера достаточно высокой, а в случае необходимости – применять системы смазки с сухим картером и отдельным масляным баком.

Следует отметить, что мероприятия, замедляющие процессы изменения состава масляной основы, существенно замедляют образование нагара, лака и осадков, а также снижают интенсивность изнашивания основных деталей автомобильных двигателей .

Фракционный и химический состав масел может изменяться в достаточно широких
пределах под влиянием различных факторов:

• характера сырья, зависящего от месторождения, свойств нефтяной скважины;

Для предварительной оценки свойств нефтепродуктов применяют различные лабораторные методы: определение кривой разгонки, температур вспышки, помутнения и застывания, оценку окисляемости в средах с различной агрессивностью и т.п.

В основе старения автомобильного моторного масла лежат процессы окисления, разложения и полимеризации углеводородов, которые сопровождаются процессами загрязнения масла различными примесями (нагаром, пылью, металлическими частичками, водой, топливом и пр.). Процессы старения существенно изменяют физико-химические свойства масла, приводят к появлению в нѐм разнообразных продуктов окисления и износа, ухудшают его эксплуатационные качества. Различают следующие виды окисления масла в двигателях: в толстом слое – в поддоне картера или в масляном баке; в тонком слое -на поверхностях горячих металлических деталей; в туманообразном (капельном) состоянии – в картере, клапанной коробке и т.п. При этом окисление масла в толстом слое даѐт осадки в виде шлама, а в тонком слое – в виде лака.

Окисление углеводородов подчиняется теории перекисей А.Н. Баха и К.О. Энглера, дополненной П.Н. Черножуковым и С.Э. Крейном. Окисление углеводородов, в частности, в моторных маслах ДВС, может идти по двум основным направлениям, представленным на рис. 2, результаты окисления по которым различны. При этом результатом окисления по первому направлению являются кислые продукты (кислоты, оксикислоты, эстолиды и асфальтогенные кислоты), образующие осадки при пониженных температурах; результатом окисления по второму направлению являются нейтральные продукты (карбены, карбоиды, асфальтены и смолы), из которых образуются в различных пропорциях при повышенных температурах или лаки, или нагары.

Рис. 2. Пути окисления углеводородов в нефтяном продукте (например, в моторном масле для ДВС)

В процессах старения масла весьма значительна роль воды, попадающей в масло при конденсации ее паров из картерных газов или другими путями. В результате этого образуются эмульсии, которые впоследствии усиливают окислительную полимеризацию молекул масла. Взаимодействие оксикислот и других продуктов окисления масла с водомасляными эмульсиями вызывает усиленное образование осадков (шламов) в двигателе.

В свою очередь, образовавшиеся частички шлама, если они не будут нейтрализованы присадкой, служат центрами катализации и ускоряют разложение еще не окислившейся части масла. Если при этом не произвести своевременную замену моторного масла, процесс окисления будет происходить по типу цепной реакции с увеличивающейся скоростью, со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Решающее влияние на образование нагаров, лаков и осадков на поверхностях деталей ДВС, контактирующих с моторным маслом, оказывает их тепловое состояние. В свою очередь, конструкционные особенности двигателей, условия их эксплуатации, режимы работы и т.д.  определяют тепловое состояние двигателей и влияют, таким образом, на процессы образования отложений. 

Не менее важное влияние на образование отложений в ДВС оказывают и характеристики применяемого моторного масла. Для каждого конкретного двигателя важно соответствие рекомендованного заводом-изготовителем масла температуре поверхностей деталей, контактирующих с ним.

В данной работе произведен анализ взаимосвязи температур поверхностей поршней двигателей ЗМЗ-402.10 и ЗМЗ-5234.10 и процессов образования на них отложений нагаров и лаков, а также произведена оценка осадкообразования на поверхностях картера и клапанной крышки двигателей при использовании рекомендованного заводом изготовителем моторного масла М 63/12Г1.

Для исследования зависимостей количественных характеристик отложений в двигателях от их теплового состояния и условий работы можно использовать различные методики, например, Л-4 (Англия), 344-Т (США), ПЗВ (СССР) и др. [2, 3]. В частности, по методике 344-Т, являющейся нормативным документом США, состояние «чистого» неизношенного двигателя оценивается в 0 баллов; состояние предельно изношенного и загрязненного двигателя в 10 баллов. Аналогичной методикой оценки лакообразования на поверхностях поршней является отечественная методика ПЗВ (авторы – К.К. Папок, А.П. Зарубин, А.В. Виппер), цветовая шкала которой имеет баллы от 0 (отсутствие лаковых отложений) до 6 (максимальные отложения лака). Для пересчета баллов шкалы ПЗВ в баллы методики 344-Т показания первой необходимо увеличить в полтора раза. Указанная методика аналогична отечественной методике отрицательной оценки отложений ВНИИ НП (10 балльная шкала).

Для экспериментальных исследований использовались по 10 двигателей ЗМЗ-402.10 и ЗМЗ-5234.10 [2]. Эксперименты по исследованию процессов образования отложений проводились совместно с лабораториями испытаний легковых и грузовых автомобилей УКЭР ГАЗ на моторных стендах. В процессе испытаний, кроме прочего, контролировались расходы воздуха и топлива, давление и температура отработавших газов, температура масла и охлаждающей жидкости. При этом на стендах выдерживались режимы: частота вращения коленчатого вала, соответствующая максимальной мощности (100% нагрузки), и, поочередно, в течение 3,5 часов – 70% нагрузки, 50% нагрузки, 40% нагрузки, 25% нагрузки и без нагрузки (при закрытых дроссельных заслонках), т.е. эксперименты проведены по нагрузочным характеристикам двигателей. При этом температура охлаждающей жидкости выдерживалась в интервале 90…92С, температура масла в главной масляной магистрали – 90…95С. После этого двигатели разбирались и производились необходимые замеры.

Предварительно были проведены исследования по изменению физико-химических параметров моторных масел при испытаниях двигателей ЗМЗ-402.10 в составе автомобилей ГАЗ-3110 на автополигоне УКЭР ГАЗ. При этом выдержаны условия: средняя техническая скорость 30…32 км/ч, температура окружающего воздуха 18…26С, пробег до 5000 км. В результате испытаний получено – при увеличении пробегов автомобилей (времени работы двигателей) увеличивалось количество механических примесей и воды в моторных маслах, его коксовое число и зольность, происходили прочие изменения, что представлено в табл. 1

Нагарообразование на поверхностях днищ поршней двигателей ЗМЗ-5234.10 характеризовалось данными, представленными на рис. 3 (для двигателей ЗМЗ-402.10 результаты подобны). Из анализа рисунка следует, что при повышении температур днищ поршней от 100 до 300С толщина (зона существования) нагара уменьшалась с 0,45…0,50 до 0,10…0,15 мм, что объясняется выжиганием нагара при повышении температуры поверхностей двигателей. Твердость же нагара повышалась с 0,5 до 4,0…4,5 баллов по причине спекания нагара при высоких температурах.

Рис. 3. Зависимости нагарообразования на поверхностях днищ поршней двигателей ЗМЗ-5234.10 от их температур:
а – толщина нагара; б – твердость нагара;
символами нанесены усредненные экспериментальные значения

Оценка величин отложений лаков на боковых поверхностях поршней и их внутренних (нерабочих) поверхностях производилась также по десятибалльной шкале, согласно методике 344-Т, используемой во всех ведущих научно-исследовательских учреждениях страны.

Данные по лакообразованию на поверхностях поршней двигателей представлены на рис. 4 (результаты по исследуемым маркам двигателей совпадают). Режимы испытаний указаны ранее и соответствуют режимам при исследованиях нагарообразования на деталях.

Из анализа рисунка следует, что лакообразование на поверхностях поршней двигателей однозначно увеличивается с увеличением температур их поверхностей. На интенсивность лакообразования влияет не только повышение температур поверхностей деталей, но и длительность ее действия, т.е. продолжительность работы двигателей [3]. При этом, однако, процессы лакообразования на рабочих (трущихся) поверхностях поршней существенно замедляются по сравнению с внутренними (нерабочими) поверхностями, вследствие стирания слоя лака в результате трения.

Рис. 4. Зависимости отложений лака на поверхностях поршней двигателей ЗМЗ-5234.10 от их температур:
а – внутренние поверхности; б – боковые поверхности; символами нанесены усредненные экспериментальные значения

Нагаро- и лакообразование на поверхностях деталей существенно интенсифицируется при применении масел групп «Б» и «В», что подтверждено рядом исследований, проведенных авторами на подобных и других типах автомобильных двигателей.

Планомерное увеличение отложений лаков на внутренних (нерабочих) поверхностях поршней вызывает уменьшение теплоотвода в картерное масло при увеличении наработки двигателей. Это вызывает, например, постепенное увеличение уровня теплового состояния двигателей по мере приближения наработки к смене масла при очередном ТО-2 автомобиля.

Образование осадков (шламов) из моторных масел происходит в наибольшей степени на поверхностях картера и клапанной крышки. Результаты исследований осадкообразования в двигателях ЗМЗ-5234.10 представлены на рис. 5 (для двигателей ЗМЗ-402.10 результаты подобны). Осадкообразование на поверхностях указанных ранее деталей оценивалось в зависимости от их температур, для измерения которых были смонтированы термопары (приварены конденсаторной сваркой): на поверхностях картера по 5 штук у каждого двигателя, на поверхностях клапанных крышек – по 3 штуки.

Как следует из рис. 5, при повышении температур поверхностей деталей двигателей осадкообразование на них уменьшается вследствие уменьшения содержания воды в картерном масле, что не противоречит результатам ранее проведенных экспериментов другими исследователями. Во всех двигателях осадкообразование на поверхностях деталей картера оказались больше, чем на поверхностях клапанных крышек.

На моторных маслах групп форсирования «Б» и «В» осадкообразование на деталях ДВС, контактирующих с моторным маслом, происходит интенсивнее, чем на маслах групп форсирования «Г», что подтверждено рядом исследований [1, 2, 3 и др.].

По сравнению с поверхностями поршней, отложения на зеркалах цилиндров следует считать незначительными. Далее, на рис. 6 приводятся данные по лакообразованию на зеркале цилиндра двигателей ЗМЗ-5234.10 при работе на маслах М-8В («автол») и М6з/12Г1, полученные также по методике 344-Т (для двигателей ЗМЗ-402.10 результаты подобны).

В данной работе исследования отложений на зеркалах цилиндров при эксплуатации двигателей на самых современных маслах не проводилось, однако, можно уверенно предположить, что для исследуемых двигателей они будут не больше, чем при их работе на менее качественных маслах.

Полученные результаты по взаимосвязи изменения температур основных деталей двигателей ЗМЗ-402. 10 и ЗМЗ-5234.10 (поршней, цилиндров, клапанных крышек и масляных картеров) и количества отложений позволили выявить закономерности процессов образования нагаров, лаков и осадков на поверхностях указанных деталей. Для этого результаты аппроксимированы функциональными зависимостями методом наименьших квадратов и представлены на рис. 3-5. Полученные закономерности процессов образования отложений на поверхностях деталей автомобильных карбюраторных двигателей должны учитываться и использоваться конструкторами и инженерно-техническими работниками, занимающимися доводкой и эксплуатацией ДВС.

Двигатель автомобиля работает с наибольшей эффективностью лишь при определенных условиях. Оптимальный температурный режим теплонагруженных деталей является одним из таких условий и обеспечивает высокие технические характеристики двигателя с одновременным снижением износов, отложений и, следовательно, повышением показателей его надежности.

Оптимальное тепловое состояние ДВС характеризуется оптимальными температурами поверхностей их теплонагруженных деталей. Анализируя проведенные исследования процессов образования отложений на деталях исследуемых карбюраторных двигателей ЗМЗ и подобные исследования по бензиновым двигателям [1, 2, 3 и др.], можно с достаточной степенью  точности определить интервалы оптимальных и опасных температур поверхностей деталей данного класса двигателей. Полученная информация представлена в табл. 2.

При температурах деталей двигателей в опасной высокотемпературной зоне существенно увеличивается твердость нагара на деталях КС цилиндра, что вызывает процессы калильного зажигания топливовоздушных смесей, количество лаковых отложений на поверхностях поршней и цилиндров, а значит, нарушается нормальный тепловой баланс. Рис. 7.

При температурах деталей двигателей в опасной низкотемпературной зоне увеличивается толщина нагара на поверхностях деталей, образующих КС, что приводит к возникновению детонационного сгорания топливовоздушных смесей, а также при низких температурах поверхностей деталей двигателей на них увеличивается количество осадков из моторных масел. Все это нарушает нормальную работу двигателей. В свою очередь отложения приводят к перераспределению тепловых потоков, проходящих через поршни, и повышению температур поршней в критических точках – в центре огневой поверхности днища поршня и в канавке ВКК. Температурное поле поршня двигателя ЗМЗ-5234.10 с учетом отложений нагаров и лаков на его поверхностях представлено на рис. 7.

Задача теплопроводности методом конечных элементов решалась с ГУ 1-рода, полученными при термометрировании поршня на режиме номинальной мощности при стендовых испытаниях двигателя. Термоэлектрические эксперименты проводились с тем же поршнем, для которого предварительно выполнены исследования температурного состояния без учета отложений. Эксперименты осуществлялись при идентичных условиях. Предварительно двигатель работал на стенде более 80 часов, после чего наступает стабилизация нагаров и лаков. В результате, температура в центре днища поршня повысилась на 24°С, в зоне канавки ВКК – на 26°С в сравнении с моделью поршня без учета отложений. Значение температуры поверхности поршня над ВКК 238°С входит в опасную высокотемпературную зону (табл. 2). Близко к опасной высокотемпературной зоне и значение температуры в центре днища поршня.

На этапе проектирования и доводки двигателей влияние отложений нагаров на тепловоспринимающих поверхностях поршней и лаков на их поверхностях, контактирующих с моторным маслом, учитывается крайне редко. Это обстоятельство в совокупности с эксплуатацией двигателей в составе АТС при повышенных тепловых нагрузках увеличивает вероятность отказов – прогары поршней, закоксовывание поршневых колец и т.д.

Н.А Кузьмин, В.В. Зеленцов, И.О. Донато

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, Управление автомагистрали “Москва — Н.Новгород»

Капитальный ремонт ДВС – как это делается сегодня?

Современные технологии позволяют выполнить капитальный ремонт ДВС и восстановить даже самые безнадежные моторы.

 

В нашей предыдущей статье мы писали о том, что в связи с экономическим кризисом и подорожанием импортных запасных частей вновь становится актуальным и экономически целесообразным капитальный ремонт двигателей внутреннего сгорания (ремонт ДВС). В этой статье мы расскажем об основных методах и технологиях, которые применяются при восстановлении поврежденных и изношенных частей двигателя.

Перед проведением капитального ремонта двигателя автомобиля выполняют его полную разборку, после чего все детали моют и дефектуют. Это является обязательным условием для обеспечения высокого качества результата ремонта ДВС, так как продукты износа и части поврежденных деталей могут попасть в рубашку охлаждения или перекрыть масляный канал, что приведет к повторному выходу из строя отремонтированного двигателя.

Блок цилиндров перед началом ремонта проверяют в специальной опрессовочной ванне на наличие скрытых трещин. Выявленные неглубокие повреждения ремонтируемого двигателя автомобиля сначала рассверливают до основания при помощи фрезы, после чего проваривают металлом. С помощью сварки заделывают и пробитые шатуном отверстия в блоке ремонтируемого ДВС, а также восстанавливают поврежденные перегородки между цилиндрами. Стоить отметить, что блоки из алюминия и алюминиевых сплавов варить легче, чем чугунные, так как у них более низкая температура плавления. Отверстия в блоках из чугуна устраняют при помощи чугунных заплаток.

Расточка блока цилиндров

Изношенные или поврежденные стенки цилиндров растачивают до ремонтного размера и используют поршни и поршневые кольца большего диаметра. Но такой способ ремонта ДВС применим только для моторов, завод-изготовитель которых при конструировании сделал запас, позволяющий выполнить расточку блока цилиндров.

В гильзованных блоках цилиндров гильзы выпрессовывают и устанавливают новые. Ремонт ДВС, для которых производитель этого не предусмотрел, выполняется следующим образом: сначала необходимо расточить цилиндр, а далее запрессовать чугунную гильзу с диаметром под стандартный поршень для каждого отсека. В случае если блок цилиндров ремонтируемого двигателя автомобиля изготовлен из алюминиевого сплава и имеет небольшую толщину стенок между цилиндрами, то чугунная гильза еще и усиливает конструкцию.

Деформированные при перегреве поверхности блока и головки шлифуют на станке, прокладку при этом подбирают такой толщины, чтобы не изменилась степень сжатия.

Коленвал и шлифовка

Поврежденные постели коленвала ремонтируемого двигателя автомобиля восстанавливают обработкой на горизонтально-хонинговальном станке. При этом снимают очень тонкий слой металла и обеспечивают идеально ровную ось вращения, что является очень важным условием, так как в противном случае на вал будут действовать неравномерные нагрузки, которые могут привести к его заклиниванию или поломке и полном отказе отремонтированного ДВС.

Дефектовку коленчатого вала проводят как визуальным осмотром и измерениями, так и с помощью различных технических средств. Довольно интересным методом проверки коленвала является магнитная дефектоскопия:

1. коленчатый вал устанавливают на две опоры с обмотками разных полярностей;
2. на поверхность наносят специальное масло;
3. после коленвал посыпают металлическим порошком.

Магнитное поле, которое создается при прохождении тока через вал, позволяет обнаружить скрытые трещины вала, т.к. над ними характерно выстраиваются частицы порошка.

Обнаруженные неглубокие повреждения на шейках устраняют шлифовкой коленвала, при этом для ремонтируемого ДВС подбирают вкладыши необходимых размеров. Если оригинальных ремонтных деталей нет, то их заменяют на неоригинальные, а иногда изготавливают самостоятельно под требуемые размер.

При ремонте двигателя автомобиля изгибы коленчатого вала правят на специальном прессовом оборудовании. При большом износе шеек на них наваривают ленту, изготовленную из высокопрочного сплава, после чего коленвал шлифуют под размер вкладышей. В такой же способ восстанавливают поврежденные от выработки поверхности под сальниками. Во время ремонта ДВС восстановлению подлежат также и сломанные шпоночные соединения.

Описанный метод не применяют для коленчатых валов дизелей, т.к. они работают при более высоких нагрузках, которые приходятся на детали кривошипно-шатунного механизма. Покупать новый коленвал придется только в случае наличия на нем больших трещин.

Поршневая группа – замена поршней?

При капитальном ремонте двигателя автомобиля замена поршней может быть необязательной, если остаточная толщина их стенок и днища позволяет выполнить восстановление. Однако производители поршней не предоставляют ремонтных размеров и предприятия, которые специализируются на ремонте ДВС, могут рассчитывать только на свой личный опыт.

На поврежденном от удара о клапан днище поршня делают цековки. Если не удается найти кольца подходящего размера для поршня ремонтируемого двигателя автомобиля, то под них немного растачивают канавки.

Не заменяя поршней, на прессовом станке выравнивают и сами шатуны, а под поршневой палец устанавливают новую втулку.

ГБЦ

Проверку головки блока цилиндров (ГБЦ) выполняют так же, как и самого блока – в опрессовочной ванне. Для того чтобы расширились скрытые трещины, в нее наливают горячую воду, после чего закрывают все технологические отверстия и под избыточным давлением подают воздух в рубашку охлаждения. В случае наличия трещин в соответствующем месте будет видно пузырьки воздуха.

Восстановление ГБЦ, как и блока цилиндров, выполняют при помощи сварки. После чего вновь проводится проверка головки блока ремонтируемого ДВС в опрессовочной ванне.

Другие возможные технологические операции при капитальном ремонте двигателя автомобиля:

1. Направляющие втулки клапанов меняют на ремонтные (если такие есть) или изготавливают самостоятельно.
2. Чрезмерно изношенные седла клапанов растачивают, а на их место запрессовывают новые.
3. Изогнутые распредвалы выравнивают на прессовом станке. Как правило, трещин на них не бывает.
4. Постели, как и в блоке цилиндров, растачивают на специальном станке. После чего на опорные поверхности валов наваривают ленты металла и выполняют шлифовку.

Разработанные за долгое время технологии ремонта позволяют восстановить практически любой двигатель с повреждениями самой разной сложности. Но не стоит забывать, что капитальный ремонт – дело не дешевое и прежде чем начать выполнение работ, необходимо провести экономические расчеты, ведь возможно гораздо дешевле будет приобрести новый силовой агрегат.

Капитальный ремонт ДВС

Возникли перебои в работе двигателя, появились посторонние звуки или увеличился расход моторного масла? Решить эти и другие проблемы в сжатые сроки можно, обратившись к опытным специалистам компании «Автосфера»

Двигатель автомобиля, как и любой механизм, требует надлежащего ухода. Несвоевременное техническое обслуживание может повлечь серьезные поломки, устранить которые позволяет только капитальный ремонт двигателя. Если в вашем автомобиле появились посторонние шумы, мощность при движении в гору или при ускорении снизилась, а расход топлива и масла существенно увеличился, необходимо срочно обратиться в специализированный автоцентр для проведения поэтапной диагностики. Только после выявления причины неисправности мастера смогут выполнить ремонт, будь это регулировка клапанов или полная замена двигателя.

Основные этапы капремонта двигателя.

Ремонтные работы включают следующие этапы:

1. Подготовительный;
2. Ремонт блока цилиндров;
3. Ремонт головки блока цилиндров;
4. Сборка и проверка.

На подготовительном этапе мастера снимают двигатель, чистят и моют узлы и детали, определяя степень их износа. Далее проверяют коленчатый вал, поперечные и продольные диаметры цилиндров, выявляют трещины и повреждения деталей и замеряют все технологические зазоры для проведения необходимой регулировки.

Ремонт блока цилиндров предполагает выполнение таких процедур как  гильзование, хонинговка, ремонт коленвала. Причинами неисправности данного агрегата могут стать:

1. Перегрев двигателя;
2. Некачественное масло;
3. Естественный износ деталей.

Поломку можно предотвратить, если внимательно относиться к своему авто и своевременно проводить техническое обслуживание. Специалисты сервиса «АвтоСфера» выполнят замер компрессии, проверят уровень масла и показания панели приборов, заменят охлаждающую жидкость, приводные ремни и свечи зажигания, что позволит исключить такие неприятности в будущем, как замена коленвала или других запчастей.

Ремонт такой важной детали как головка блока цилиндров включает работы по заделке трещин, выравниванию привалочной плоскости, замене распредвала. Помимо этого, может потребоваться замена прокладки крышки клапанов, маслосъемных колпачков, сальников распредвала и другие операции.

После выполнения всех ремонтных работ выполняется сборка двигателя, регулировка зазоров клапанов, проверка крепежа деталей корпуса в соответствии с регламентом.

Ремонт двигателя в компании «Автосфера» – в чем преимущества?

Ремонтирую двигатель в нашем автоцентре, вы получаете:

1. гарантию на выполненую работу 1 год;
2. диагностику на современном оборудовании;
3. качественный ремонт двигателя, цена которого доступна;
4. гарантию профессионального выполнения всех ремонтных работ, как мелких, так и капитальных;
5. выполнение ремонта в сжатые сроки, будь это замена поршневых колец или других деталей.

Уточнить стоимость услуг можно, созвонившись с нашими специалистами или ознакомившись с прайсом на сайте нашего автоцентра. Опытные мастера выполнят диагностику и качественный капремонт ДВС по выгодным ценам. Мы гарантируем максимальную безопасность и комфорт управления автомобилем!

Детали двигателя внутреннего сгорания

Читать и знать, как работает двигатель внутреннего сгорания — это нормально, но незнание его компонентов делает его бесполезным. Комбинированный компонент двигателя транспортного средства заставляет магию работать под капотом, что ж, некоторым людям это кажется волшебством.

Автомобильный двигатель состоит из различных компонентов разного размера, выполняющих различные функции. Данная статья ориентирована на распространенный тип автомобильного двигателя « двигатель внутреннего сгорания ».

Современная версия деталей двигателя сочетает в себе как механические, так и электрические компоненты. Прочтите важные статьи о двигателях внутреннего сгорания…

Автомобильные двигатели заключены в герметичный упругий металлический цилиндр. Он содержит до шестнадцати цилиндров, но большинство современных автомобилей имеют от четырех до восьми цилиндров. Читая мои предыдущие статьи, вы поймете, что функция цилиндра — открываться и закрываться в определенное время, позволяя топливу и воздуху попадать в камеру сгорания и выпускать выхлопные газы.ну, это уже объясненное содержание. Проверьте это по ссылке выше!

В этой статье я распространил список основных частей двигателя внутреннего сгорания, их схемы и их функции.

Компоненты двигателя внутреннего сгорания:

Ниже приведены общие детали двигателя внутреннего сгорания:

1. Цилиндр :

Эти детали автомобильного двигателя расположены в блоке двигателя, также известном как блок цилиндров. Он содержит подкладку или рукава вокруг него.Этот лайнер изнашивается во время работы и может быть легко заменен. В цилиндрах есть часть или пространство для поршня, чтобы двигаться вверх и вниз, заставляя происходить сгорание.

Цилиндры

отличаются диаметром и ходом. Отверстие — это внутренний диаметр, а ход — это эффективная длина поршня, совершающего возвратно-поступательное движение, то есть движение поршня от ВМТ к НМТ, они являются самой верхней и самой нижней точками хода.

В блоке цилиндров также есть пустоты вокруг и между отдельными цилиндрами, эти полые части известны как рубашки.Он позволяет охлаждающей жидкости поступать и циркулировать, обеспечивая эффективное рассеивание тепла в двигателях с жидкостным охлаждением.

2. Поршень :

Поршень представляет собой цилиндрическую часть, которая движется вверх и вниз в цилиндре, обеспечивая полный цикл сгорания (впуск, сжатие, сгорание, выпуск). Посмотрите, как этот процесс работает ниже.

Диаметр поршня немного меньше диаметра цилиндра, чтобы избежать быстрого износа поверхности поршня.В круглые выемки на поверхностях поршня вставлены три кольца, известные как поршневые кольца. Эти кольца изготовлены из алюминия и имеют прямой контакт с гильзой цилиндра, что предотвращает износ поршня.

Два первых кольца представляют собой компрессионные кольца, у него скошена внешняя часть, что способствует возникновению эффекта продувки (предотвращение попадания отработанных газов внутри камеры сгорания в картер). Третье кольцо известно как масляное кольцо, оно предотвращает попадание масла в камеру сгорания и обеспечивает правильное распределение масла по стенкам цилиндра.

3. Коленчатый вал :

Эти детали двигателя помогают преобразовывать скользящее движение поршня во вращательное движение через шатун. Он расположен под блоком цилиндров внутри кожуха, называемого картером. Коленчатый вал имеет выступы, загнутые и смещенные относительно оси вала. В многоцилиндровом двигателе каждый цилиндр снабжен собственной шатунной шейкой, предназначенной для крепления поршня с помощью шатуна.

Часть коленчатого вала, называемая опорным подшипником кривошипа, известна как шатун, имеющий подшипник скольжения.Другая его часть называлась противовесами. Он предназначен для противодействия колебаниям растяжения, испытываемым коленчатым валом из-за возвратно-поступательного дисбаланса движущегося поршня во время процесса сгорания. Балансировка кривошипа либо прикреплена болтами к корпусу кривошипа, либо является составной частью.

Коленчатые валы производятся как по частям, так и в сборе. Цельная конструкция более предпочтительна, поскольку она не оставляет места для вибрации и обеспечивает лучший поток волокна и хорошую способность выдерживать нагрузки.

Наконец, коленчатые валы обычно изготавливают из стали путем ковки вальцом или из пластичной стали путем литья. в то время как цельные коленчатые валы изготавливаются из жаропрочных углеродистых сталей. Некоторые другие стали, такие как микролегированные стали с ванадием, также используются из-за более высокой прочности, которую они могут обеспечить без термической обработки.

4. Шатун :

Эти детали двигателя предназначены для соединения поршня с коленчатым валом. Как упоминалось ранее, он преобразует поступательное движение поршня во вращательное движение кривошипа.Одна из его концевых частей прикреплена к поршню через поршневой палец, также известный как поршневой палец и палец для запястья. Другой его конец прикреплен к шейке шатунной шейки с помощью болтов для удержания верхней и нижней крышек подшипников, называемых шатуном.

Подшипник выполнен в виде двух полукорпусов, помещенных в шейку кривошипа шатуном шатуна. Оба конца не закреплены жестко, чтобы поворачиваться на угол. Следовательно, оба конца находятся в непрерывном движении и испытывают огромную нагрузку от давления поршня.

Шатун обычно изготавливается из кованой стали, а иногда и из алюминиевого сплава, когда приоритетом является легкий вес и высокая способность поглощать удары. Шатун изготовлен с высокой точностью, так как это чувствительная деталь, склонная к выходу из строя.

5. Головка блока цилиндров :

Эти детали двигателя служат крышкой для блока цилиндров, клапана, коромысел и элемента зажигания. Он прикручен к блоку цилиндров с прокладкой головки блока цилиндров между ними.

Головка блока цилиндров изготовлена ​​из чугуна, а иногда и из алюминиевого сплава, когда требуется легкая деталь и поскольку она проводит тепло быстрее, чем чугун.

В двигателе с верхним распределительным валом распределительный вал размещен в головке при отсутствии толкателя для клапанного механизма. Некоторые другие части, такие как впускные, выпускные отверстия и камера сгорания, также имеют пространство под цилиндром, что делает их одним целым компонентом двигателя.

6.Распредвал :

Этот компонент двигателя внутреннего сгорания представляет собой вал с установленным на нем кулачком. его функции — управлять клапанами непосредственно, сидя над ними или через коромысло и толкатель. Время газораспределения определяется размером распредвала. То есть открытие и закрытие клапанов регулируется распределительным валом, который установлен на коленчатом валу либо непосредственно через редуктор, либо косвенно через шкив и ремень привода ГРМ.

Распределительный вал, соединенный с кривошипом шестерней, требовал толкателя и толкателя вместе с коромыслами.Распределительный вал обычно изготавливается из отливок из закаленного чугуна и стальной заготовки, используемой для изготовления высококачественных. Охлажденный чугун обеспечивает большую износостойкость и твердость поверхности.

7. Клапаны :

Клапаны, известные как тарельчатые клапаны в двигателях внутреннего сгорания. Он состоит из длинного тонкого круглого стержня, называемого штоком клапана, и плоского круглого диска, называемого головкой клапана, который сужается вдоль тонкого стержня. Функция клапана состоит в том, чтобы включить клапан для свежего всасывания топлива и воздуха и выпуска отработанных газов (выхлоп.) Открытие и закрытие клапана вызывается скользящим движением распределительного вала и связанных рычагов.

Клапаны двигателя изготовлены из стальных сплавов, наполненных натрием для увеличения теплоотдачи. Наконец, клапаны двухсекционные; впускной / впускной клапан, который позволяет свежему заряду поступать в камеру при открытии, а выпускной / выпускной клапан позволяет выходить выхлопным газам.

8. Коромысло :

Эта деталь двигателя внутреннего сгорания играет важную роль, поскольку она передает вращательное движение кулачка или коленчатого вала через толкатель / фиксатор и преобразует его в линейное движение штока клапана, помогая прижать головку клапана

Головка коромысла изготовлена ​​из стальных штамповок для двигателей легкой и средней мощности, тогда как головка коромысла тяжелого дизельного двигателя изготовлена ​​из чугуна и кованой углеродистой стали, так как она обеспечивает большую прочность и жесткость.Коромысла колеблются вокруг неподвижного стержня шарнира в головке блока цилиндров.

9. Картер двигателя :

Эти компоненты двигателя внутреннего сгорания расположены под блоком цилиндров, содержащим подшипники, вращающие кривошип. Этот основной подшипник представляет собой подшипник скольжения с достаточной подачей масла. Четырехцилиндровые рядные бензиновые двигатели содержат три подшипника в картере, по одному на каждом конце и один посередине, в то время как в дизельных двигателях есть пять коренных подшипников, по одному на каждом конце и по одному между каждым цилиндром.

Картер сделан из чугуна и алюминия, из того же материала, что и блок цилиндров. Картер служит для двигателя множеству целей, так как помогает защитить его внутренний механизм от пыли, грязи и некоторых других материалов. Он также служит корпусом, в котором заключены коленчатый вал и шатун, удерживая масло и воздух.

10. Масляный насос и поддон :

Масляный насос предназначен для перекачивания масла в различные части двигателя для надлежащей смазки, очистки и охлаждения.Масляный насос в двигателе приводится в действие шестерней коленчатого вала. Масло находится под давлением к различным частям компонентов двигателя, что помогает смазывать и охлаждать систему.

Масляный поддон служит резервуаром, в котором хранится масло. Масло поднимается масляным насосом из поддона через сетку из проволочной сетки, которая предотвращает попадание мусора и грязи в двигатель. Масляный фильтр и маслоохладитель пропускают масло перед его распределением по деталям двигателя. После выполнения своей работы масло возвращается в масляный поддон.

Прочие компоненты автомобильного двигателя — электрические, о которых пойдет речь в другой статье. В электрическую часть двигателя входят:

• Генератор
• Стартер
• Свеча зажигания
• Электронная топливная форсунка
• Катушка зажигания и др.

Мы надеемся, что этот пост «Компоненты двигателя внутреннего сгорания» был вам полезен и вам понравилось читать. Если да, то поделитесь этим постом со своими друзьями и учениками в социальных сетях.Спасибо!

21 Основные части двигателя | Детали автомобильного двигателя

Что такое автомобильный двигатель?

Двигатель — это сердце вашего автомобиля. Это сложная машина, созданная для преобразования тепла от горящего газа в энергию, вращающую опорные колеса. Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая часть — это блок двигателя, корпус для наиболее важных движущихся частей двигателя; Съемная верхняя крышка — это ГБЦ.

Цепочка реакций, которая достигает этой цели, приводится в движение искрой, которая воспламеняет смесь паров бензина и сжатого воздуха в цилиндре, который в данный момент закрыт, и заставляет его быстро гореть.Именно поэтому машину называют двигателем внутреннего сгорания. Когда смесь горит, она расширяется и обеспечивает движение автомобиля.

Чтобы выдерживать большие нагрузки, двигатель должен иметь прочную конструкцию.

Головка блока цилиндров содержит каналы с регулируемыми клапанами, через которые смесь воздуха и топлива попадает в цилиндры, и другие каналы, через которые выделяются газы, образующиеся при их сгорании.

Блоки двигателя содержат коленчатый вал, который преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала.Часто в блоке также находится распределительный вал, который управляет механизмами, открывающими и закрывающими клапаны в головке блока цилиндров. Иногда распредвал находится в головке или монтируется над ней.

Если вы хотите узнать больше о том, как работают двигатели? а сколько типов двигателя? Для этого ознакомьтесь с нашей ниже упомянутой статьей.

Схема двигателя автомобиля

Обратитесь к схеме двигателя автомобиля, чтобы узнать, где они находятся на вашем двигателе. Для 4-тактного двигателя важным компонентом двигателя является блок цилиндров, коленчатый вал, шатун, поршень и клапаны.Одно движение поршня вверх или вниз по цилиндру называется ходом.

Название детали двигателя автомобиля

Список деталей двигателя Название:

• Блок двигателя
• Поршень
• Головка блока цилиндров
• Коленчатый вал
• Распределительный вал
• Клапаны двигателя
• Коллектор масла
• Масляный поддон
Rod

Детали автомобильного двигателя: познакомьтесь с вашим двигателем

Автомобильные двигатели — это сложные механизмы, состоящие из множества внутренних частей, которые работают как часы, создавая энергию, приводящую в движение ваш автомобиль.Для правильной работы двигателя все детали должны быть в хорошем состоянии. Ошибка может быть катастрофической!

Основные детали двигателя. Блокировка двигателя. Блок — основная часть двигателя. Поршни. Поршни качаются вверх и вниз, когда зажигаются свечи зажигания, и поршни сжимают топливно-воздушную смесь. Головка блока цилиндров, коленчатый вал, распределительный вал, клапаны двигателя, масляный поддон.

Список деталей двигателя :

1. Блок двигателя

Блок двигателя — это основная часть двигателя.Часто он сделан из алюминия или железа, он имеет несколько отверстий для размещения цилиндров, а также обеспечивает пути потока воды и масла для охлаждения и смазки двигателя. Пути для масла уже, чем для потока воды.

В блоке двигателя также расположены поршни, коленчатый вал, распределительный вал и от четырех до двенадцати цилиндров, в зависимости от автомобиля, в линию, также известную как рядный, плоский или в форме V.

Все остальные части двигатель по существу прикручен к нему. Внутри блока происходит волшебство, такое как возгорание.

2. Поршень

Поршень представляет собой цилиндрический аппарат с плоской поверхностью сверху. Роль поршня заключается в передаче энергии, вырабатываемой при сгорании, коленчатому валу для приведения в движение транспортного средства. Поршни перемещаются вверх и вниз, когда зажигаются свечи зажигания, и поршни сжимают топливно-воздушную смесь.

Эта энергия возвратно-поступательного движения преобразуется во вращательное движение и передается шинам трансмиссией через карданный вал, заставляя их вращаться.

Поршни двигателей, вращающихся со скоростью 1250 об / мин, перемещаются вверх и вниз 2500 раз в минуту.Внутри поршня находятся поршневые кольца, которые используются для создания сжатия и уменьшения трения за счет постоянного трения цилиндра.

3. Головка блока цилиндров

Головка блока цилиндров прикреплена к верхней части блока для уплотнения с помощью прокладки головки блока цилиндров и предотвращения утечки газов.

Головка блока цилиндров содержит множество элементов, включая пружины клапанов, клапаны, толкатели, толкатели, коромысла и распределительные валы для управления проходами, которые позволяют всасываемому воздуху поступать в цилиндры во время такта впуска, а также выпускные каналы, удаляющие выхлопные газы. во время такта выпуска.

4. Коленчатый вал

Коленчатый вал расположен в нижней части блока цилиндров, внутри шейки коленчатого вала (область вала, которая опирается на подшипники). Этот тщательно обработанный и сбалансированный механизм соединен с поршнями через шатун.

Подобно тому, как работает домкрат в коробке, коленчатый вал превращает поршни вверх и вниз в возвратно-поступательное движение со скоростью двигателя и преобразует энергию возвратно-поступательного движения во вращение.

5.Распределительный вал

Распределительный вал может варьироваться от автомобиля к автомобилю и расположен либо в блоке двигателя, либо в головках цилиндров. Многие современные автомобили имеют их в головках цилиндров, также известных как двойной верхний распределительный вал (DOHC) или одинарный верхний распределительный вал (SOHC), и удерживаются рядом подшипников, которые смазываются маслом для длительного срока службы.

Функция распределительного вала заключается в регулировании момента открытия и закрытия клапанов и передаче вращательного движения от коленчатого вала на движение вверх и вниз для управления движением подъемников и перемещения толкателей, коромысел и клапанов. .

6. Ремень / цепь привода ГРМ

Распределительный и коленчатый валы синхронизированы для обеспечения точной синхронизации для правильной работы двигателя. Ремень изготовлен из сверхпрочной резины с шестернями для захвата шкивов распределительного и коленчатого валов. Цепь, как и ваша велосипедная цепь, обвивает шкивы зубьями.

7. Клапаны

Клапаны регулируют поток воздуха, топлива и выхлопных газов в головке блока цилиндров. Есть как впускные, так и выпускные клапаны.

8.Масляный поддон

Масляный поддон, также известный как масляный поддон, прикреплен к нижней части двигателя и хранит все масло, которое используется для смазки двигателя.

Автомобильный двигатель

9.

Камера сгорания

Камера сгорания — это область внутри цилиндра, где воспламеняется топливно-воздушная смесь. Когда поршень сжимает топливно-воздушную смесь и входит в контакт со свечой зажигания, смесь сгорает и вытесняется из камеры сгорания в виде энергии.

Камера сгорания определяется положением, размером и расположением поршня в цилиндре. Отверстие — это внутренний диаметр цилиндра. Объем в нижней мертвой точке (VBDC) определяется как объем, занимаемый между головкой блока цилиндров и поверхностью поршня, когда поршень находится дальше всего от головки блока цилиндров.

Объем в верхней мертвой точке (VTDC) — это объем, занимаемый, когда поршень находится ближе всего к головке блока цилиндров; расстояние между поверхностью поршня и головкой блока цилиндров в VTDC называется зазором.Расстояние, проходимое поршнем между его положениями VTDC и VBDC, называется ходом.

Степень сжатия является наиболее важным фактором, влияющим на теоретический КПД цикла двигателя.

10.

Впускной коллектор d

Впускной коллектор — это трубка, которая является частью двигателя, которая подает топливно-воздушную смесь в камеру сгорания для сгорания. Он подключен к впускным клапанам.

В дизельном двигателе впускной коллектор используется для подачи воздуха в двигатель, а во впускном коллекторе бензинового двигателя используется для подачи топливно-воздушной смеси в двигатель или камеру сгорания.

Из конструкции вышеупомянутого коллектора легко понять, что это коллектор четырехцилиндрового двигателя, поскольку он имеет четыре выхода.

12.

Выпускной коллектор

Выпускной коллектор обычно представляет собой простые узлы из чугуна или нержавеющей стали, которые собирают выхлопные газы двигателя из нескольких цилиндров и подают их в выхлопную трубу. Подключается к выпускным клапанам. Его конструкция такая же, как и у впускного коллектора.

Выпускной коллектор выполняет одинаковую функцию как в бензиновых, так и в дизельных двигателях, в обоих случаях по нему проходят выхлопные газы.

13.

Впускные и выпускные клапаны

Впускные и выпускные клапаны используются для контроля и регулирования наддува (или воздуха), поступающего в двигатель для горения и выпуска отработавших газов, выходящих из цилиндра соответственно.

Поставляются либо на головках цилиндров, либо на стенках цилиндров. У них обычно голова в форме гриба.

В бензиновых двигателях воздух и топливная смесь поступают через впускной клапан. Но в дизельных двигателях через впускной клапан поступает только воздух.Выпускной клапан в обоих случаях предназначен для выпуска выхлопных газов.

Впускные клапаны подсоединены к впускному коллектору, а выпускные клапаны подсоединены к выпускному коллектору. Как впускной, так и выпускной коллекторы описаны выше.

Детали двигателя

14.

Свеча зажигания

Свеча зажигания является важным компонентом системы зажигания и должна работать в самых тяжелых условиях. Поскольку эта камера сгорания подвергается воздействию температуры и давления и загрязненных продуктов сгорания, она требует повышенного внимания со стороны обслуживания и, как правило, является самым короткоживущим компонентом бензинового двигателя.

Он состоит из стального кожуха с резьбой для стандартного 14-мм отверстия в головке цилиндра. Свечи зажигания могут использовать прокладку или коническое седло, чтобы соответствовать зазору между головкой цилиндра и свечой. Плавленый керамический изолирующий элемент залит в корпус вилки, а центральный стальной электрод проходит через изолятор до разъема, к которому присоединен высоковольтный вывод от распределителя.

Другой электрод приваривается к металлическому корпусу свечи, которая установлена ​​на головке блока цилиндров.Электроды встречаются во многих конфигурациях и изготавливаются из разных типов сплавов.

15.

Шатун

Шатун из кованой стали соединяет поршень с ходом (смещенной частью) коленчатого вала и преобразует вращательное движение поршня в частоту вращения кривошипа.

Шатун имеет два конца: малый конец и большой конец. Малый конец соединяется с головкой поршня с помощью поршневого пальца, а большой конец — с коленчатым валом с помощью шатунной шейки.Двигатели V-типа обычно имеют противоположные цилиндры. Которые достаточно вибрируют, чтобы два шатуна могли работать вместе при каждом ходу кривошипа.

16.

Поршневое кольцо

Поршень является основной частью поршневого кольца. Он образует подвижную границу. Когда топливо горит внутри цилиндра. Он прикладывал силу давления к поршню, которая перемещала его вниз и преобразовывала тепловую энергию в механическую.

Поршни оснащены металлическими кольцами, которые выполняют множество функций.Эти кольца известны как поршневые кольца.

В поршне используются в основном три типа поршневых колец

• Первое — это температурное кольцо. Поршневое кольцо рассчитано на экстремальные температуры.
• Второй — нажимное кольцо. Поршневое кольцо предназначено для выдерживания экстремального давления из-за тяги, создаваемой двигателем.
• Третье — смазочное кольцо. Поршневое кольцо сконструировано таким образом, что небольшое количество смазки всегда проходит через него в камеру сгорания.

17. Поршневой палец

В двигателе автомобиля поршневой палец прикрепляет поршень к шатуну. И дает подшипник на шатун для привода поршня.

Материал: стальной сплав или титановый штифт (низкая плотность) (Ti-6Al-4V)

18. Кулачок

Они являются неотъемлемой частью распределительных валов. Из-за кулачков распределительный вал известен как распределительный вал. Кулачки установлены на распределительном валу для управления синхронизацией впускных и выпускных клапанов.

Теперь мы говорим о самой важной части автомобильного двигателя.

19. Маховик

Крутящий момент, создаваемый двигателем, неодинаков и колеблется. Если автомобиль продолжает двигаться с этой колеблющейся мощностью. Это доставит райдеру огромный дискомфорт, а также снизит срок службы различных его частей.

Следовательно, для решения проблемы колебания нагрузки используется маховик. На распредвале обычно устанавливается маховик. Он сохраняет крутящий момент, когда его значение является высоким, и отпускает его, когда его значение является низким в рабочем цикле.Он действует как буфер крутящего момента.

20. Прокладка

Прокладка головки зажата между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров. Прокладка головки обеспечивает герметичность в процессе внутреннего сгорания, а также предотвращает смешивание охлаждающей жидкости и масла при перемещении двух жидкостей от блока цилиндров к головке блока цилиндров. Сами по себе прокладки головки блока цилиндров стоят не очень дорого.

Все это важные части автомобильного двигателя, а сердце и душа вашего автомобиля — двигатель внутреннего сгорания. Блок двигателя включает такие детали, как цепь привода ГРМ, распределительный вал, коленчатый вал, свечи зажигания, головки цилиндров, клапаны и поршни.

Часто задаваемые вопросы.

Какие основные части двигателя?

Основные детали двигателя . Блок двигателя . Блок — основная часть двигателя. Поршни. Поршни качаются вверх и вниз, когда зажигаются свечи зажигания, и поршни сжимают топливно-воздушную смесь. Головка блока цилиндров . Коленчатый вал . Распределительный вал . Клапаны двигателя . Поддон масляный .

Как называются детали автомобильного двигателя?

основные части двигателя.
1. Блок двигателя.
2. Поршни.
3. Головка блока цилиндров.
4. Коленчатый вал.
5. Распределительный вал.
6. Клапаны двигателя.
7. Масляный поддон.
8. Коллекторы
9. Шатун
10. Поршневое кольцо

Что такое автомобильный двигатель?

Двигатель — это сердце вашего автомобиля. Это сложная машина, созданная для преобразования тепла от горящего газа в силу, вращающую опорные колеса. Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая часть — это блок цилиндров, кожух основных движущихся частей двигателя; съемная верхняя крышка — это ГБЦ.

Что такое двигатель?

Двигатель или мотор — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую. Тепловые двигатели преобразуют тепло в работу посредством различных термодинамических процессов.

Читайте также

Как это:

Нравится Загрузка …

Связанные

Основные компоненты IC Engine и их функции

Несмотря на то, что существуют разные типы двигателей внутреннего сгорания, и каждый двигатель состоит из сотен компонентов, есть некоторые основные компоненты, которые присутствуют почти во всех двигателях.Те, кто изучает двигатели IC, должны знать этот базовый компонент и часто используемую терминологию в двигателях IC.
На рисунке показан поперечный разрез двигателя SI, различные компоненты и его функции описаны ниже.

🔗Разница между SI Engine и CI Engine
🔗Сравнение двухтактных и четырехтактных двигателей

Блок цилиндров

6-цилиндровый блок BMW

Блок цилиндров — это основной корпус двигателя.Это основная несущая конструкция, которая удерживает вместе другие компоненты и обеспечивает точки крепления. Блок цилиндров изготавливается методом литья. Используемый материал может быть железом или алюминием. Для многоцилиндрового двигателя блок цилиндров выполнен как единое целое. Головка блока цилиндров плотно закреплена на верхней части блока цилиндров болтом и шпильками. Эти две части снабжены соответствующей системой охлаждения (водяная рубашка, охлаждающие ребра). Прокладка цилиндра используется для уплотнения всех сопрягаемых поверхностей, в том числе между головкой цилиндров и блоком цилиндров.Материал прокладки может быть резиной, бумагой, пробкой или металлом. Нижняя часть блока цилиндров называется картером.

Цилиндр
Цилиндр — это пространство или цилиндрический сосуд, поддерживаемый блоком цилиндров, в котором поршень совершает возвратно-поступательное движение. В процессе работы двигателя объем внутри цилиндра заполняется рабочей жидкостью и подвергается различным термодинамическим процессам.

Поршень

Поршень — это трубчатый элемент, который устанавливается в цилиндр двигателя.Его движение ограничено одним измерением, он совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Поршневые кольца и смазочные материалы, обеспечивающие посадку, являются газонепроницаемыми. Он также действует как связующее звено в передаче сил газа во вращательное движение выходного вала.

Кольца поршневые

На поршне предусмотрены поршневые кольца, обеспечивающие газонепроницаемое уплотнение между поршнем и стенкой цилиндра. Он вставляется в прорези на внешнем диаметре поршня для предотвращения утечки продуктов сгорания во время работы двигателя.

Камера сгорания
Камера сгорания — это пространство, заключенное между цилиндром и верхней частью поршня во время процесса сгорания. В камере сгорания происходит сгорание топлива, выделение тепловой энергии и повышение давления.

Шатуны

Это металлический стержень, который соединяет поршень и коленчатый вал. Он передает усилие от поршня на коленчатый вал. Малый конец шатуна соединял поршень с поршневым пальцем, а большой конец — с коленчатым валом с помощью шатунной шейки.

Коленчатый вал

Коленчатый вал — это компонент, который заключен в картер и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение выходного вала. Подшипники используются для поддержки вала трещины, уменьшения трения и позволяют ему свободно вращаться при различных условиях нагрузки. На них предусмотрена пара шатунов и балансировочные грузы для статической и динамической балансировки вращающейся системы.

Свеча зажигания

Это компонент двигателя с искровым зажиганием, инициирующий процесс сгорания.Обычно он находится на головке блока цилиндров.

Уплотнения
Уплотнения двигателя расположены на конце вала, который выходит за пределы блока цилиндров. Уплотнения защищают подшипник и предотвращают утечку газа и масла.

Кулачки и распредвал
Кулачки и распредвал — это части двигателя, которые контролируют открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Кулачок и распределительный вал приводятся в движение коленчатым валом с помощью синхронизирующих шестерен, и они сконструированы таким образом, чтобы открывать клапаны в нужное время и держать их открытыми в течение необходимого времени.Распредвалы также используются для привода системы зажигания.

Впускные и выпускные клапаны
Это клапаны, предусмотренные в головке блока цилиндров для регулирования потока рабочей жидкости в цилиндр и удаления продуктов сгорания в атмосферу.

Впускной коллектор и выпускной коллектор
Трубы, которые соединяют впускную систему с впускным клапаном, известны как впускной коллектор. Воздух, топливовоздушная смесь втягивается в цилиндр через впускной коллектор.

Выпускной коллектор — это патрубок, соединяющий выхлопную систему с выпускными клапанами. Продукты сгорания, такие как CO, NOx и т. Д., Попадают в атмосферу через выпускной коллектор.

Маховик

Чтение: Что такое маховик? функция, приложения и уравнение для накопленной энергии

Крутящий момент на коленчатом валу колеблется в течение одного цикла сгорания и вызывает колебания угловой скорости вала. Маховик — это инерционная масса, прикрепленная к выходному валу, чтобы минимизировать эти колебания и добиться равномерного крутящего момента.

Основные детали двигателя внутреннего сгорания и их функции, материалы, изображения, метод изготовления.

Каковы основные части автомобильного двигателя?

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором сгорание (сжигание топлива) происходит внутри цилиндра двигателя. При сгорании топлива возникает высокая температура и сила давления. Эта сила давления используется для перемещения транспортного средства или вращения колес с помощью какого-либо механизма.

В двигателе многие части работают вместе и достигают цели преобразования химической энергии топлива в механическую.Эти части скреплены болтами, и комбинация всех этих частей известна как двигатель. Сегодня я собираюсь рассказать вам об этих деталях и о том, как они работают, чтобы вы могли узнать основы автомобильных двигателей.

Детали двигателя внутреннего сгорания

1. Блок цилиндров: —

• Это контейнер с поршнем, в котором сгорает топливо и вырабатывается энергия.
• Цилиндр — это основной корпус двигателя внутреннего сгорания. Цилиндр — это часть, в которой происходит забор топлива, сжатие топлива и сжигание топлива.Основная функция цилиндра — направлять поршень.
• Для охлаждения цилиндра на внешней стороне цилиндра расположена водяная рубашка (для жидкостного охлаждения, используемого в большинстве автомобилей) или плавник (для воздушного охлаждения, используемого в большинстве мотоциклов).
• На верхнем конце цилиндра, головка цилиндра и на нижнем конце картера закреплены болтами.
• Материал: Ковкий чугун (с шаровидным графитом), 30C8 (низкоуглеродистая сталь)
• Метод производства: Литье, ковка и последующая теплопередача, обработка

Блок цилиндров

2.Головка цилиндра / крышка цилиндра: —

• Один конец цилиндра закрыт с помощью головки цилиндра. Он состоит из впускного клапана для впуска топливовоздушной смеси и выпускного клапана для удаления продуктов сгорания.
• Впускной клапан, выпускной клапан, свеча зажигания, форсунка и т. Д. Прикручены к головке блока цилиндров. Основная функция головки блока цилиндров — герметизировать блок цилиндров и не допускать попадания и выхода газов на клапанную крышку крышки двигателя.
• Функция: Обеспечивает корпус для выпускных и впускных клапанов, резьбовые отверстия для свечей зажигания или топливной форсунки и необходимые соединения, проход для рубашек охлаждения и каналы для топливовоздушной смеси.
• Материал: Алюминиевые сплавы
• Метод производства: Литье, литье под давлением, формовка.

Крышка цилиндра

3. Поршень: —

• Поршень используется для возвратно-поступательного движения внутри цилиндра.
• Передает энергию коленчатому валу через шатун.
• Материал: Алюминиевый сплав 4652 из-за его низкого удельного веса.
• Метод изготовления: Отливка

Поршень

4.Поршневые кольца: —

• Они используются для поддержания герметичного уплотнения между поршнем и стенками цилиндра, а также для передачи тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.
• Эти кольца вставляются в пазы, вырезанные в поршне. Они разделены на одном конце, поэтому они могут расширяться или скользить по концу поршня.
• Функция поршневых колец:
  1. Обеспечивает герметичное уплотнение, предотвращающее выход отработанных газов.
  2. Для формирования основного пути отвода тепла от днища поршня к стенкам цилиндра.
• Функция компрессионного кольца:
  Для управления потоком масла к юбке и самим кольцам в достаточном количестве, предотвращая попадание чрезмерного количества масла в камеру сгорания с последующими отходами и карбонизацией.
• Материал: мелкозернистый чугун и высокоэластичный материал
• Метод изготовления: Метод заливки в горшок

Поршневые кольца

5.Шатун: —

• Один конец шатуна соединен с поршнем через поршневой палец, а другой конец соединен с кривошипом через шатун.
• Он передает возвратно-поступательное движение поршня на кривошип.
• У шатуна два конца: один называется большим концом, а другой — малым концом. Большой конец соединен с коленчатым валом, а малый конец соединен с поршнем с помощью поршневого пальца.
• Функция:
  1) Преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
  2) Соединяет поршень с коленчатым валом.
• Материал: Низкоуглеродистая сталь 30C8
• Методы производства: Ковка и последующая термообработка.

Шатун

6. Кривошип: —

• Это рычаг между шатуном и коленчатым валом.

7. Коленчатый вал: —

• Коленчатый вал предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение.
• Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания воспринимает усилие или тягу, прилагаемую поршнем к шатуну, и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
• Коленчатый вал устанавливается в подшипник, поэтому он может свободно вращаться.
• Форма и размер коленчатого вала зависят от количества и расположения цилиндров.
• Функции: 1. Преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное движение.
  2.Он передает мощность на маховик.
  3. Он получает питание от маховика.
• Материал: 37C15 легированная сталь.
• Метод изготовления: Ковка

Коленчатый вал

8. Маховик: —

• Маховик — это вращающаяся масса, используемая в качестве накопителя энергии.
• На коленчатом валу закреплен маховик. Основная функция маховика — вращать вал во время подготовительного хода.Это также делает вращение коленчатого вала более равномерным.
• Функция: 1. Маховик поглощает энергию во время рабочего хода и подает ее во время остальных ходов.
  2. Маховик поддерживает вращение коленчатого вала с постоянной скоростью на всем протяжении, несмотря на неравномерные импульсы мощности цилиндров двигателя.
  4. Маховик передает привод от пусковых двигателей к коленчатому валу при запуске двигателя.
• Материал: чугун
• Метод изготовления: Отливка

.Картер картера: —

• Он поддерживает и закрывает цилиндр и коленчатый вал. Он используется для хранения смазочного масла.
• Основной корпус двигателя, к которому прикреплен цилиндр и который содержит коленчатый вал и подшипник коленчатого вала, называется картером. Он также служит системой смазки и иногда его называют масляным картером. В него помещается все масло для смазки.

Картер

10. Тарельчатые клапаны

• Клапан — это устройство, которое регулирует, направляет или контролирует поток текучей среды (газов, жидкостей, псевдоожиженных твердых частиц или суспензий) путем открытия, закрытия или частичного открытия
  засорение различных проходов.

• Впускной и выпускной клапаны открываются в нужное время, чтобы впустить воздух и топливо и выпустить выхлоп.

• Обратите внимание, что оба клапана закрыты во время сжатия и сгорания, так что камера сгорания герметична.

• Материалы: Фосфорная бронза и металл монель.

Клапан POPPET

11. Свеча зажигания:

• Основная функция свечи зажигания — отвод высокого потенциала от системы зажигания в камеру сгорания.
• Обеспечивает соответствующий промежуток, через который возникает искра при приложении высокого напряжения для воспламенения смеси в камере зажигания.
• Метод производства: Каждый основной элемент свечи зажигания — центральный электрод, боковой электрод, изолятор и кожух — изготавливается в непрерывном поточном процессе сборки. Затем боковой электрод прикрепляется к оболочке, а центральный электрод устанавливается внутри изолятора. Наконец, основные детали собраны в единое целое.

Свеча зажигания

12. Подшипник двигателя:

• Коленчатый вал поддерживается подшипником.
• Везде, где в двигателе происходит вращательное движение, подшипники используются для поддержки движущихся частей.
• Его цель — уменьшить трение и позволить деталям свободно перемещаться.
• Функция: Подшипники удерживают коленчатый вал на месте и предотвращают смещение коленчатого вала силами, создаваемыми поршнем и передаваемыми на коленчатый вал
  шатунами, вместо этого заставляя кривошип преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращение.

13. Регулятор:

• Устройство для автоматического регулирования производительности машины путем регулирования подачи рабочей жидкости.
• Когда скорость уменьшается из-за увеличения нагрузки, подающий клапан открывается механизмом, управляемым регулятором, и двигатель, таким образом, снова ускоряется до своей исходной скорости.
• Таким образом, функция регулятора заключается в управлении колебаниями частоты вращения двигателя из-за изменений нагрузки.
• См .: Знакомство с губернаторами | Классификация / Типы регуляторов

Губернатор

14.Карбюратор:

• Функция карбюратора заключается в том, чтобы распылять и дозировать жидкое топливо, а также смешивать его с воздухом, когда он попадает во впускную систему двигателя.
• Поддержание соотношения топливо-воздух при всех условиях эксплуатации, соответствующих данным условиям.

15. Топливный распылитель или инжектор

• Впрыск топлива — это система для смешивания топлива с воздухом в двигателе внутреннего сгорания. Он стал основной системой подачи топлива, используемой в автомобильных бензиновых двигателях, почти полностью заменив карбюраторы в конце 1980-х годов.
• Основное различие между карбюраторами и впрыском топлива заключается в том, что впрыск топлива распыляет топливо, принудительно прокачивая его через маленькую форсунку под высоким давлением, в то время как карбюратор полагается на низкое давление, создаваемое всасываемым воздухом, проходящим через него, чтобы добавить топливо в воздушный поток. .
• Топливная форсунка — это только форсунка и клапан: мощность для впрыска топлива исходит от насоса или резервуара под давлением, расположенного дальше от источника топлива.

16.Коллектор

• Основная функция коллектора — подавать топливно-воздушную смесь и собирать выхлопные газы в равной степени от всего цилиндра. В двигателе внутреннего сгорания используются два коллектора: один для впуска, а другой для выпуска.
• Функция впускного коллектора:
  1) Впускной коллектор передает воздушно-топливную смесь от карбюратора к цилиндрам двигателя.
  2) Он обеспечивает достаточно большое пространство, чтобы обеспечить достаточный поток заряда для максимальной мощности, и, с другой стороны, он должен быть достаточно маленьким, чтобы поддерживать адекватную скорость для удержания капель топлива в воздухе.
  3) Он должен обеспечивать наименьшее сопротивление потоку.
  4) В MPFI облегчает впрыск топлива во впускной коллектор перед подачей в цилиндр.
• Функция выпускного коллектора:
  1) Функция выпускного коллектора заключается в удалении выхлопных газов из камеры сгорания каждого цилиндра в атмосферу через выхлопную трубу после завершения такта сгорания.
  2) Чтобы поддерживать минимальное противодавление.
• Материал: Алюминиевый сплав — Сплав 4600

Маховик1

Коллектор

17.Поршневой палец или поршневой палец

• Это параллельные шпиндели из закаленной стали, проходящие через бобышки поршня и малые концевые втулки или проушины для обеспечения возможности поворота шатунов. Он соединяет поршень с шатуном. Он сделан полым для легкости.
• Материал: Обычная углеродистая сталь 10C4

18. Толкатель

• Толкатель используется, когда распределительный вал расположен на нижнем конце цилиндра.Он передает движение распределительного вала к клапанам, расположенным на головке блока цилиндров.

Толкатель

19. Коромысло:

• Коромысла обычно находятся между толкателем и впускными клапанами. Они позволяют толкателям подталкивать коромысла и, следовательно, опускать клапаны.
• Материал: Среднеуглеродистая сталь
• Методы изготовления: Ковка

2Распределительный вал:

• Распределительный вал используется в двигателе внутреннего сгорания для управления открытием и закрытием клапанов в нужное время.
• Для обеспечения надлежащей выходной мощности двигателя впускной клапан должен открываться в конце такта выпуска и закрываться в конце такта впуска.
• Итак, чтобы регулировать время, используется кулачок овальной формы, который оказывает давление на клапан для открытия и отпускания для закрытия.
• Приводится зубчатым ремнем, который приводится в движение коленчатым валом. Он размещается вверху или внизу цилиндра.
• Функция: 1. Распределительный вал отвечает за открытие клапанов. Кулачковый вал имеет ряд кулачков по длине, по два кулачка на каждый цилиндр, один управляет впускным клапаном, а другой — выпускным.
  2. Распредвал имеет эксцентрический выступ, который приводит в действие топливный насос.
  3. На распредвале имеется шестерня, приводящая в действие распределитель зажигания
  и масляный насос.
• Материал: Обычная углеродистая сталь 10C4
• Метод производства: Шлифовка, закалка

Коромысло

902 904 902 904 902 904 904 904 902 904 902 904 902 904 Код BIS

21.Прокладка:

Функции:

1. Прокладка помещается между головкой цилиндров и блоком цилиндров для сохранения сжатия в цилиндре.
2. Прокладка предотвращает утечку газов из камеры сгорания и обеспечивает герметичное соединение.
3. Прокладка также выдерживает высокое давление и высокую температуру.

Ссылка: Свойства материала из конструкции машины В.Б. Бхандари Книга

Щелкните здесь, чтобы увидеть больше сообщений:

Автомобильные тенденции, новостные статьи, примечания

Примечания к автомобильной инженерии и системные примечания, статья

Статьи о двигателях IC , Заметки, вопросы и ответы

Основные концепции, статьи

Список проектов автомобильной инженерии — Аннотация, отчет

Сачин Торат

Сачин получил степень бакалавра технических наук в области машиностроения в известном инженерном колледже.В настоящее время он работает дизайнером в индустрии листового металла. Кроме того, он интересовался дизайном продуктов, анимацией и дизайном проектов. Он также любит писать статьи, относящиеся к области машиностроения, и пытается мотивировать других студентов-механиков своими новаторскими проектными идеями, дизайном, моделями и видео.

Недавние сообщения

ссылка на гидравлические уплотнения — определение, типы, схемы, функции, неисправности, приложение ссылка на слоттер — типы, детали, операции, схемы, спецификации

LearnMech.Com — это платформа, ориентированная на проекты в области машиностроения, которой управляет Сачин Торат, получивший степень бакалавра технических наук в области машиностроения. Чтобы узнать больше об этом портале или Сачин Торат, нажмите кнопку ниже!

ПОДРОБНЕЕ

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 2 0 obj > / Содержание [5 0 R] >> эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > поток конечный поток эндобдж 6 0 obj > поток application / pdf

2020-04-30T22: 33: 41 + 05: 30PDF Разделение и слияние (http: // www.pdfarea.com) 2020-04-30T22: 33: 41 + 05: 30PDF Splitter and Merger (http://www.pdfarea.com) конечный поток эндобдж 7 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Содержание [33 0 R 34 0 R] / Группа> / Вкладки / S / StructParents 0 >> эндобдж 8 0 объект > поток конечный поток эндобдж 9 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Содержание 38 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 4 >> эндобдж 10 0 obj > поток конечный поток эндобдж 11 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Содержание 40 0 ​​руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 1 >> эндобдж 12 0 объект > поток конечный поток эндобдж 13 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Содержание 43 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 2 >> эндобдж 14 0 объект > поток конечный поток эндобдж 15 0 объект > / XObject> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] >> / Содержание 46 0 руб. / Группа> / Вкладки / S / StructParents 3 >> эндобдж 16 0 объект > поток конечный поток эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > поток

Что такое дизельный двигатель? Как это работает? — Welland Power

Что такое дизельный двигатель?

Дизельный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором воспламенение от сжатия используется для преобразования энергии дизельного топлива в механическую энергию вращения.Дизельный двигатель был назван в честь его изобретателя Рудольфа Дизеля, который родился в Париже в 1958 году. Первый дизельный двигатель был создан в 1893 году и первоначально был разработан для работы на арахисовом масле.

Дизельное топливо было названо так потому, что оно использовалось для работы дизельных двигателей, дизельные двигатели не были названы в честь топлива, которое во времена первого дизельного двигателя было бесполезным побочным продуктом при извлечении парафина и керосина из сырой нефти. В 1894 году этот продукт отходов получил окончательное название «дизельное топливо».

Как работает дизельный двигатель?

В дизельном двигателе поршни сжимают смесь воздуха (содержащего кислород) с дизельным топливом.Когда этот воздух сжимается в соотношении примерно 15: 1, смесь взрывается, заставляя поршень подниматься и создавая возвратно-поступательное движение. Затем это движение преобразуется коленчатым валом двигателя во вращательное.

Какие основные компоненты в дизельном двигателе?

Топливная система двигателя

Топливная система включает топливный насос высокого давления, подъемный насос, форсунки и все топливопроводы. Также будут некоторые топливные фильтры и, возможно, водоотделитель, предотвращающий повреждение дизельного двигателя некачественным топливом.

Система смазки двигателя / масляная система

Система смазки обеспечивает бесперебойную работу двигателя, предотвращая износ движущихся частей за счет использования масла под давлением для смазки и уменьшения трения. Масляная система будет иметь масляный насос и масляные фильтры, чтобы масло было чистым от загрязнений.

Система охлаждения двигателя

Система охлаждения обрабатывает охлаждающую жидкость двигателя — обычно смесь дистиллированной воды и гликоля с некоторыми дополнительными присадками для предотвращения коррозии.На некоторых двигателях также может быть фильтр охлаждающей жидкости и «водяной насос», который на самом деле является насосом охлаждающей жидкости. Насос охлаждающей жидкости используется для проталкивания охлаждающей жидкости вокруг двигателя и любого устройства, используемого для охлаждения жидкости — обычно радиатора, но иногда и теплообменника.

Выхлопная система двигателя

Очень важно избавиться от отработавших газов сгорания — отводить отработанные газы из цилиндров двигателя через выпускной коллектор в основную систему глушителя, что снижает уровень шума.Глушитель обычно не является частью двигателя, а является дополнением для снижения шума в соответствии с требованиями клиентов. Выхлопные газы проходят через турбонагнетатель, заставляя его вращаться там, где он установлен.

Двигатели Турбонагнетатель

Большинство двигателей оснащено турбонаддувом. Это устройство сжимает воздух для горения, чтобы сделать двигатель более мощным.

Дизельный двигатель состоит из сотен компонентов, но каковы основные части дизельного двигателя?

1. Блок двигателя
2. Поршни
3. Вал коленчатый
4. ТНВД и система управления двигателем
5. Форсунки
6. Стартер
7. Головка
8. Клапаны
9. Часто Турбокомпрессор
10. Топливные фильтры
11. Масляные фильтры
12. Воздушные фильтры
13. Маховик

Комплектующие к двигателям внутреннего сгорания

Двигатели внутреннего сгорания бывают самых разных типов, но имеют определенное семейное сходство и, таким образом, имеют много общих типов компонентов.

Камеры сгорания

Основная статья: Камера сгорания

Двигатели внутреннего сгорания могут содержать любое количество камер сгорания (цилиндров), обычно используются числа от одного до двенадцати, хотя использовалось до 36 (Lycoming R-7755). Наличие большего количества цилиндров в двигателе дает два потенциальных преимущества: во-первых, двигатель может иметь больший рабочий объем с меньшими отдельными возвратно-поступательными массами, то есть масса каждого поршня может быть меньше, что делает двигатель более плавным, поскольку двигатель имеет тенденцию к вибрации. в результате движения поршней вверх и вниз.Удвоение количества цилиндров одинакового размера удвоит крутящий момент и мощность. Обратной стороной наличия большего количества поршней является то, что двигатель будет иметь больший вес и создавать большее внутреннее трение, поскольку большее количество поршней трутся о внутреннюю часть их цилиндров. Это ведет к снижению топливной экономичности и лишает двигатель части мощности. Для высокопроизводительных бензиновых двигателей, использующих современные материалы и технологии, таких как двигатели, используемые в современных автомобилях, кажется, есть точка около 10 или 12 цилиндров, после которой добавление цилиндров становится общим ущербом для производительности и эффективности.Хотя есть исключения типа двигателя W16 от Volkswagen.

• Большинство автомобильных двигателей имеют от четырех до восьми цилиндров, некоторые высокопроизводительные автомобили имеют десять, 12 или даже 16 цилиндров, а некоторые очень маленькие легковые и грузовые автомобили имеют два или три цилиндра. В предыдущие годы некоторые довольно большие автомобили, такие как DKW и Saab 92, имели двухцилиндровые или двухтактные двигатели.
• Радиальные авиационные двигатели имели от трех до 28 цилиндров; Примеры включают малый Kinner B-5 и большой Pratt & Whitney R-4360.Более крупные примеры были построены в виде нескольких строк. Поскольку каждая строка содержит нечетное количество цилиндров, чтобы дать четную последовательность запуска для четырехтактного двигателя, четное число указывает на двух- или четырехрядный двигатель. Самым большим из них был Lycoming R-7755 с 36 цилиндрами (четыре ряда по девять цилиндров), но он не был запущен в производство.
• Мотоциклы обычно имеют от одного до четырех цилиндров, а в некоторых высокопроизводительных моделях их шесть; хотя некоторые «новинки» существуют с 8, 10 или 12.
• Снегоходы Обычно имеют от одного до четырех цилиндров и могут быть как 2-тактными, так и 4-тактными, обычно в рядной конфигурации, однако, опять же, есть некоторые новшества, которые существуют с двигателями V-4
• Небольшие портативные приборы, такие как бензопилы, генераторы и бытовые газонокосилки, чаще всего имеют один цилиндр, но существуют двухцилиндровые бензопилы.
• Большие реверсивные судовые двухтактные дизели имеют как минимум от трех до более десяти цилиндров. Грузовые тепловозы обычно имеют от 12 до 20 цилиндров из-за нехватки места, поскольку цилиндры большего размера занимают больше места (объема) на 1 кВт · ч, из-за ограничения средней скорости поршня менее 30 футов / сек на двигателях со сроком службы более 40000 часов при полной загрузке. мощность.

Система зажигания

Основная статья: Система зажигания

Система зажигания двигателей внутреннего сгорания зависит от типа двигателя и используемого топлива.Бензиновые двигатели обычно зажигаются от точно рассчитанной искры, а дизельные двигатели — от нагрева от сжатия. Исторически использовалось внешнее пламя и системы с горячей трубкой, см. Двигатель с горячей лампой.

Искра

Основная статья: Система зажигания

Смесь воспламеняется электрической искрой от свечи зажигания, время которой очень точно контролируется. Практически все бензиновые двигатели относятся к этому типу. Синхронизация дизельных двигателей точно контролируется нагнетательным насосом и форсункой.

Сжатие

Возгорание происходит, когда температура топливно-воздушной смеси превышает температуру самовоспламенения из-за тепла, выделяемого при сжатии воздуха во время такта сжатия.Подавляющее большинство двигателей с воспламенением от сжатия — это дизели, в которых топливо смешивается с воздухом после того, как воздух достигает температуры воспламенения. В этом случае синхронизация происходит от системы впрыска топлива. В очень маленьких моделях двигателей, для которых простота и легкий вес важнее затрат на топливо, используются легко воспламеняемые виды топлива (смесь керосина, эфира и смазки) и регулируемое сжатие для контроля момента зажигания при запуске и работе.

Опережение зажигания

Основная статья: Время зажигания

Для поршневых двигателей точка цикла воспламенения смеси топливо-окислитель оказывает прямое влияние на КПД и мощность ДВС.Термодинамика идеализированного теплового двигателя Карно говорит нам, что ДВС наиболее эффективен, если большая часть горения происходит при высокой температуре в результате сжатия — около верхней мертвой точки. Скорость фронта пламени напрямую зависит от степени сжатия, температуры топливной смеси и октанового числа или цетанового числа топлива. Более бедные смеси и смеси с более низким давлением горят медленнее, что требует более точного момента зажигания. Важно, чтобы горение распространялось тепловым фронтом пламени (дефлаграция), а не ударной волной.Распространение горения за счет ударной волны называется детонацией, а в двигателях также известно как гудение или детонация двигателя.

Таким образом, по крайней мере в двигателях, работающих на бензине, угол опережения зажигания в значительной степени является компромиссом между более поздней «запаздывающей» искрой, которая дает большую эффективность с высокооктановым топливом, и более ранней «продвинутой» искрой, которая предотвращает детонацию с используемым топливом. По этой причине сторонники высокопроизводительных дизельных автомобилей, такие как Гейл Бэнкс, считают, что

Есть только одно, что можно сделать с двигателем с воздушным дросселем на 91-октановом бензине.Другими словами, ограничивающим фактором стало топливо, бензин. … Хотя турбонаддув применялся как к бензиновым, так и к дизельным двигателям, только ограниченный наддув может быть добавлен к бензиновому двигателю, прежде чем уровень октанового числа топлива снова станет проблемой. С дизельным двигателем давление наддува практически не ограничено. Буквально возможно запустить столько наддува, сколько физически выдержит двигатель, прежде чем он развалится. Следовательно, конструкторы двигателей пришли к выводу, что дизели обладают значительно большей мощностью и крутящим моментом, чем любой бензиновый двигатель сопоставимых размеров. ^[1]

Топливные системы

Анимированная сквозная диаграмма типичного топливного инжектора, устройства, используемого для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Горючее сгорает быстрее и эффективнее, если оно представляет большую площадь поверхности для кислорода воздуха. Жидкое топливо необходимо распылять для создания топливно-воздушной смеси, традиционно это делалось с помощью карбюратора в бензиновых двигателях и с помощью впрыска топлива в дизельных двигателях. В большинстве современных бензиновых двигателей теперь также используется впрыск топлива, хотя технология иная.Хотя дизельное топливо необходимо впрыскивать в точную точку этого цикла двигателя, в бензиновом двигателе такая точность не требуется. Однако отсутствие смазывающей способности бензина означает, что сами форсунки должны быть более сложными.

Карбюратор

В более простых поршневых двигателях по-прежнему используется карбюратор для подачи топлива в цилиндр. Хотя карбюраторная технология в автомобилях достигла очень высокой степени сложности и точности, с середины 1980-х годов она потеряла в стоимости и гибкости впрыск топлива.Простые формы карбюратора по-прежнему широко используются в небольших двигателях, таких как газонокосилки, а более сложные формы все еще используются в небольших мотоциклах.

Впрыск топлива

Основная статья: Впрыск топлива

Более крупные бензиновые двигатели, используемые в автомобилях, в основном перешли на системы впрыска топлива (см. Прямой впрыск бензина). В дизельных двигателях всегда использовалась система впрыска топлива, потому что время впрыска инициирует и контролирует сгорание.

В двигателях

для автогаза используются либо системы впрыска топлива, либо карбюраторы с открытым или закрытым контуром.

Топливный насос

Для большинства двигателей внутреннего сгорания теперь требуется топливный насос. В дизельных двигателях используется полностью механическая прецизионная насосная система, которая подает синхронизированный впрыск непосредственно в камеру сгорания, поэтому для преодоления давления в камере сгорания требуется высокое давление нагнетания. Впрыск бензинового топлива подается во впускной тракт при атмосферном давлении (или ниже), при этом синхронизация не задействована, эти насосы обычно приводятся в действие электрически. В газотурбинных и ракетных двигателях используются электрические системы.

Другое

В других двигателях внутреннего сгорания, таких как реактивные и ракетные двигатели, используются различные методы подачи топлива, включая ударные струи, сдвиг газа / жидкости, дожигатели и другие.

Окислитель — система впуска воздуха

Некоторые двигатели, такие как твердотопливные ракеты, имеют окислители уже в камере сгорания, но в большинстве случаев для того, чтобы произошло сгорание, в камеру сгорания должна подаваться непрерывная подача окислителя.

Безнаддувные двигатели

Когда в поршневых двигателях используется воздух, он может просто всасывать его, поскольку поршень увеличивает объем камеры.Однако это дает максимальный перепад давления на впускных клапанах в 1 атмосферу, и при высоких оборотах двигателя результирующий воздушный поток может ограничивать потенциальную мощность.

Нагнетатели и турбокомпрессоры

Нагнетатель — это система с «принудительным впуском», в которой используется компрессор, приводимый в действие валом двигателя, который нагнетает воздух через клапаны двигателя для достижения более высокого расхода. Когда используются эти системы, максимальное абсолютное давление на впускном клапане обычно примерно в 2 раза больше атмосферного давления.

В разрезе турбокомпрессор

Турбокомпрессоры — это еще один тип системы принудительного впуска, компрессор которой приводится в действие газовой турбиной, отводящей выхлопные газы двигателя.

Турбокомпрессоры и нагнетатели особенно полезны на больших высотах и ​​часто используются в авиационных двигателях.

В реактивных двигателях

Duct используется та же базовая система, но вместо поршневого двигателя его заменяют горелкой.

Жидкости

В жидкостных ракетных двигателях окислитель находится в виде жидкости, и его необходимо подавать под высоким давлением (обычно 10–230 бар или 1–23 МПа) в камеру сгорания.Обычно это достигается за счет использования центробежного насоса, приводимого в действие газовой турбиной — конфигурация, известная как турбонасос , но он также может работать под давлением.

Детали

Иллюстрация нескольких ключевых компонентов типичного четырехтактного двигателя.

Для четырехтактного двигателя ключевыми частями двигателя являются коленчатый вал (фиолетовый), шатун (оранжевый), один или несколько распределительных валов (красный и синий) и клапаны. Для двухтактного двигателя вместо клапанной системы могут быть просто выпускной патрубок и впускное отверстие для топлива.В обоих типах двигателей имеется один или несколько цилиндров (серый и зеленый), и для каждого цилиндра есть свеча зажигания (темно-серая, только для бензиновых двигателей), поршень (желтый) и шатун (фиолетовый). Одно движение поршня вверх или вниз по цилиндру называется ходом. Ход вниз, который происходит сразу после того, как топливовоздушная смесь переходит от карбюратора или топливной форсунки к цилиндру (где он воспламеняется), также известен как рабочий ход.

Двигатель Ванкеля имеет треугольный ротор, вращающийся в эпитрохоидальной камере (в форме фигуры 8) вокруг эксцентрикового вала.Четыре фазы работы (впуск, сжатие, мощность и выпуск) происходят в том, что по сути является движущейся камерой переменного объема.

Клапаны

Во всех четырехтактных двигателях внутреннего сгорания используются клапаны для регулирования поступления топлива и воздуха в камеру сгорания. В двухтактных двигателях используются отверстия в отверстии цилиндра, закрытые и не закрытые поршнем, хотя были и такие варианты, как выпускные клапаны.

Клапаны поршневого двигателя

Основная статья: Клапан поршневого двигателя

В поршневых двигателях клапаны сгруппированы в «впускные клапаны», которые допускают поступление топлива и воздуха, и «выпускные клапаны», которые позволяют выходить выхлопным газам.Каждый клапан открывается один раз за цикл, а клапаны, подверженные экстремальным ускорениям, удерживаются закрытыми пружинами, которые обычно открываются стержнями, вращающимися на распределительном валу, вращающемся вместе с коленчатым валом двигателей.

Регулирующие клапаны

Двигатели непрерывного внутреннего сгорания, а также поршневые двигатели, обычно имеют клапаны, которые открываются и закрываются для впуска топлива и / или воздуха при запуске и останове. Некоторые клапаны смещаются, чтобы регулировать поток, а также управлять мощностью или частотой вращения двигателя.

Выхлопные системы

Выпускной коллектор с керамической системой плазменного напыления Основная статья: выхлопная система

Двигатели внутреннего сгорания должны эффективно управлять отводом охлажденных газов сгорания из двигателя.Выхлопная система часто содержит устройства для контроля загрязнения, как химического, так и шумового. Кроме того, для двигателей с циклическим сгоранием выхлопная система часто настраивается для улучшения опорожнения камеры сгорания. Большинство выхлопных газов также имеют системы, предотвращающие попадание тепла в места, которые могут быть повреждены от него, такие как термочувствительные компоненты, часто называемые управлением теплом выхлопных газов.

Для реактивных двигателей внутреннего сгорания «выхлопная система» принимает форму высокоскоростного сопла, которое создает тягу для двигателя и формирует колимированную струю газа, которая и дала двигателю свое название.

Системы охлаждения

Основная статья: Охлаждение двигателя

При сгорании выделяется много тепла, часть которого передается стенкам двигателя. Неисправность произойдет, если корпус двигателя нагреется до слишком высокой температуры; либо двигатель физически выйдет из строя, либо используемые смазочные материалы разложатся до такой степени, что перестанут защищать двигатель. Смазочные материалы должны быть чистыми, так как грязные смазочные материалы могут привести к чрезмерному образованию отложений в двигателях.

В системах охлаждения обычно используется воздушное (воздушное) или жидкостное (обычно водяное) охлаждение, в то время как в некоторых очень горячих двигателях используется радиационное охлаждение (особенно в некоторых ракетных двигателях).Некоторые высотные ракетные двигатели используют абляционное охлаждение, при котором стены постепенно разрушаются контролируемым образом. В частности, в ракетах может использоваться регенеративное охлаждение, при котором топливо используется для охлаждения твердых частей двигателя.

Поршень

Поршень входит в состав поршневых двигателей. Он расположен в цилиндре и герметизирован поршневыми кольцами. Его цель — передача силы от расширяющегося газа в цилиндре к коленчатому валу через шток поршня и / или шатун.В двухтактных двигателях поршень также действует как клапан, закрывая и открывая отверстия в стенке цилиндра.

Форсунка

Основная статья: Форсунка

В моделях двигателей внутреннего сгорания с реактивными двигателями имеется метательное сопло. Он расширяет и охлаждает выхлопные газы с высокой температурой и высоким давлением. Выхлоп выходит из сопла с гораздо более высокой скоростью и обеспечивает тягу, а также сужает поток от двигателя и повышает давление в остальной части двигателя, обеспечивая большую тягу для выходящей массы выхлопных газов.

Коленчатый вал

Коленчатый вал для 4-цилиндрового двигателя

Большинство поршневых двигателей внутреннего сгорания в конечном итоге вращает вал. Это означает, что поступательное движение поршня должно быть преобразовано во вращение. Обычно это достигается коленчатым валом.

Маховики

Маховик — это диск или колесо, прикрепленное к кривошипу, образующее инерционную массу, в которой накапливается энергия вращения. В двигателях с одним цилиндром маховик необходим для передачи энергии от рабочего такта к последующему такту сжатия.Маховики присутствуют в большинстве поршневых двигателей, чтобы сгладить передачу мощности при каждом обороте кривошипа, а в большинстве автомобильных двигателей также устанавливают зубчатое кольцо для стартера. Инерция вращения маховика также позволяет значительно снизить минимальную скорость без нагрузки, а также улучшает плавность хода на холостом ходу. Маховик также может выполнять часть балансировки системы и, таким образом, сам по себе выходить из равновесия, хотя в большинстве двигателей используется нейтральный баланс для маховика, что позволяет балансировать его в отдельной операции.Маховик также используется в качестве крепления для сцепления или гидротрансформатора в большинстве автомобильных приложений.

Стартерные системы

Все двигатели внутреннего сгорания требуют наличия какой-либо системы для приведения их в действие. В большинстве поршневых двигателей используется стартер, питаемый от той же батареи, что и остальные электрические системы. Большие реактивные двигатели и газовые турбины запускаются пневматическим двигателем, который соединен с одним из приводных валов двигателя. Сжатый воздух может подаваться от другого двигателя, наземной установки или от ВСУ самолета.Малогабаритные двигатели внутреннего сгорания часто запускаются с помощью троса. Мотоциклы всех размеров традиционно запускались с помощью толчка, хотя все, кроме самых маленьких, теперь имеют электростартер. Большие стационарные и судовые двигатели могут запускаться путем впрыска сжатого воздуха в цилиндры по времени или, иногда, с помощью картриджей. Запуск от внешнего источника относится к помощи от другой батареи (обычно, когда установленная батарея разряжена), в то время как запуск от толчка относится к альтернативному методу запуска путем приложения некоторой внешней силы, например.грамм. катится с холма.

Системы теплозащиты

Гибкий керамический тепловой экран, обычно используемый в высокопроизводительных автомобилях Основная статья: Тепловой щит

Эти системы часто работают в сочетании с системами охлаждения двигателя и выхлопной системы. Тепловая защита необходима для предотвращения повреждения термочувствительных компонентов теплом двигателя. В большинстве старых автомобилей используется простая стальная теплозащита для уменьшения теплового излучения и конвекции. В настоящее время для современных автомобилей наиболее распространено использование алюминиевой теплозащиты, которая имеет более низкую плотность, легко формируется и не подвержена коррозии так же, как сталь.В автомобилях с более высокими характеристиками начинают использоваться керамические теплозащитные экраны, поскольку они могут выдерживать гораздо более высокие температуры, а также дальнейшее снижение теплопередачи.

Смазочные системы

Двигатели внутреннего сгорания требуют смазки при работе, чтобы движущиеся части плавно скользили друг по другу. При недостаточной смазке детали двигателя подвергаются контакту металл-металл, трению, накоплению тепла, быстрому износу, часто заканчивающемуся сваркой трением между собой. E.грамм. поршни в своих цилиндрах. Заедание подшипников шатуна иногда приводит к поломке шатуна и его выходу из картера.

Используются несколько различных типов систем смазки. Простые двухтактные двигатели смазываются маслом, смешанным с топливом или впрыскиваемым в впускной поток в виде спрея. Ранние тихоходные стационарные и судовые двигатели смазывались под действием силы тяжести из небольших камер, подобных тем, которые использовались в паровых двигателях того времени — при необходимости, тендер заправлял их.Поскольку двигатели были адаптированы для использования в автомобилях и самолетах, потребность в высоком соотношении мощности к массе привела к увеличению скоростей, более высоких температурах и большему давлению на подшипники, что, в свою очередь, потребовало смазки под давлением для подшипников кривошипа и шатунных шейек. Это обеспечивалось либо прямой смазкой от насоса, либо косвенной струей масла, направляемой на всасывающие чаши на концах шатуна, преимущество которых заключалось в обеспечении более высоких давлений при увеличении частоты вращения двигателя.

Системы управления

Для большинства двигателей требуется одна или несколько систем для запуска и выключения двигателя и для управления такими параметрами, как мощность, скорость, крутящий момент, загрязнение, температура сгорания, КПД и для стабилизации двигателя в режимах работы, которые могут вызвать самоповреждение, например: предварительное зажигание.Такие системы можно назвать блоками управления двигателем.

Многие системы управления сегодня являются цифровыми, и их часто называют системами FADEC (Full Authority Digital Electronic Control).

Диагностические системы

Основная статья: Бортовая диагностика

Бортовая диагностика двигателя (также известная как OBD) — это компьютеризированная система, которая позволяет проводить электронную диагностику силовой установки транспортного средства. Первое поколение, известное как OBD1 , было представлено через 10 лет после U.В 1970 году С. Конгресс принял Закон о чистом воздухе как способ контроля системы впрыска топлива в транспортных средствах. OBD2 , второе поколение компьютеризированной бортовой диагностики, было кодифицировано и рекомендовано Калифорнийским советом по воздушным ресурсам в 1994 году и стало обязательным оборудованием на всех транспортных средствах, продаваемых в Соединенных Штатах с 1996 года.

См. Также

Список литературы

.