Схема устройства двигателя: Принцип работы и устройство двигателя

Содержание

устройство, принцип работы и классификация

Что такое ДВС?

ДВС (двигатель внутреннего сгорания) – один из самых популярных видов моторов. Это тепловой двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно внутри него самого – во внутренней камере. Дополнительные внешние носители не требуются.

ДВС работает  благодаря физическому эффекту теплового расширения газов. Горючая смесь в момент воспламенения смеси увеличивается в объёме, и освобождается энергия.

Вне зависимости от того, о каком из ДВС идёт речь – о ДВС с искровым зажиганием – двигателе Отто (это, прежде всего, инжекторный и карбюраторный бензиновые двигатели) или о ДВС с воспламенением от сжатия (дизельный мотор, дизель) сила давления газов воздействует на поршень ДВС. Без поршня сложно представить большинство современных ДВС. В том числе, он есть даже у комбинированного ДВС. Только в последнем, кроме поршня, мотору работать помогает ещё и лопаточное оборудование (компрессоры, турбины).

Бензиновые, дизельные поршневые ДВС – это двигатели, с которыми мы активно встречаемся на любом транспорте, в том числе легковом, а ДВС, работающие не только за счёт поршня, но и за счёт компрессора, турбины – это решения, без которых сложно представить современные суда, тепловозы, автотракторную технику, самосвалы высокой грузоподъёмности, т.е. транспорт, где нужны двигатели средней (> 5 кВт) или высокой мощности (> 100 кВт).

Без двигателя внутреннего сгорания невозможно представить движение практически любого транспорта (кроме электрического) – автомобилей, мотоциклов, самолётов.

  • Несмотря на то, что технологии, в том числе, в транспортной сфере, развиваются семимильными шагами, ДВС на авто человечество будет устанавливать еще долго. Даже концерн Volkswagen, который, как известно, готовит масштабную программу электрификации модельного ряда своих двигателей, пока не спешит отказываться от ДВС. Открытой является информация, что автомобили с ДВС будут выпускаться не только в ближайшие 5, но и 30 лет. Да, время разработок новых ДВС у концерна уже подходит к финальной стадии, но производство никто сворачивать не будет. Нынешние актуальные разработки будут использоваться и впредь. Некоторые же концерны по производству авто и вовсе не спешат переходить на электромоторы. Это можно обосновать и экономически, и технически. Именно ДВС из всех моторов одни из наиболее надежных и при этом дешёвых, а постоянное совершенствование моделей ДВС позволяет говорить об уверенном прогрессе инженеров, улучшении эксплуатационных характеристик двигателей внутреннего сгорания и минимизации их негативного влияния на атмосферу.
  • Современные дизельные двигатели внутреннего сгорания позволяют снизить расход топлива на 25-30 %. Лучше всего такое уменьшение расхода топлива смогли достигнуть производители дизельных ДВС. Но и производители бензиновых двигателей внутреннего сгорания активно удивляют. Ещё в 2012-м году назад американский концерн Transonic Combustion (разработчик так называемых сверхкритических систем впрыска топлива) впечатлил решением TSCiTM. Благодаря новому подходу к конструкции топливного насоса и инжекторам, бензиновый двигатель стал существенно экономичней.
  • Большие ставки на ДВС делает и концерн Mazda. Он акцентирует внимание на изменении конструкции выпускной системы. Благодаря ей улучшена продувка газов, повышена степень их сжатия, а, вместе с тем, снижены и обороты  (причём сразу на 15%). А это и экономия расхода топлива, и уменьшение вредных выбросов – несмотря на то, что речь идёт о бензиновом двигателе, а не о дизеле.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

При разнообразии конструктивных решений устройство у всех ДВС схоже. Двигатель внутреннего сгорания образован следующими компонентами:

  1. Блок цилиндров. Блоки цилиндров – цельнолитые детали. Более того, единое целое они составляют с картером (полой частью). Именно на картер ставят коленчатый вал). Производители запчастей постоянно работают над формой блока цилиндров, его объемом. Конструкция блока цилиндров ДВС должна чётко учитывать все нюансы от механических потерь до теплового баланса.
  2. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) – узел, состоящий из шатуна, цилиндра, маховика, колена, коленвала, шатунного и коренного подшипников. Именно в этом узле прямолинейное движение поршня преобразуется непосредственно во вращательное. Для большинства традиционных ДВС КШМ – незаменимый механизм. Хотя ряд инженеров пытаются найти замену и ему. В качестве альтернативы КШМ может рассматриваться, например, система кинематической схемы отбора мощности (уникальная российская технология, разработка научных сотрудников из «Сколково», направленная на погашение инерции, снижение частоты вращения, увеличение крутящего момента и КПД).
  3. Газораспределительный механизм (ГРМ). Присутствует у четырехтактных двигателей (что это такое, ещё будет пояснено в блоке, посвященном принципу работы ДВС). Именно от ГРМ зависит, насколько синхронно с оборотами коленчатого вала работает вся система, как организован впрыск топливной смеси непосредственно в камеру, под контролем ли выход из нее продуктов сгорания.

    Основным материалом для производства ГРМ выступает кордшнуровая или кордтканевая резина. Современное производство постоянно стремится улучшить состав сырья для оптимизации эксплуатационных качеств и повышения износостойкости механизма. Самые авторитетные производители ГРМ на рынке – Bosch, Lemforder, Contitech (все – Германия), Gates (Бельгия) и Dayco (США).

    Замену ГРМ проводят через каждые 60000 — 90 000 км пробега. Всё зависит от конкретной модели авто (и регламента на неё) и особенностей эксплуатации машины.

    Привод газораспределения нуждается в систематическом контроле и обслуживании. Если пренебрегать такими процедурами, ДВС может быстро выйти из строя.

  4. Система питания. В этом узле осуществляется подготовка топливно-воздушной смеси: хранение топлива, его очистка, подача в двигатель.
  5. Система смазки. Главные компоненты системы – трубки, маслоприемник, редукционный клапан, масляный поддон и фильтр. Для контроля системы современные решения также оснащаются датчиками указателя давления масла и датчиком сигнальной лампы аварийного давления. Главная функция системы – охлаждение узла, уменьшение силы трения между подвижными деталями. Кроме того, система смазки  выполняет очищающую функцию, освобождает двигатель от нагара, продуктов, образованных в ходе износа мотора.
  6. Система охлаждения. Важна для оптимизации рабочей температуры. Включает рубашку охлаждения, теплообменник (радиатор охлаждения), водяной насос, термостат и теплоноситель.
  7. Выхлопная система. Служит для отвода от мотора продуктов сгорания.
    Включает:
    — выпускной коллектор (приёмник отработанных газов),
    — газоотвод (приёмная труба, в народе- «штаны»),
    — резонатор для разделения выхлопных газов и уменьшения их скорости,
    — катализатор (очиститель) выхлопных газов,
    — глушитель (корректирует направление потока газов, гасит шум).
  8. Система зажигания. Входит в состав только бензодвигателей. Неотъемлемые компоненты системы – свечи и катушки зажигания. Самый популярный вариант конструкции – «катушка на свече». У двигателей внутреннего сгорания старого поколения также были высоковольтные провода и трамблер (распределитель). Но современные производители моторов, прежде всего, благодаря появлению конструкции «катушка на свече», могут себе позволить не включать в систему эти компоненты.
  9. Система впрыска. Позволяет организовать дозированную подачу топлива.

В LMS ELECTUDE системе и времени впрыска уделяется особое внимание. Любой автомеханик должен понимать, что именно от исправности системы впрыска, времени впрыска зависит способность оперативно изменять скорость движения авто. А это одна из важнейших характеристик любого мотора.

Тонкий нюанс! При изучении устройства нельзя проигнорировать и такой элемент, как датчик положения дроссельной заслонки. Датчик не является частью ДВС, но устанавливается на многих авто непосредственно рядом с ДВС. 

Датчик эффективно решает такую задачу, как передача электронному блоку управления данных о положении пропускного клапана в определенный интервал времени. Это позволяет держать под контролем поступающее в систему топливо. Датчик измеряет вращение и, следовательно, степень открытия дроссельной заслонки.

А изучить устройство мотора основательно помогает дистанционный курс для самообучения «Базовое устройство двигателя внутреннего сгорания автомобиля», на платформе ELECTUDE. Принципиально важно, что каждый может пошагово продвинуться от теории, связанной с ДВС и его составными частями, до оттачивания сервисных операций по регулировке. Этому помогает встроенный LMS виртуальный симулятор.

Принцип работы двигателя

Принцип работы классических двигателей внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии вспышки топлива — тепловой энергии, освобождённой от сгорания топлива, в механическую.

При этом сам процесс преобразования энергии может отличаться.

Самый распространённый вариант такой:

  1. Поршень в цилиндре движется вниз.
  2. Открывается впускной клапан.
  3. В цилиндр поступает воздух или топливно-воздушная смесь. (под воздействием поршня или системы поршня и турбонаддува).
  4. Поршень поднимается.
  5. Выпускной клапан закрывается.
  6. Поршень сжимает воздух.
  7. Поршень доходит до верхней мертвой точки.
  8. Срабатывает свеча зажигания.
  9. Открывается выпускной клапан.
  10. Поршень начинает двигаться вверх.
  11. Выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Важно! Если используется дизельное топливо, то искра не принимает участие в запуске двигателя, дизельное топливо зажигается при сжатии само.

При этом для понимания принципа работы важно не просто учитывать физическую последовательность, а держать под контролем всю систему управления. Наглядно понять её помогает схема учебного модуля ELECTUDE. 

Обратите внимание, в дистанционных курсах обучения на платформе ELECTUDE при изучении системы управления дизельным двигателем она сознательно разбирается обособленно от системы регулирования впрыска топлива. Очень грамотный подход. Многим учащимся действительно сложно сразу разобраться и с системой управления, и с системой впрыска. И для того, чтобы хорошо усвоить материал, грамотно двигаться именно пошагово.

Но вернёмся к работе самого двигателя. Рассмотренный принцип работы актуален для большинства ДВС, и он надёжен для любого транспорта, включая грузовые автомобили.

Фактически у устройств, работающих по такому принципу, работа строится на 4 тактах (поэтому большинство моторов называют четырёхтактными):

  1. Такт выпуска.
  2. Такт сжатия воздуха.
  3. Непосредственно рабочий такт – тот самый момент, когда энергия от сгорания топлива преобразуется в механическую (для запуска коленвала).
  4. Такт открытия выпускного клапана – необходим для того, чтобы отработанные газы вышли из цилиндра и освободили место новой порции смеси топлива и воздуха

4 такта образуют рабочий цикл.

При этом три такта – вспомогательные и один – непосредственно дающий импульс движению. Визуально работа четырёхтактной модели представлена на схеме.

Но работа может основываться и на другом принципе – двухтактном. Что происходит в этом случае?

  • Поршень двигается снизу-вверх.
  • В камеру сгорания поступает топливо.
  • Поршень сжимает топливно-воздушную смесь.
  • Возникает компрессия. (давление).
  • Возникает искра.
  • Топливо загорается.
  • Поршень продвигается вниз.
  • Открывается доступ к выпускному коллектору.
  • Из цилиндра выходят продукты сгорания.

То есть первый такт в этом процессе – одновременный впуск и сжатие, второй — опускание поршня под давлением топлива и выход продуктов сгорания из коллектора.

Двухтактный принцип работы – распространённое явление для мототехники, бензопил. Это легко объяснить тем, что при высокой удельной мощности такие устройства можно сделать очень лёгкими и компактными.

Важно! Кроме количества тактов есть отличия в механизме газообмена.

В моделей, которые поддерживают 4 такта, газораспределительный механизм открывает и закрывает в нужный момент цикла клапаны впуска и выпуска.

У решений, которые поддерживают два такта, заполнение и очистка цилиндра осуществляются синхронно с тактами сжатия и расширения (то есть непосредственно в момент нахождения поршня вблизи нижней мертвой точки).

Классификация двигателей

Двигатели разделяют по нескольким параметрам: рабочему циклу, типу конструкции, типу подачи воздуха.

Классификация двигателей в зависимости от рабочего цикла

В зависимости от цикла, описывающего термодинамический (рабочий процесс), выделяют два типа моторов: 

  1. Ориентированные на цикл Отто. Сжатая смесь у них воспламеняется от постороннего источника энергии. Такой цикл присущ всем бензиновым двигателям.
  2. Ориентированные на цикл Дизеля. Топливо в данном случае воспламеняется не от искры, а непосредственно от разогретого рабочего тела. Такой цикл лежит в основе работы дизельных двигателей.

Чтобы работать с современными дизельными моторами, важно уметь хорошо разбираться в системе управлениям дизелями EDC (именно от неё зависит стабильное функционирование предпускового подогрева, системы рециркуляции отработанных газов, турбонаддува), особенностях системы впрыска Common Rail (CRD), механических форсунках, лямбда-зонда, обладать навыками взаимодействия с ними.

А для работы с агрегатами, работающими по циклу Отто, не обойтись без комплексного изучения свечей зажигания, системы многоточечного впрыска. Важно отличное знание принципов работы датчиков, каталитических нейтрализаторов.

И изучение дизелей, и бензодвигателей должно быть целенаправленным и последовательным. Рациональный вариант – изучать дизельные ДВС в виде модулей.

Устройство четырехтактного ДВС

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Двигатель внутреннего сгорания — устройство и принцип работы ДВС

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – это самый распространенный тип двигателя из всех, которые устанавливаются в настоящее время на автомобили. Несмотря на то, что современный двигатель внутреннего сгорания состоит из тысячи частей, принцип его работы весьма прост. В рамках данной статьи мы рассмотрим устройство и принцип работы ДВС.

Внизу страницы смотрите видео, на котором наглядно показано устройство и принцип работы бензинового ДВС.

В каждом двигателе внутреннего сгорания есть цилиндр и поршень. Именно внутри цилиндра ДВС происходит преобразование тепловой энергии, выделяемой при сжигании топлива, в энергию механическую, способную заставить наш автомобиль двигаться. Этот процесс повторяется с частотой несколько сотен раз в минуту, что обеспечивает непрерывное вращение выходящего из двигателя коленчатого вала.

Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания

В подавляющем большинстве легковых автомобилей устанавливают четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, поэтому мы и берём его за основу. Чтобы лучше понять принцип устройства бензинового ДВС, предлагаем вам взглянуть на рисунок:

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Топливно-воздушная смесь, попадая через впускной клапан в камеру сгорания (такт первый – впуск), сжимается (такт второй – сжатие) и воспламеняется от искры свечи зажигания. При сжигании топлива, под воздействием высокой температуры в цилиндре двигателя образуется избыточное давление, заставляющее поршень двигаться вниз к так называемой нижней мертвой точке (НМТ), совершая при этом такт третий – рабочий ход. Перемещаясь во время рабочего хода вниз, с помощью шатуна, поршень приводит во вращение коленчатый вал. Затем, перемещаясь от НМТ к верхней мертвой точке (ВМТ) поршень выталкивает отработанные газы через выпускной клапан в выхлопную систему автомобиля – это четвертый такт (выпуск) работы двигателя внутреннего сгорания.

Такт – это процесс, происходящий в цилиндре двигателя за один ход поршня. Совокупность тактов, повторяющихся в строгой последовательности и с определенной периодичностью, обычно называют рабочим циклом, в данном случае, двигателя внутреннего сгорания.

  1. Такт первый — ВПУСК. Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, при этом возникает разряжение и полость цилиндра ДВС заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Смесь, попадая в камеру сгорания, смешивается с остатками отработавших газов. В конце впуска давление в цилиндре составляет 0,07–0,095 МПа, а температура 80-120 ºС.
  2. Такт второй – СЖАТИЕ. Поршень движется к ВМТ, оба клапана закрыты, рабочая смесь в цилиндре сжимается, а сжатие сопровождается повышением давления (1,2–1,7 МПа) и температуры (300-400 ºС).
  3. Такт третий – РАСШИРЕНИЕ. При воспламенении рабочей смеси в цилиндре ДВС выделяется значительное количество теплоты, резко увеличивается температура (до 2500 градусов по Цельсию). Под давлением поршень перемещается к НМТ. Давление равно 4–6 МПа.
  4. Такт четвертый – ВЫПУСК. Поршень стремится к ВМТ через открытый выпускной клапан, отработавшие газы выталкиваются в выпускной трубопровод, а затем в окружающую среду. Давление в конце цикла: 0,1–0,12 МПа, температура 600-900 ºС.

И так, вы смогли убедиться, что двигатель внутреннего сгорания устроен не очень сложно. Как говорится, все гениальное – просто. А для большей наглядности рекомендуем посмотреть видео, на котором также очень хорошо показан принцип работы ДВС.

Видео: как устроен двигатель внутреннего сгорания

Двигатели. Рядный? V-образный? «Оппозит»? — ДРАЙВ

В начале XX века, когда конструкторская мысль бушевала вовсю, двигатель рабочим объёмом 10 л мог быть как одноцилиндровым, так, к примеру, и рядной «восьмёркой». Тогда никого особо не удивляли установленная на автомобиле рядная «шестёрка» объёмом 23 л или семицилиндровый звездообразный мотор с аэроплана…

Однако рост мощностей, оборотов и ожесточенная борьба за снижение себестоимости всё расставили по местам. Простейший одноцилиндровый мотор для автомобилестроителей остался в далёком прошлом. Средний объём цилиндра двигателя обычного автомобиля сейчас — от трёхсот до шестисот кубических сантиметров. Литровая мощность — от 35 л.с./л для безнаддувного дизеля до 100 л.с./л для форсированного бензинового «атмосферника». Для серийных двигателей это оптимум, выходить за рамки которого просто невыгодно.

Очень маленькие цилиндры часто встречаются на японских микролитражках: например, объём рядной «четвёрки» у Subaru R1 — всего 658 см³. Из «европейцев» отличился трёхцилиндровый дизельный Smart — 799 «кубиков». Есть цилиндры-напёрстки и у «корейцев»: трехцилиндровый Matiz — это 796 «кубиков», а четырёхцилиндровый — 995. «Четвёркой» объёмом 1086 см³ оснащаются Hyundai i10 и Kia Picanto. На другом полюсе — конечно же «американцы». Объём V-образной «восьмёрки» купе Chevrolet Corvette Z06 составляет 7011 см³. Хотя японцы, например, оснащали внедорожник Nissan Patrol предыдущего поколения рядной «шестёркой» TB48DE объёмом 4758 «кубиков».

Сегодня двигатель мощностью 100 л.с. в большинстве случаев окажется четырёхцилиндровым, у 200-сильного будет четыре, пять или шесть цилиндров, у 300-сильного — восемь… Но как эти цилиндры расположить? Иными словами — по какой схеме строить многоцилиндровый двигатель?

Простота хуже компактности

О чём болит голова у конструктора? Во-первых, о том, как упростить конструкцию двигателя, чтобы он был дешевле в производстве и легче в обслуживании. Самый простой двигатель — рядный (мы будем обозначать такие моторы индексами R2, R3, R4 и т. д.). Располагаем в ряд нужное количество цилиндров — получаем необходимый рабочий объём.

  • Двигатель R3 (А). Угол между кривошипами — 120°.
  • Добиться равномерности вспышек в двухцилиндровом двигателе (В) можно только при двухтактном цикле.
  • А такой мотор (C), например, стоит на «Оке». Поршни движутся синфазно.

Двух- и трёхцилиндровые двигатели встречаются на автомобилях нечасто, хотя мода на «двухгоршковые» моторчики набирает обороты. Тому способствуют продвинутые системы смесеобразования и применение турбонаддува (как, например, на 85-сильной двухцилиндровой турбоверсии хэтчбека Fiat 500). А вот рядная «четвёрка» попала в самый массовый диапазон рабочего объёма легковых автомобилей — от 1,0 до 2,4 л.

В современных четырёхтактных двухцилиндровых двигателях, вроде турбомотора Фиата 500, проблему вибраций отчасти решает балансирный вал.

Пятицилиндровые рядные моторы появились на серийных автомобилях сравнительно недавно — в середине 70-х годов. Первым был Mercedes-Benz со своими дизельными «пятёрками» — они появились в 1974 году (на модели 300D с кузовом W123). Через два года увидел свет пятицилиндровый двухлитровый бензиновый двигатель Audi. А в конце 80-х годов такие моторы сделали Volvo и FIAT.

Рядные «шестёрки», до недавнего времени столь популярные в Европе, нынче во мгновение ока стали вымирающим видом. А про рядную «восьмёрку» и говорить нечего — с ней практически распрощались еще в 30-х годах. Почему?

Ответ прост. С ростом числа цилиндров двигатель становится длиннее, и это создаёт массу неудобств при компоновке. Например, втиснуть поперёк моторного отсека переднеприводного автомобиля рядную «шестёрку» удавалось в считанных случаях — можно припомнить лишь английский Austin Maxi 2200 середины 60-х годов (тогда конструкторам пришлось спрятать коробку передач под двигателем) и Volvo S80 с суперкомпактной коробкой передач.

Два мотора R3, составленные друг за другом, дают великолепный результат — абсолютно уравновешенную рядную «шестёрку».

Как укоротить рядный мотор? Его можно «распилить» пополам, поставить две половинки рядом друг с другом и заставить работать на один коленвал. Такие моторы, у которых цилиндры расположены в виде латинской буквы V, вдвое короче рядных — наибольшее распространение получили двигатели с углом развала блока 60° и 90°. А V-образный мотор с углом развала блока 180°, в котором цилиндры расположены друг против друга, называют оппозитным (или «боксером» — обозначения В2, В4, В6 и т. д. происходят именно от слова boxer).

Такие моторы сложнее рядных — например, у них две головки цилиндров (каждая со своей прокладкой и коллекторами), больше распредвалов, сложнее схема их привода. А оппозитные двигатели ещё и занимают много места в ширину. Поэтому из компоновочных соображений они применяются довольно редко — производителей «боксеров» можно пересчитать по пальцам.

А как сделать V-образный двигатель еще компактнее? Одно из простых, на первый взгляд, решений — установить угол развала блока менее 60°. Действительно, такие моторы были, но редко — можно вспомнить, например, автомобили Lancia Fulvia 70-х годов с моторами V4, угол развала блока которых составлял 23°. Почему же этим не пользовались все? Дело в том, что перед конструктором двигателя всегда стоит ещё одна проблема — вибрации.

О силах и моментах

Вообще без вибраций поршневой двигатель внутреннего сгорания работать не может — так уж он устроен. Но бороться с ними нужно, и не только для повышения комфорта пассажиров. Сильные неуравновешенные вибрации могут вызвать разрушения деталей мотора — со всеми вылетающими и выпадающими оттуда последствиями…

Отчего возникают вибрации? Во-первых, в некоторых схемах двигателей вспышки в цилиндрах происходят неравномерно. Таких схем конструкторы по возможности избегают или стараются делать массивней маховик — это помогает сгладить пульсации крутящего момента. Во-вторых, при движении поршней вверх-вниз они то разгоняются, то замедляются, из-за чего возникают силы инерции — сродни тем силам, что заставляют пассажиров автомобиля кланяться при торможении или вдавливают их в спинки сидений при разгоне. В-третьих, шатун в двигателе движется вовсе не вверх-вниз, а совершает сложное движение. Да и возвратно-поступательное перемещение поршня от верхней мёртвой точки к нижней тоже нельзя описать простой синусоидой.

  • Силы инерции от двух масс, вращающихся на одном валу поодаль друг от друга, создают свободный момент.
  • В простейшем моторе есть свободные силы инерции, но нет моментов. Цилиндр-то один.

Поэтому среди сил инерции появляются составляющие с удвоенной, утроенной, учетверённой частотой вращения коленвала… Этими так называемыми силами инерции высших порядков, как правило, пренебрегают — они по сравнению с основной силой инерции (которой присвоили первый порядок) очень малы. Исключение составляют силы инерции второго порядка, с которыми приходится считаться. Плюс к этому, пары сил, приложенные на определённом расстоянии, образуют моменты — так происходит, когда в соседних цилиндрах силы инерции направлены в разные стороны.

Что сделать для того, чтобы уравновесить силы и моменты? Во-первых, можно выбрать схему мотора, в которой цилиндры и кривошипы коленчатого вала расположены таким образом, что силы и моменты взаимно уравновесят друг друга — всегда будут равны и направлены в противоположные стороны.

Яркий представитель вымершего племени автомобилей с рядной «восьмёркой» — модель 1930-х годов Alfa Romeo 8C.

А если ни одна из уравновешенных схем не подходит — например, из компоновочных соображений? Тогда можно попытаться по-другому расположить шейки коленвала и применить всякого рода противовесы, создающие силы и моменты, равные по величине, но противоположные по направлению основным уравновешиваемым силам. Иногда это можно сделать, разместив противовесы на коленчатом валу мотора. А иногда — на дополнительных валах, которые называют балансирными валами противовращения. Называются они так потому, что крутятся в другую сторону, нежели коленвал. Но это усложняет и удорожает двигатель.

Чтобы облегчить описание степени уравновешенности разных двигателей, мы подготовили сводную таблицу. Зелёным в ней выделены самоуравновешенные силы и моменты, а красным — свободные (те, что не уравновешены и вырываются на свободу — через опоры силового агрегата проходят на кузов автомобиля).









Степень уравновешенности (зелёная ячейка — уравновешенные силы или моменты, красная — свободные)
1 R2 R2* V2 B2 R3 R4 V4 B4 R5 VR5 R6 V6 VR6 B6 R8 V8 B8 V10 V12 B12
Силы инерции первого порядка
Силы инерции второго порядка
Центробежные силы**
Моменты от сил инерции первого порядка
Моменты от сил инерции второго порядка
Моменты от центробежных сил
* Поршни в противофазе.
** Уравновешиваются противовесами на коленчатом вале.

Что же получается? Из распространённых типов двигателей абсолютно уравновешенных всего два — это рядная и оппозитная «шестёрки». Теперь понимаете, почему BMW и Porsche так крепко держатся за такие моторы? Ну а о причинах, по которым от них отказываются остальные, мы уже упоминали. Теперь рассмотрим поподробнее остальные схемы.

Шестицилиндровый «оппозитник» водяного охлаждения Porsche. С левой и правой сторон блока в целях экономии стоят одинаковые головки, поэтому цепные приводы распредвалов пришлось устраивать и спереди, и сзади.

Уравновешенные и не очень

Из двухцилиндровых двигателей на автомобилях нынче применяется только один — двухцилиндровый рядный мотор с коленчатым валом, у которого кривошипы направлены в одну сторону (такой, например, стоял на отечественной «Оке»). Как видно, этот двигатель по степени уравновешенности похож на одноцилиндровый, поскольку оба поршня движутся вверх и вниз одновременно, в фазе. Для того чтобы уравновесить свободные силы инерции первого порядка, в моторе «Оки» слева и справа от коленвала применялись два вала с противовесами. А как же быть с силами второго порядка? Для того чтобы с ними справиться, пришлось бы добавить ещё два балансирных вала, что на двухцилиндровом моторе, изначально предназначенном для маленьких и дешёвых автомобилей, было бы совершенно неуместным.

Впрочем, это ещё ничего — много двухцилиндровых моторов выпускалось вообще без балансирных валов. Так было, например, на малышках Fiat 500 образца 1957 года. Да, вибрации были, их старались погасить подвеской силового агрегата… Но мотор зато получался простым и дешёвым! Дешевизна двухцилиндровых двигателей соблазняет разработчиков и сегодня: не зря же эту схему использовали создатели самого доступного автомобиля планеты, индийского хэтчбека Tata Nano.

Машин с оппозитной «двойкой» — по экономическим и компоновочным соображениям — было немного. Можно упомянуть, например, французский Citroen 2CV.

Двухцилиндровый двигатель, у которого кривошипы направлены в разные стороны (под углом 180°), можно встретить сегодня только на мотоциклах. Поскольку поршни в нём всегда движутся в противофазе, то он уравновешен лучше. Однако равномерного чередования вспышек в цилиндрах можно добиться только на двухтактных моторах — такие двигатели устанавливались на довоенные DKW и их прямых наследников, пластиковые гэдээровские Трабанты. По причине простоты и дешевизны никаких балансирных валов на них тоже не было, а с возникающими вибрациями просто мирились.

Автомобиль с двухцилиндровым V-образным мотором припоминается только один — отечественный НАМИ-1. А до наших дней этот тип двигателя дожил только на мотоциклах — вспомните американский Harley Davidson и его японских последователей с их V-образными «двойками» во всей хромированной красе. Такой мотор можно уравновесить практически полностью с помощью противовесов на коленчатом валу, но достичь равномерного чередования вспышек невозможно. Хорошо, что байкеры особого внимания на вибрации не обращают…

НАМИ-1 — прототип 1927 года.

Трёхцилиндровый двигатель уравновешен хуже, чем рядная «четвёрка», и поэтому производители трёхцилиндровых моторов — например, Subaru и Daihatsu — стараются оснащать их балансирными валами. В своё время опелевские двигателисты решили отказаться от балансирного вала, разрабатывая трёхцилиндровый мотор семейства Ecotec для Корсы второго поколения — в целях удешевления и уменьшения механических потерь. И трёхцилиндровая Corsa после дебюта в 1996-м была раскритикована немецкими автожурналистами: «По городу на переменных режимах ездить совершенно невозможно».

В самой популярной среди двигателистов рядной «четвёрке» остаётся свободной сила инерции второго порядка. Её можно уравновесить только балансирным валом, вращающимся с удвоенной скоростью. (Вы не забыли — сила инерции второго порядка действует с удвоенной частотой?) А для компенсации момента от балансирного вала придётся ставить ещё один, вращающийся в противоположную сторону. Дорого? Безусловно. Однако моторы с балансирными валами можно встретить на автомобилях Mitsubishi, Saab, Ford, Fiat и самых разных марок концерна Volkswagen.

Пример рядной «четвёрки» с балансирными валами — двухлитровый двигатель Audi. Валы располагаются по обе стороны от коленвала и с удвоенной скоростью вращаются в противоположные стороны. Здесь балансирные валы расположены снизу и соединены зубчатой передачей, а раньше (как, например, на приведённом на картинке внизу двигателе Saab 2.3) их располагали сверху и у каждого был свой шкив цепного привода.

Кстати, оппозитная «четвёрка» уравновешена лучше, чем рядная, — здесь есть только момент от сил инерции второго порядка, который стремится развернуть двигатель вокруг вертикальной оси. Однако и «оппозитник» воздушного охлаждения легендарного «Жука», и знаменитые «боксеры» Subaru обходились и обходятся без балансирных валов.

Subaru из компоновочных соображений предпочитает рядной «четвёрке» оппозитную. Что до вибраций, то силы инерции второго порядка у «боксера» уравновешены, но момент от них всё же остаётся свободным.

У рядных «пятёрок» с уравновешенностью дела обстоят не очень. Силы инерции компенсируются, но вот моменты от этих сил… Во время работы двигателя по блоку постоянно «пробегает» волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жёстким. Однако и Mercedes-Benz, и Audi, и Volvo борются с вибрациями, дорабатывая подвеску силового агрегата или применяя специальные противовесы (как у наддувной «пятёрки» 2.5 TFSI на Audi TT RS). И только фиатовские мотористы применяли балансирный вал, который полностью уравновешивал все моменты.

  • На картинке FIAT JTD от хэтчбека Croma — потомок пятицилиндрового турбодизеля Fiat TD 125 объёмом 2387 см³, образованного путём добавления одного цилиндра к 1,9-литровой «четвёрке» TD 100. Балансирный вал — слева, в нижней части картера.
  • Под каким углом расположить кривошипы коленвала рядной «пятёрки»? 360° делим на пять… Правильно — 72°!

Кстати, практически все «пятёрки» образованы путём прибавления ещё одного цилиндра к четырёхцилиндровому двигателю — как кубики в конструкторе. Делают это для того, чтобы с минимальными производственными и конструкторскими затратами получить более мощные моторы. При этом всю начинку, включая поршни, шатуны, клапаны и т. д., можно взять от «четвёрки». Понадобятся иные блок и головка цилиндров и, само собой, коленчатый вал, кривошипы которого должны быть расположены под углом в 72°.

О шестицилиндровых моторах — мечте с точки зрения уравновешенности — мы уже упоминали. А вот в моторах V6, которые вытесняют рядные «шестёрки», ситуация с уравновешенностью такая же, как у «трёшки», то есть не ахти. Поэтому, например, балансирным валом в развале блока цилиндров был оснащён самый первый двигатель V6 фирмы Mercedes-Benz — заслуженный М112 с тремя клапанами на цилиндр. У трёхлитровой «шестёрки» концерна PSA вал находился в одной из головок блока. На других моторах того времени инженеры пытались не усложнять конструкцию и старались свести уровень вибраций к минимуму за счёт усовершенствованной подвески силового агрегата и хитроумного смещённого расположения шатунных шеек коленчатого вала (как, например, на Audi V6).

  • В моторе V6 с углом развала блока 90° сдвоенные кривошипы расположены под углом 120°. А в моторах с развалом 60° каждый шатун приходится устанавливать на своём кривошипе.
  • Для уравновешивания свободного момента от сил второго порядка мотору V6 90° необходим один балансирный вал (показан стрелкой). В двигателе Citroen 3.0 V6 он был установлен в одной из головок блока.

У новейших мерседесовских двигателей V6 угол развала блока сократился до 60°, в результате чего необходимость в балансирном вале отпала.

Добавим сюда ещё одно замечание — в моторах V6 с развалом в 90° не обеспечивается равномерное чередование вспышек в цилиндрах. Возникающая неравномерность хода может компенсироваться за счёт утяжелённого маховика, но лишь отчасти. Вот вам и ещё один источник вибраций…

Двигатели V8 с углом развала цилиндров в 90° и коленвалом, кривошипы которых располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, весьма неплохо уравновешены. В таком моторе можно обеспечить равномерное чередование вспышек, что тоже работает на плавность хода. Остаются неуравновешенными два момента, которые можно полностью утихомирить с помощью двух противовесов на коленчатом валу — на щеках крайних цилиндров. Понимаете, почему американцы раньше других прочувствовали всю прелесть V-образных моторов? Вибрации и тряски в своих автомобилях они очень не любят…

Двигатель V8: и развал блока, и угол между кривошипами — 90°.

Напоследок можно поговорить о схемах необычных. Сначала вспомнить о моторах V4. Таких было немного — европейский Ford образца 60-х годов (который стоял на автомобилях Ford Taunus, Capri и Saab 96) да чудо-двигатель отечественного «Запорожца». Здесь не обошлось без уравновешивающего вала для момента от сил инерции первого порядка. Впрочем, конструкторы вышеупомянутых автомобилей выбирали эту схему из условий компактности и отчасти экономии, а не за хорошую уравновешенность.

  • Ford и ЗАЗ выбрали экзотику: мотор V4, в котором и угол развала блока, и угол между кривошипами составляют 90°.
  • Угол развала цилиндров моторов V2 колеблется от 25° до 90°.

А что насчёт V-образных «десяток»? Как можно видеть, степень уравновешенности таких моторов точно такая же, как и у моторов R5. Впрочем, конструкторы прежних моторов Формулы-1 или монстров Dodge Viper и Dodge RAM, где стоят двигатели V10, о вибрациях думали далеко не в первую очередь.

Как жаль, что Viper и его коллосальный V10 — уже история.

Двигателями V10 отметилась целая череда знаковых машин: BMW M5, Audi S6 и S8, а также RS6 с наддувной «десяткой». Не говоря уже об автомобилях Lamborghini. Наконец, Lexus LFA тоже оснащается двигателем V10.

Ну а прочие схемы легко свести к предыдущим. Например, оппозитная «восьмёрка» (пример применения — гоночные болиды Porsche 917) — это две «четвёрки», работающие на один коленвал. А V-образный и оппозитный двенадцатицилиндровые двигатели можно свести к двум рядным «шестёркам».

VR6, VR5, W12…

Помните, мы упоминали о V-образных моторах с малым углом развала блока — как на Лянчах? Раньше таких схем избегали — уравновесить их сложнее, чем моторы с развалом в 60° или 90°, а выигрыш в компактности тогда ценили не так…

Но теперь ситуация изменилась. Во-первых, повсеместно применяются гидроопоры силового агрегата, которые значительно ослабляют вибрации. Во-вторых, пространство под капотом нынче на вес золота. Ведь кто раньше мог себе представить скромный хэтчбек с 2,8-литровым мотором? А теперь — пожалуйста! Всё началось с Фольксвагена Golf VR6 третьего поколения.

Знаменитый фольксвагеновский двигатель VR6, «V-образно-рядный» мотор (об этом и говорит обозначение VR), стал дальнейшим развитием V-образных двигателей с малым углом развала блока. Цилиндры этого мотора разведены на ещё меньший угол, чем на Лянчах, — всего на 15°. Угол настолько мал, что такой мотор называют ещё «смещённо-рядным». Гениальное решение — «шестёрка» 2.8 компактнее, чем обычный мотор V6, да ещё и имеет одну головку блока! Потом появился двигатель VR5 — это VR6, от которого «отрезали» один цилиндр. После этого мотористы концерна Volkswagen вообще словно с цепи сорвались.

Двигатель VR5 2.3 конструкторы Фольксвагена получили, отняв один цилиндр от мотора VR6. Угол развала компактного блока — 15°, все пять цилиндров укрыты одной головкой блока.

Они придумали суперкомпактный двигатель W12, который дебютировал в 1998 году на концепт-каре W12 Roadster. Это два двигателя VR6, установленные под углом 72° на одном коленвале. Но прежде в серию пошёл мотор W8, которым оснащалась топ-модель седана Passat. Там тоже два мотора VR6, от которых «отрезано» по два цилиндра и которые тоже объединены в одном блоке на одном коленвале. Когда-то в Вольфсбурге подумывали и о восемнадцатицилиндровом двигателе — но в итоге остановились на W16 с четырьмя турбокомпрессорами, который разгоняет Bugatti Veyron до 431 км/ч.

Супермотор W12, показанный на концепте имени себя, приводит в движение представительские модели фирм Audi, Volkswagen и Bentley. На фото хорошо видно шахматное расположение цилиндров пары блоков, объединённых в одной отливке под углом 72°. Длина 420-сильного мотора — всего 51 см, ширина — 70 см.

Почему же таких моторов не было раньше? Взгляните, к примеру, на коленвал двигателя W12 — такое технологу и в страшном сне не приснится! Создателям новых схем должен помогать компьютер. Чтобы просчитать все варианты угла развала блока, расположения шатунных шеек, порядка вспышек в цилиндрах и выбрать самый уравновешенный, без помощи вычислительных мощностей обойтись очень сложно.

Теория и практика

Как видно, при выборе схемы силового агрегата конструкторы ставят во главу угла вовсе не степень уравновешенности. Главное — это удачно вписать в моторный отсек такой двигатель, который будет обладать наилучшим соотношением массы, размеров и мощности. Потом, двигатели сейчас всё чаще строятся по модульному принципу. Говоря упрощённо, на одной поршневой группе можно построить любой мотор — и трёхцилиндровый, и W12. Вслед за Фольксвагеном на модульные конструкции переходит всё больше производителей. Новейшая линейка моторов Mercedes — тому отличное подтверждение.

А вибрации… Во-первых, следует различать теоретическую и действительную уравновешенность двигателя. Если коленчатый вал в сборе с маховиком не отбалансирован, а поршни и шатуны заметно отличаются по массе, то трясти будет даже рядную «шестёрку». А потом, действительная уравновешенность всегда значительно хуже теоретической — по причинам отклонения деталей от номинальных размеров и из-за деформации узлов под нагрузкой. Так что вибрации «прорываются» из двигателя наружу при любой схеме. Поэтому автомобильные инженеры и уделяют такое внимание подвеске силового агрегата. На самом деле конструкция и расположение опор двигателя — не менее важный фактор, чем степень уравновешенности самого мотора…

Материал адаптирован к публикации с разрешения ООО «Газета «Авторевю». Все права на перепечатку принадлежат Авторевю.

Двигатель ИМЗ мотоцикла Урал, схема и принцип работы, устройство

Двигатель ИМЗ мотоцикла Урал предназначен для преобразования теплоты, выделившейся при сжигании топлива, в механическую работу, необходимую для перемещения мотоцикла. Он состоит из цилиндро-поршневой группы, кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения и ряда вспомогательных систем.

Двигатель ИМЗ мотоцикла Урал, схема и принцип работы четырехтактного двигателя, устройство двигателя ИМЗ, цилиндро-поршневая группа, кривошипно-шатунный механизм и механизм газораспределения.

На всех мотоциклах Урал Ирбитского мотоциклетного завода установлены четырехтактные, двухцилиндровые, оппозитные (с противолежащими цилиндрами) двигатели воздушного охлаждения.

Принцип работы четырехтактного двигателя мотоцикла Урал.

Несмотря на некоторые конструктивные различия принцип работы всех четырехтактных карбюраторных двигателей одинаков. Рассмотрим работу двигателя и введем основные технические понятия. Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Схема устройства четырехтактного двигателя мотоцикла Урал.

Цилиндр, поршень и головка цилиндра образуют замкнутый объем, в котором протекают рабочие процессы двигателя. Механизм газораспределения обеспечивает своевременный впуск смеси и выпуск отработавших газов в зависимости от положения поршня. Наиболее удаленное положение поршня от оси коленчатого вала называется верхней мертвой точкой (ВМТ), а минимальное удаление поршня от оси коленчатого вала — нижней мертвой точкой (НМТ).

Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня. Объем, освобождаемый поршнем при движении от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра и является одной из важных характеристик двигателя. Сумма рабочих объемов цилиндров называется рабочим объемом двигателя. Полость, ограниченная головкой цилиндра, цилиндром и поршнем при положении поршня в ВМТ называется камерой сгорания, а объем полости — объемом камеры сгорания.

Объем, ограниченный головкой цилиндра, цилиндром и поршнем при положении поршня в НМТ, называется полным объемом цилиндра. Полный объем равняется сумме объема камеры сгорания и рабочего объема. Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия.

Совокупность процессов, происходящих в цилиндре двигателя, называется рабочим циклом. Часть рабочего цикла, происходящая за один ход поршня, называется тактом. В четырехтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за четыре такта или за два оборота коленчатого вала.

Схема и принцип работы четырехтактного двигателя мотоцикла Урал.

При вращении коленчатого вала поршень совершает возвратно-поступательное движение. При движении поршня вниз в цилиндре создается разрежение, впускной клапан при этом открывается, а выпускной остается закрытым. Под действием разрежения в цилиндр поступает рабочая смесь. Осуществляется такт впуска. В НМТ впускной клапан закрывается, а поршень начинает двигаться в ВМТ, сжимая смесь. Происходит такт сжатия.

Вблизи ВМТ горючая смесь воспламеняется, в результате чего давление газов повышается. Под действием газов поршень движется вниз, совершая полезную работу. Этот такт называется рабочим ходом. Когда поршень достигнет НМТ, открывается выпускной клапан. После чего поршень движется вверх, вытесняя из цилиндра продукты сгорания. Этот последний такт, выпуск, заканчивает рабочий цикл четырехтактного двигателя. Далее все процессы повторяются.

Надо заметить, что в реальных двигателях моменты открытия и закрытия клапанов не соответствуют рассмотренным выше. Клапаны открываются несколько ранее, а закрываются несколько позднее соответствующих мертвых точек. При этом за счет использования инерции газового потока улучшается наполнение цилиндров, осуществляется продувка камеры сгорания. Моменты открытия и закрытия клапанов для разных моделей двигателей различны, зависят от многих факторов и уточняются опытным путем.

Устройство двигателя ИМЗ мотоцикла Урал.

Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ) предназначена для преобразования тепловой энергии топлива в механическую работу. В ЦПГ входят цилиндр, поршень, поршневые кольца, поршневой палец. Сюда же относится и головка цилиндра, но, поскольку в ней расположены детали механизма газораспределения.

Условия работы деталей ЦПГ очень напряженные. При сгорании топливовоздушной смеси температура пламени достигает 2000-2500 градусов. Большинство металлов не может выдержать такого нагрева, поэтому для нормальной работы двигателя необходимо обеспечить отвод тепла от деталей ЦПГ. В результате охлаждения температура цилиндра и головки составляет лишь 150-250 °С, температура поршня 300-400 °С. Но даже при таких температурах прочность многих металлов снижается. Поэтому очень важно не перегревать и не перегружать двигатель.

Поперечный разрез двигателя ИМЗ мотоцикла Урал.

Поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательные движения с довольно большой скоростью (до 20 м/с), поэтому детали ЦПГ необходимо изготовлять из таких материалов, которые имеют малый коэффициент трения и не подвержены большому износу. Кроме того, поршень должен обладать малой массой для уменьшения сил инерции. Необходимо также учитывать плохие условия смазки, так как смазывающие свойства масел при больших температурах ухудшаются.

Рассмотрим конструкцию деталей ЦПГ, исходя из этих противоречивых требований.

Цилиндр отлит из специального чугуна. Внутреннюю поверхность цилиндра, по которой перемещается поршень, при окончательной обработке хонингуют, обрабатывают специальным инструментом — хоном. В результате достигается высокая, почти зеркальная чистота поверхности, в связи с чем ее принято называть «зеркалом цилиндра».

Для уменьшения износа «зеркала» состав чугуна подбирают таким, чтобы он имел повышенную твердость. Для отвода и рассеивания теплоты в окружающую среду снаружи на цилиндре имеются ребра охлаждения. Цилиндры разбивают на группы в зависимости от размера внутреннего диаметра D.

Индекс группы наносится на верхнем торце цилиндра.

Поршень отлит из алюминиевого сплава. Сплав имеет малую плотность и хорошую теплопроводность, вследствие чего поршень получается легким, хорошо охлаждается и не создает больших сил инерции. С чугунным цилиндром повышенной твердости алюминиевый поршень образует хорошую антифрикционную пару, в результате чего уменьшается износ деталей ЦПГ. Однако коэффициент линейного расширения алюминиевого сплава в два раза больше, чем коэффициент линейного расширения чугуна.

К тому же температура поршня примерно вдвое выше температуры цилиндра. Поэтому при перегреве двигателя поршень иногда расширяется настолько, что его заклинивает в цилиндре. Происходит так называемый «прихват». Во избежание «прихвата» следует исключить возможность перегрева двигателя.

Поршень имеет днище, боковую поверхность — юбку и бобышки под поршневой палец. На поршне выполнены четыре канавки под поршневые кольца. В процессе работы верхняя часть поршня нагревается сильнее и расширяется больше, нежели нижняя. Для того, чтобы в рабочем состоянии поршень имел цилиндрическую форму, его изначально делают конусным. То есть диаметр головки поршня, где расположены поршневые кольца, и верхней части юбки меньше нижней части юбки.

При подборе поршня к цилиндру определяющим является наибольший диаметр юбки поршня. Из-за тех же причин поршень делают элипсным в сечении. Большая ось эллипса перпендикулярна оси поршневого пальца. Для предотвращения заклинивания поршня часть металла вокруг торца поршневого пальца снимается, получаются так называемые «холодильники».

Поршни, как и цилиндры, разбивают на группы в зависимости от диаметра юбки Dю, замеренного по большой оси эллипса на расстоянии 13 мм от нижнего торца. Отверстия в поршне, как и поршневой палец, маркируют краской.

Индекс группы поршня выбивают на его днище.

Кроме того, поршни различают по диаметру отверстия под поршневой палец и делят на четыре группы.

Поршневой палец установлен в поршне с натягом 0,045-0,095 мм. Однако при нагревании поршень расширяется больше, чем палец, и последний свободно вращается и в поршне, и в шатуне. Такая посадка поршневого пальца называется «плавающей». За счет плавающей посадки палец изнашивается меньше и более равномерно по всей окружности.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя ИМЗ мотоцикла Урал.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. В КШМ входят коленчатый вал и шатуны. Коленчатый вал состоит из двух коренных шеек, двух шатунных шеек и трех щек. Передняя и задняя коренные шейки выполнены заодно с передней и задней щекой соответственно. Эти детали иногда называют «цапфами».

Шатунные шейки расположены на пальцах, которые запрессованы в переднюю, среднюю и заднюю щеки. Для сборки и разборки коленчатого вала требуются большие усилия и высокая точность. Без специального оборудования выполнить эти операции невозможно. Поэтому ремонт кривошипно-шатунного механизма производят, как правило, в специализированных мастерских.

Нижняя головка шатуна неразъемно соединена с коленчатым валом с помощью роликового подшипника с сепаратором. Это создает неудобство при ремонте, однако роликовый подшипник менее требователен к условиям смазки, качеству масла и его очистке. Преимуществом коленчатого вала с роликовыми подшипниками в нижней головке шатуна является и то, что двигатель с таким валом легче запускается в холодное время.

Кривошипно-шатунный механизм вращается в двух коренных подшипниках, которые испытывают преимущественно радиальную нагрузку. Однако при выключении сцепления возникает и осевая нагрузка. Поэтому в качестве коренных используют радиально-упорные шариковые подшипники, которые могут воспринимать как радиальную, так и осевую нагрузки.

Механизм газораспределения двигателя ИМЗ мотоцикла Урал.

Механизм газораспределения служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры двигателя и выпуска из них отработавших газов в соответствии с диаграммой газораспределения. Диаграмма газораспределения показывает продолжительность процессов рабочего цикла двигателя (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск) в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

Рабочий цикл двигателя — это совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности. Работа механизма газораспределения должна быть согласована с работой кривошипно-шатунного механизма.

От коленчатого вала через зубчатые колеса получает вращение распределительный (или кулачковый) вал, в результате чего его кулачки в определенной последовательности воздействуют на толкатели, которые перемещают штанги. Штанги поворачивают двуплечие рычаги — коромысла, а те, преодолевая усилие пружин, открывают клапаны.

При дальнейшем вращении распределительного вала кулачки перестают давить на толкатели. Усилия на клапаны от толкателей не передаются и под действием пружин клапаны закрываются. Одновременно с закрытием клапанов под действием пружин занимают исходное положение и остальные детали коромысла, штанги, толкатели.

Ряд деталей механизма газораспределения, в частности клапаны, совершают возвратно-поступательное движение со значительными ускорениями. При частоте вращения двигателя более 6500 об/мин силы инерции могут стать настолько большими, что вызовут соударение клапанов с поршнями. В результате повреждаются не только оба клапана, но нередко еще поршень, цилиндр и головка цилиндра. Поэтому в процессе эксплуатации важно «не перекручивать» двигатель.

Для согласованного движения поршней и клапанов зубчатые колеса привода распределительного вала устанавливают по меткам, которые нанесены на торцы колес. Колеса сделаны косозубыми. Это позволяет снизить шум от их работы. Из тех же соображений колеса подбирают селективно, попарно, в зависимости от межосевого расстояния отверстий в картере.

Индекс комплекта зубчатых колес наносится электрографом на их торцы, а группа картера выбивается в районе генератора справа.

На всех моделях двигателей вплоть до М67-36 применялись плоские толкатели. На модели ИМЗ-8.103 внедрены вращающиеся толкатели, которые более долговечны, не требуют частой настройки зазора в приводе клапанов. Вращающиеся толкатели можно устанавливать на двигатели предыдущих моделей только в комплекте с соответствующим распределительным валом.

Похожие статьи:

  • Аккумуляторные батареи с общей крышкой, устройство, соединение в батарею свинцовых аккумуляторов точечной контактной электросваркой и газовой сваркой, герметизации пластмассой.
  • Мотоциклы М-72, М-72М, ИМЗ-8.103, ИМЗ-8.107, ИМЗ-8107, Урал, история развития и совершенствования, производимые модели ИМЗ, общее устройство.
  • Руководство по войсковому ремонту мотоциклов К-750В и МВ-750.
  • Руководство по материальной части, эксплуатации и ремонту мотоцикла М-72.
  • Необслуживаемые автомобильные аккумуляторы, развитие, устройство, особенности конструкции, работа зеленого индикатора состояния заряженности.
  • Автомобильные аккумуляторные батареи с отдельными крышками, устройство, опорная призма, моноблок, электроды, сепаратор, мостик, борн, крышка, пробка, перемычка.

Устройство двигателя. Принцип работы ДВС

Общее устройство ДВС:


Двигатель состоит из цилиндра 5 и картера 6, который снизу закрыт поддоном 9 (рис. а). Внутри цилиндра перемещается поршень 4 с компрессионными (уплотнительными) кольцами 2, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец 3 и шатун 14 связан с коленчатым валом 8, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек 13, щек 10 и шатунной шейки 11. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала (рис. б).



Схема устройства поршневого двигателя внутреннего сгорания:


а — продольный вид, б — поперечный вид; 1 — головка цилиндра, 2 — кольцо,


3 — палец, 4 — поршень, 5 — цилиндр, 6 — картер, 7 — маховик, 8 — коленчатый вал,


9 — поддон, 10 — щека, 11 — шатунная шейка, 12 — коренной подшипник, 13 — коренная шейка,


14 — шатун, 15, 17- клапаны, 16 — форсунка


Сверху цилиндр 5 накрыт головкой 1 с клапанами 15 и 17, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, следовательно, и с перемещением поршня.


Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю: верхней мертвой точкой (ВМТ), соответствующей наибольшему удалению поршня от вала (рис. б), и нижней мертвой точкой (НМТ), соответствующей наименьшему удалению его от вала.


Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком 7, имеющим форму диска с массивным ободом.


Расстояние, проходимое поршнем, между мертвыми точками называется ходом поршня S, а расстояние между осями коренных и шатунных шеек — радиусом кривошипа R (рис. б). Ход поршня равен двум радиусам кривошипа: S = 2R. Объем, который описывает поршень за один ход, называется рабочим объемом цилиндра (Vh):


Vh = (πD²S) / 4


Объем над поршнем (Vc) в положении ВМТ (рис. а) и называется объемом камеры сгорания. Сумма рабочего объема цилиндра (Vh) и объема камеры сгорания (Vc) составляет полный объем цилиндра (Va):


Va = Vh + Vc


Отношение полного объема цилиндра (Va) к объему камеры сгорания (Vc) называется степенью сжатия (е):


е = Va / Vc


Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, так как сильно влияет на его экономичность и мощность.


 


Принцип работы ДВС:



Схема работы двигателя


Практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:


  1. Такт впуска — впускается топливо-воздушная смесь
  2. Такт сжатия — смесь сжимается и поджигается
  3. Такт расширения — смесь сгорает и толкает поршень вниз
  4. Такт выпуска — продукты горения выпускаются

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла, такт впуска.


Во время второго такта, такта сжатия, поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.


Третий такт, такт расширения — это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.


Четвертый такт, такт выпуска, поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему. После этого цикл, начиная с первого такта, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.


Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания — элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600 градусов Цельсия. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Устройство идентификации параметров трехфазного асинхронного двигателя | Афанасьев

1. Сейдж Э. П., Мелса Д. Л. Идентификация систем управления. М.: Наука, 1974. 248 с.

2. Гроп Д. Методы идентификации систем. М.: Мир, 1979. 304 с.

3. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5 т. Т.2: Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управлния / Под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 640 с.

4. Вольдек А. И. Электрические машины. М.: Энергия, 1974. 340 с.

5. Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины. М.: Энергия, 1980. 928 с.

6. Кацман М. М. Электрические машины. М.: Академия, 2001. 463 с.

7. Артишевская С. В. Экспериментально-аналитический метод определения параметров асинхронных машин // Электричество. 1999. № 11. С. 29 — 31.

8. Мощинский Ю. А. Определение параметров схемы замещения асинхронных машин по каталожным данным // Электричество. 1998. № 4. C. 38 — 42.

9. Водовозов А. М., Елюков А. С. Идентификация параметров асинхронной машины в установившихся режимах // Вестник ИГЭУ. 2010. № 2. С. 69 — 71.

10. Изосимов Д. Б., Рывкин С. Е. Идентификация частоты вращения и составляющих потокосцепления ротора асинхронного двигателя по измерениям токов и напряжений обмоток статора // Электричество. 2005. № 4. С. 32 — 40.

11. Изосимов Д. Б., Аболемов Е. Н. Свойства уравнений обобщенного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором // Электричество. 2008. № 4. С. 35 — 39.

12. Виноградов А. Б., Сибирцев А. В., Колодин И. П. Адаптивно-векторная система управления бездатчикового электропривода серии ЭПВ // Силовая электроника. 2008. № 3. C. 50 — 55.

13. Панкратов В. В., Маслов М. О. Синтез и исследование алгоритма идентификации частоты вращения асинхронного двигателя // Электричество. 2008. № 4. C. 27 — 34.

14. Каширских В. Г. Динамическая идентификация асинхронных электродвигателей. Кемерово: Куз. ГТУ, 2005. 139 с.

15. Виноградов А. Б. Векторное управление электроприводами переменного тока. Иваново: ИГЭУ им. В. И. Ленина, 2008. 320 с.

16. Патент № 2030088 (РФ), 6 Н 02 Р 5/06. Устройство оценивания параметров электродвигателя / Афанасьев А. Ю., Тарасова И. Т. Опубл. 27.02.1995, Бюл. № 6.

17. Афанасьев А. Ю. Моментный электропривод. Казань: Казан. гос. техн. ун-т, 1997. 250 с.

18. Макаров В. Г. Идентификация параметров трехфазного асинхронного двигателя//Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. №3 — 4. С. 88 — 101.

19. Макаров В. Г. Идентификация параметров и токов ротора трехфазного асинхронного двигателя // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. №7 — 8. С. 101 — 116.

20. Пат. 2392731 Российская Федерация, МПК Н 02 Р 7/06. Устройство оценивания параметров электродвигателя / Макаров В. Г., Афанасьев А. Ю., Яковлев Ю. А.; заявитель и патентообладатель Казанский государственный технологический университет — №2009118685/09; заявл. 18.05.2009; опубл. 20.06.2010. Бюл. № 17. 21 с.

21. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин. М.: Высшая школа, 2001. 327 с.

22. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии. Л.: Энергия, 1964. 527с.

23. Ключев В. И. Теория электропривода. М.: Энергоатомиздат, 2001. 704 с.

24. Макаров В. Г. Применение теории обобщенной электрической машины к трехфазному асинхронному двигателю // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2009. № 11 — 12. С. 84 — 97.

25. Макаров В. Г. Гипотетическая физическая модель обобщенной электрической машины на основе трехфазного асинхронного двигателя//Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. № 1 — 2. С. 94 — 108.

Основные части автомобильного двигателя

Точно так же, как люди, чтобы двигаться, вашему двигателю требуется энергия. Фактически, основная задача двигателя — преобразовывать энергию топлива с помощью искры, чтобы создать движущуюся силу. Это внутреннее сгорание создает крошечные сдерживаемые взрывы, вызывающие движение. Хотя многие из нас считают двигатель одним из основных компонентов, на самом деле он состоит из нескольких отдельных компонентов, работающих одновременно. Возможно, вы слышали о названиях некоторых из этих деталей двигателя автомобиля, но важно знать, какова их роль и как они соотносятся с другими компонентами двигателя.

Познакомьтесь со своим двигателем

Автомобильные двигатели сконструированы вокруг герметичных упругих металлических цилиндров. Большинство современных автомобилей имеют между четырьмя и восемью цилиндрами , , хотя некоторые автомобили могут иметь до шестнадцати! Цилиндры открываются и закрываются точно в нужное время, чтобы подать топливо, соединиться с искрой для внутреннего горения и выпустить образовавшиеся выхлопные газы. Хотя двигатель состоит из нескольких компонентов, мы составили список наиболее важных частей автомобильного двигателя и их функций, которые используются в вашем автомобиле.Обратитесь к схеме, чтобы определить, где они находятся на вашем двигателе.

  • Блок двигателя — это самое ядро ​​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 пути для потока воды. Блок двигателя также содержит 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.
  • Поршни — представляют собой цилиндрический аппарат с плоской поверхностью сверху. Роль поршня заключается в передаче энергии, образовавшейся в результате сгорания, коленчатому валу для приведения в движение транспортного средства. Поршни перемещаются вверх и вниз внутри цилиндра дважды за каждый оборот коленчатого вала. Поршни двигателей, вращающихся со скоростью 1250 об / мин, будут перемещаться вверх и вниз 2500 раз в минуту. Внутри поршня находятся поршневые кольца, которые помогают создавать сжатие и уменьшать трение от постоянного трения цилиндра.
  • Коленчатый вал т — Коленчатый вал расположен в нижней части блока цилиндров, в шейках 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 с частотой вращения двигателя.
  • Распределительный вал — В зависимости от автомобиля распредвал может располагаться либо внутри блока цилиндров, 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 поддерживаются последовательностью подшипников, которые смазываются маслом для увеличения срока службы. Роль распределительного вала состоит в том, чтобы регулировать время открытия и закрытия клапанов и принимать вращательное движение от коленчатого вала и переводить его в движение вверх и вниз для управления движением подъемников, перемещением толкателей, коромысел и клапанов. .
  • Головка блока цилиндров — Крепится к двигателю с помощью болтов цилиндра, уплотнена прокладкой головки .Головка блока цилиндров содержит множество элементов, включая пружины клапанов, клапаны, толкатели, толкатели, коромысла и распределительные валы для управления проходами, которые позволяют потоку всасываемого воздуха в цилиндры во время такта впуска, а также выпускные каналы, которые удаляют выхлопные газы во время такта выпуска. .
  • Ремень / цепь привода ГРМ — Распределительный и коленчатый валы синхронизированы для обеспечения точной синхронизации для правильной работы двигателя. Ремень изготовлен из сверхпрочной резины с зубьями для захвата шкивов распределительного и коленчатого валов.Цепь, похожая на вашу велосипедную, обвивает шкивы зубьями.

Общие проблемы двигателя

При таком количестве механизмов, выполняющих множество задач с молниеносной скоростью, со временем их детали могут начать изнашиваться, что приведет к изменению поведения вашего автомобиля. Вот наиболее распространенные проблемы с двигателем и связанные с ними симптомы:

  • Плохое сжатие — приводит к потере мощности, пропускам зажигания или непуску двигателя.
  • Треснувший блок двигателя — вызывает перегрев, дым из выхлопных газов или утечку охлаждающей жидкости, обычно обнаруживаемую сбоку двигателя.
  • Повреждены поршни, кольца и / или цилиндры — издаются дребезжащие звуки, синий дым, исходящий из выхлопной трубы, резкий холостой ход или неудачный тест на выбросы выхлопных газов.
  • Сломанные или изношенные стержни, подшипники и пальцы — вызывают постукивающие или тикающие звуки, низкое давление масла, металлическую стружку в моторном масле или дребезжание при ускорении.

Автомобильные двигатели могут показаться сложными, но их задача проста: продвигать ваш автомобиль вперед. Поскольку так много компонентов работают вместе, чтобы создать это движение, ваш автомобиль обязательно должен получать надлежащее обслуживание, чтобы обеспечить его долговечность.Регулярно планируемая замена масла, промывка жидкости и замена ремней и шлангов в рекомендованное время — отличный способ предотвратить неприятные ситуации, связанные с отказом двигателя.

Sun Auto Service специализируется на обслуживании и ремонте двигателей. Когда вы ищете сервисный центр для ухода за своим автомобилем, вам нужен человек, которому вы можете доверять, чтобы он обеспечил честную и качественную работу. Sun Auto Service — это тот сервис, на который вы можете положиться, чтобы обеспечить честное и качественное обслуживание по доступной цене. Мы с гордостью сообщаем, что наша компания имеет рейтинг A + с Better Business Bureau, у нас работают сертифицированные технические специалисты ASE и мы предлагаем невероятную общенациональную гарантию, которая обеспечит ваше удовлетворение еще долгое время после того, как ваш автомобиль покинет наш сервисный центр.Сервис на уровне дилерского центра по цене, которая соответствует вашему бюджету? Это не слишком хорошо, чтобы быть правдой, это стиль Sun Auto Service.

21 Основные части двигателя | Детали автомобильного двигателя

Что такое автомобильный двигатель?

Двигатель — это сердце вашего автомобиля. Это сложная машина, предназначенная для преобразования энергии в механическую. В частности, двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем в том смысле, что он преобразует энергию тепла горящего бензина в механическую работу или крутящий момент.Этот крутящий момент применяется к колесам, чтобы заставить машину двигаться.

Чтобы выдерживать большие нагрузки, двигатель должен быть прочным. Он состоит из двух основных частей: нижняя, более тяжелая часть — это блок двигателя, корпус для наиболее важных движущихся частей двигателя; а съемная верхняя крышка — это ГБЦ.

Двигатели имеют поршни, которые перемещаются вверх и вниз внутри металлических трубок, называемых цилиндрами. Расширяющиеся газы сгорания толкают поршень, который, в свою очередь, вращает коленчатый вал.После того, как поршень сжимает топливно-воздушную смесь, искра воспламеняет ее и вызывает возгорание.

Расширение дымовых газов толкает поршень вниз. Когда смесь горит, она расширяется и обеспечивает движение автомобиля.

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.

В блоке находится 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 цилиндров. Иногда распредвал монтируется в головке или над ней.

Это общий обзор того, как выглядит двигатель вашего автомобиля. Если вы хотите узнать больше о том, как работает двигатель и сколько существует различных типов двигателей? прочтите нашу упомянутую статью.

Схема двигателя автомобиля

Обратитесь к схеме двигателя автомобиля, чтобы получить представление о своем двигателе изнутри.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 деталей двигателя автомобиля

Список деталей двигателя Название:

  • Блок двигателя
  • Поршень
  • Головка блока цилиндров
  • Коленчатый вал
  • Распределительный вал
  • Клапаны двигателя
  • Масляный поддон
  • Коллекторы
  • Штанга

Детали автомобильного двигателя

Автомобильный двигатель — это сложный механизм, конструкция которого состоит из множества внутренних частей, которые работают как часы, создавая энергию, которая приводит в действие ваш автомобиль.Для правильной работы двигателя все детали должны быть в хорошем состоянии. Ошибка может быть катастрофической!

Расскажите о деталях двигателя. В блоке двигателя находятся такие детали, как цепь привода ГРМ, распределительный вал, коленчатый вал, свечи зажигания, головки цилиндров, клапаны и поршни. Поршни качаются вверх и вниз, когда зажигаются свечи зажигания, и поршни сжимают топливно-воздушную смесь.

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 пути 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 движутся 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. Подробнее о деталях и работе поршней читайте.

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 оснащены серией подшипников, которые смазываются маслом для длительного срока службы.

Функция распределительного вала заключается в регулировании времени 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, чтобы обеспечить точную синхронизацию 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.

9.

Камера сгорания

Камера сгорания — это область внутри цилиндра, в которой 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 управления и регулирования наддува (или воздуха), поступающего в двигатель для горения и выхлопных газов, выходящих из цилиндра соответственно.

Поставляются либо на головках цилиндров, либо на стенках цилиндров. Обычно у них 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.

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, подходящей 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, и 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. Прочтите подробно о том, что такое свеча зажигания?

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. Это 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.

Подробнее о поршневых кольцах и их функциях?

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.

Подробнее о Что такое кулачок и типы кулачков?

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 неустойчивой 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 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 головок не очень дорогие.

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?

Расскажите о деталях двигателя. В блоке двигателя находятся такие детали, как цепь привода ГРМ, распределительный вал, коленчатый вал, свечи зажигания, головки цилиндров, клапаны и поршни.Поршни качаются вверх и вниз, когда зажигаются свечи зажигания, и поршни сжимают топливно-воздушную смесь.

Как называются детали автомобильного двигателя?

основных частей 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, предназначенная для преобразования энергии в механическую. В частности, двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем в том смысле, что он преобразует энергию тепла горящего бензина в механическую работу или крутящий момент. Этот крутящий момент применяется к колесам, чтобы заставить машину двигаться.

Что такое двигатель?

Двигатель или мотор — это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическое движение, пневматические двигатели используют сжатый воздух, а заводные двигатели в заводных игрушках используют упругую энергию.

Читайте также

Как это:

Нравится Загрузка …

Связанное сообщение

Вот как работает двигатель вашего автомобиля

Для большинства людей автомобиль — это вещь, которую они заправляют бензином, который перемещает их из точки А в точку Б. Но задумывались ли вы когда-нибудь, как на самом деле делает это ? Что заставляет его двигаться? Если вы еще не выбрали электромобиль в качестве повседневного водителя, магия в том, как сводится к двигателю внутреннего сгорания — той штуке, которая шумит под капотом.Но как именно работает двигатель?

В частности, двигатель внутреннего сгорания является тепловым двигателем в том смысле, что он преобразует энергию тепла горящего бензина в механическую работу или крутящий момент. Этот крутящий момент применяется к колесам, чтобы заставить машину двигаться. И если вы не управляете старинным двухтактным Saab (который звучит как старая бензопила и изрыгает масляный дым из выхлопных газов), ваш двигатель работает по одним и тем же основным принципам, независимо от того, управляете ли вы Ford или Ferrari.

Двигатели имеют поршни, которые перемещаются вверх и вниз внутри металлических трубок, называемых цилиндрами.Представьте, что вы едете на велосипеде: ваши ноги двигаются вверх и вниз, чтобы крутить педали. Поршни соединены стержнями (они похожи на ваши голени) с коленчатым валом, и они перемещаются вверх и вниз, чтобы вращать коленчатый вал двигателя, так же, как ваши ноги вращают велосипед, который, в свою очередь, приводит в действие ведущее колесо велосипеда или ведущие колеса автомобиля. . В зависимости от транспортного средства в двигателе обычно бывает от двух до 12 цилиндров, в каждом из которых поршень перемещается вверх и вниз.

Откуда сила двигателя

Эти поршни двигаются вверх и вниз тысячи крошечных контролируемых взрывов, происходящих каждую минуту, создаваемых смешиванием топлива с кислородом и воспламенением смеси.Каждый раз, когда топливо воспламеняется, называется тактом сгорания или силовым ходом. Тепло и расширяющиеся газы от этого мини-взрыва толкают поршень вниз в цилиндре.

Почти все современные двигатели внутреннего сгорания (для простоты, мы сосредоточимся здесь на бензиновых силовых установках) относятся к четырехтактным. Помимо такта сгорания, который толкает поршень вниз из верхней части цилиндра, есть еще три хода: впуск, сжатие и выпуск.

Двигателям необходим воздух (а именно кислород) для сжигания топлива.Во время такта впуска клапаны открываются, позволяя поршню действовать как шприц, когда он движется вниз, втягивая окружающий воздух через систему впуска двигателя. Когда поршень достигает нижней точки своего хода, впускные клапаны закрываются, эффективно уплотняя цилиндр для такта сжатия, который проходит в направлении, противоположном такту впуска. Движение поршня вверх сжимает всасываемый заряд.

Четыре такта четырехтактного двигателя

Getty Images

В самых современных двигателях бензин впрыскивается непосредственно в цилиндры в верхней части такта сжатия.(Другие двигатели предварительно смешивают воздух и топливо во время такта впуска.) В любом случае, непосредственно перед тем, как поршень достигнет верхней точки своего хода, известной как верхняя мертвая точка, свечи зажигания воспламеняют смесь воздуха и топлива.

Возникающее в результате расширение горячих горящих газов толкает поршень в противоположном направлении (вниз) во время такта сгорания. Это ход, при котором колеса вашего автомобиля крутятся, как когда вы нажимаете на педали велосипеда. Когда такт сгорания достигает нижней мертвой точки, выпускные клапаны открываются, позволяя газам сгорания откачиваться из двигателя (как шприц, выталкивающий воздух), когда поршень снова поднимается.Когда выхлоп выходит — он проходит через выхлопную систему автомобиля перед выходом из задней части автомобиля — выхлопные клапаны закрываются в верхней мертвой точке, и весь процесс начинается снова.

Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

В многоцилиндровом автомобильном двигателе циклы отдельных цилиндров смещены друг от друга и равномерно распределены, так что такты сгорания не происходят одновременно, а двигатель является максимально сбалансированным и плавным.

Getty Images

Но не все двигатели одинаковы. Они бывают разных форм и размеров. В большинстве автомобильных двигателей цилиндры расположены по прямой линии, например, в рядном четырехцилиндровом двигателе, или объединены два ряда рядных цилиндров в виде V-образной формы, как в V-6 или V-8. Двигатели также классифицируются по размеру или рабочему объему, который представляет собой совокупный объем цилиндров двигателя.

Различные типы двигателей

Конечно, существуют исключения и незначительные различия среди двигателей внутреннего сгорания, представленных на рынке.Например, двигатели с циклом Аткинсона изменяют фазы газораспределения, чтобы сделать двигатель более эффективным, но менее мощным. Турбонаддув и наддув, сгруппированные вместе с опциями принудительной индукции, нагнетают дополнительный воздух в двигатель, что увеличивает доступный кислород и, следовательно, количество топлива, которое может быть сожжено, что приводит к увеличению мощности, когда вы этого хотите, и большей эффективности, когда вы надеваете не нужна сила. Все это дизельные двигатели обходятся без свечей зажигания. Но независимо от двигателя, если он относится к типу двигателей внутреннего сгорания, основы его работы остаются неизменными.И теперь вы их знаете.

Пора провести весеннюю уборку? Попробуйте продукты Meguiar, которые мы используем в нашем автопарке

Средство для мытья и воска Meguiar’s Ultimate

Ultimate Quik Detailer от Meguiar

Полотенце из микрофибры Meguiar’s Water Magnet

Детальщик интерьера Meguiar’s Ultimate

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Файл: Схема четырехтактного двигателя.jpg — Wikimedia Commons

Описание Схема четырехтактного двигателя.jpg Размер: * C: Средний размер

  • E: میل بادامک دریچه از خروجی
  • I: میل بادامک ورودی
  • P: ستون
  • R: Производитель
  • S: مع (مولد رقه موتور)
  • V: سوپاپ
  • Вт: مجراهای ب سرد

العربية: * C: محور الدوران

  • E: حدبة صمام الغاز الخارج
  • I: حدبة صمام الغاز الداخل
  • P: مكبس
  • R: عا توصيل
  • S: معة اشعال
  • V: صمامات.الاحمر: الغاز الخارج, الازرق: الغاز الداخل
  • Вт: وعية مياه التبريد

Deutsch: Komponenten eines typischen, Viertakt, DOHC Kolben Motor.

Magyar: * C: Főtengely

  • E: Kipufogó szelep forgattyús tengely
  • I: Befecskendező szelep forgattyús tengely
  • P: Dugattyú
  • R: Hajtókar
  • S: Gyújtógyertya
  • V: Szelepek.Piros: kipufogó, Kék: Befecskendező
  • Вт: Hűtőfolyadék

Svenska: * C: Vevaxel

  • E: Kamaxel for avgasventiler
  • I: Kamaxel för inloppsventiler
  • P: Kolv
  • R: Kolvstake
  • S: Tändstift
  • V: Вентилятор. Röd: avgas-, Blå: inlopps-
  • Вт: Kylvattenkanaler

中文 : 四 行程 DOHC 引擎 剖面 圖

  • К: 曲軸
  • E: 排氣 凸輪軸
  • I: 進 氣 凸輪軸
  • П: 活塞
  • R: 連桿
  • S: 火星塞
  • V: 紅色: 進 氣閥;藍色: 排 氣閥
  • Вт: 冷卻 水 通道

slenska: * C: Sveifarás

  • E: Kambás fyrir útblástur
  • I: Kambás fyrir inntak
  • P: Stimpill
  • R: Stimpilstöng
  • S: Rafkerti
  • V: Ventlar.Rauður: útblástur, Blár: inntak
  • Вт: Vatnsrásir fyrir kælivatn

Kurdî: * C- کامشەفت- коленчатый вал

  • E- کامشەفتی چونەدەر — выпускной распредвал
  • I- امشەفتی چونەناو– распредвал впускных клапанов
  • P- ستن– поршень
  • R- بەگن– шатун
  • S- سپارک پلاک– свеча зажигания
  • V- دەمەوانەکان (سور: چونەدەر. شین: ونەناو) — клапаны. красный: выпуск, синий: впуск
  • W- چاکەتی ئاوی ساردکەرەوە — рубашка охлаждающей воды

Вокруг — куда попадает масло в вашем двигателе

Большинство людей знают, что масло нужно заливать в верхнюю часть двигателя, а масло стекает в нижнюю часть.Поскольку я проработал в ремонте автомобилей 35 лет, для меня не секрет, что происходит между заливкой и заменой масла. Но меня удивляет количество людей, у которых нет истинного представления о пути, по которому масло движется внутри двигателя.

Один из самых частых вопросов, который я получаю:

«Как часто мне следует менять масло в машине и что использовать?»

Чтобы ответить на этот вопрос, я бы использовал метод Сократа и задам себе несколько вопросов: на какой машине вы водите? С какими условиями вождения вы сталкиваетесь чаще всего? Где вы живете? Сколько лет твоей машине?

Ответ на эти вопросы определит лучшее масло для вашего автомобиля, а также то, насколько хорошо оно защищает и смазывает ваш двигатель, пока он вращается внутри.

Куда перемещается масло, в каком порядке и что именно оно делает внутри вашего двигателя?

Во-первых, масло, которое вы заливаете в верхнюю часть двигателя, проходит по многим путям, в конечном итоге попадая в нижний масляный поддон, часто называемый поддоном, где расположена сливная пробка. Масло проходит несколько разных путей, возвращаясь на дно, но только один путь под давлением выполняет свою работу.

На рис. 1 показана трубка с металлическим экраном неплотного переплетения на дне поддона.Экран прикреплен к всасывающей трубке, которая ведет непосредственно к масляному насосу. Трубка и экран погружены в масло на глубину около четырех дюймов. Экран предотвращает попадание крупных кусков мусора, обычно размером более 1/32 дюйма, в масляный насос.

Многие люди не понимают, что большинство масляных насосов — это просто набор специальных шестерен, которые забирают масло под низким давлением и сжимают масло до высокого давления, где оно затем проходит через камеру с подпружиненным клапаном.Клапан позволяет маслу выходить только под определенным давлением, обычно от 1 до 60 фунтов / дюйм. 2 Любое давление выше этого будет сброшено обратно в масляный поддон, поскольку высокое давление масла может повредить подшипники.

От насоса он выходит за пределы масляного фильтра и там через фильтрующий материал направляется к центру, где он выходит в масляные каналы внутри двигателя. Масляный фильтр также имеет перепускной клапан, чтобы давление не упало слишком низко, если фильтр забивается.Первая и самая важная задача моторного масла — смазывать вращающиеся компоненты двигателя, и оно должно находиться под хорошим давлением, чтобы выполнять свою работу.

Масло нагнетается в пространство между подшипниками, контактируя с шейками коленчатого вала и шейками. Подшипники представляют собой простые металлические втулки, охватывающие вращающиеся компоненты двигателя. Блок имеет коренные подшипники на коленчатом валу, а подшипники шатунов — на ходах кривошипа.

Это тонкое пространство, обычно в одну тысячную дюйма на новых двигателях, удерживает тонкую масляную пленку между подшипниками и движущимися поверхностями коленчатого вала.Под давлением и при правильной рабочей температуре масло защищает и продлевает срок службы обработанных деталей. Металл никогда не должен касаться других металлических поверхностей во время движения.

Важно отметить, что часть масла вытесняется с боков подшипников и стекает обратно в поддон. Если зазор слишком велик, скажем, 0,004 дюйма или больше, давление в верхней части двигателя начинает падать. Мерцающая лампочка масла или легкий звук постукивания в области коромысла на верхней части двигателя являются хорошим признаком того, что недостаточное количество масла под давлением достигает верхней части двигателя.

Оглядываясь на минутку, я хотел бы, чтобы автомобильный двигатель с роликовыми или игольчатыми подшипниками заменил гораздо более дешевые и достаточно долговечные подшипники скольжения. Я знаю, что создание такого двигателя будет стоить целое состояние, но он прослужит вечно. Многие более крупные двигатели имеют игольчатые / роликовые подшипники. Обычно они вращаются на более низких оборотах (скорости), чем бензиновые автомобильные двигатели. Обороты не являются ограничивающим фактором.

Я летал на авиамоделях в течение 40 лет, и многие из моих двигателей с максимальной частотой вращения (25 000+ об / мин по сравнению с 2500 об / мин в автомобильном двигателе) оснащены роликоподшипниками для снижения трения и увеличения числа оборотов.Автомобильный двигатель с роликовыми / игольчатыми подшипниками будет иметь более высокую мощность и более длительный срок службы, но при каких производственных затратах?

Большая часть масла смазывает область коленчатого вала, а оставшаяся часть смазывает распределительный вал и коромысла. Если в вашем автомобиле есть толкатели, а не верхний распределительный вал, то масло под давлением подается в толкатели клапана. Эти подъемники также перекачивают масло через полые толкающие штанги для смазки области коромысла. Если в вашем автомобиле есть верхний кулачок, масло переносится к кулачку и проливается на точки контакта между кулачком и штоками клапанов.

После смазки распределительного вала и связанных с ним компонентов масло под действием силы тяжести стекает вниз по каналам в головке и моторном блоке в масляный поддон, готовый начать новое путешествие.

Во многих конструкциях шатунов имеется небольшое отверстие, через которое масло распыляется на цилиндр для смазки области контакта поршневого кольца этого цилиндра. Специальные кольца в нижней части комплекта поршневых колец вытирают излишки масла и возвращают его в поддон.

Что касается расхода масла, вам, вероятно, может потребоваться долить литр масла в двигатель через регулярные интервалы в 3000 миль.Большинство новых автомобилей не потребляют масло при первых нескольких заменах масла. После этого расход масла с возрастом будет постепенно увеличиваться. Что такое слишком большой расход? Если бы мне нужно было выбрать идеальную цифру, я бы сказал одну кварту каждые 5000 миль. Лучшая машина, которой я когда-либо владел, дала мне понять, что пришло время для перемен, регулярно проезжая 4 000 миль за литр. Я сэкономил, добавив кварту, и полностью заменил поддон и фильтр.

Почему я предпочитаю небольшой расход масла? На мой взгляд, как механика на протяжении всей жизни, те двигатели, которые потребляли немного масла, позволяя ему проходить по кольцам, сводили к минимуму износ верхнего цилиндра и колец.Много лет назад мы добавляли в бензин масло высшего качества с той же целью.

Внешние утечки масла могут быть неприятными, потенциально опасными и просто некрасивыми. Почему дилеры подержанных автомобилей прилагают большие усилия для очистки двигателя перед выставлением его на продажу? Наше общее впечатление о двигателе складывается из его чистоты и плавности хода. Большинство людей открывают вытяжку перед тем, как запустить ее. Если продавец запустит его до того, как откроет капот, он будет полагаться на первое впечатление о хорошо работающем двигателе, а не на то, что, вероятно, будет грязным двигателем под капотом.

Если дилеру не удалось очистить двигатель, скорее всего, у него сильная утечка масла, которую он не хочет устранять. Если он открывает капот, и он хорошо работает, посмотрите, где припаркован автомобиль, во время тест-драйва. Нефть на лоте даст вам инструмент торга. Многие виды утечек можно устранить менее чем за 100 долларов.

Расход масла

Один из наших читателей написал три разных вопроса о своей машине и о ее недавно изменившемся расходе масла. На протяжении 30 000 миль его автомобиль не использовал масло между заменами, и внезапно он потреблял масло из расчета одна кварта на 1000 миль.Несмотря на то, что уровень потребления чрезмерен, и я думаю, что есть утечка или сжигание масла, он задал следующие правильные вопросы:

1. Какое нормальное потребление? И почему его машина не сжигала масло на протяжении 30 000 миль?

2. Почему расход масла происходит во время движения по шоссе, а не во время движения с частыми остановками?

3. Что привело к изменению схемы использования масла после столь долгой поездки на автомобиле (30 000 миль)?

С возрастом автомобили потребляют все больше и больше масла.Нормальное потребление — это субъективный вызов; Я сделал свой из расчета одна кварта на 5000 миль. Я также заявил, что многие автомобили какое-то время вообще не сжигают масло — опять же, переменная.

Тот факт, что его расход вызван дорожными условиями, заставляет меня подозревать внутреннюю утечку масла вокруг уплотнений штока клапана или какой-то сбой в системе PCV.

Тот факт, что схема резко изменилась, укрепит мою уверенность в том, что причиной является неисправность (либо необнаруженная утечка, либо ненормальное потребление).

У меня одна машина, проехавшая более 175 000 миль, и она потребляет масло так, как мне нравится: одна кварта каждые 4 000 миль. Моя новая машина с пробегом всего 70 000 миль также потребляет одну кварту на 4 000 миль, и она всегда так делала.

Утечки масла трудно обнаружить в автомобиле. Двигатели плотно закрыты, и их трудно увидеть под любым углом. Добавить список аксессуаров, прикрученных к блоку, и видимость приближается к невозможности. Однако в следующем выпуске «Machinery Lubrication» я собираюсь представить некоторые из последних методов поиска утечек.В следующем выпуске пойдет речь о фосфоресценции, полимерном акриле, ультрафиолете, дыме и, возможно, даже о зеркалах.

Как работает автомобильный двигатель

Я никогда не был автолюбителем. Мне просто не было никакого интереса копаться под капотом, чтобы понять, как работает моя машина. За исключением замены воздушных фильтров или замены масла время от времени, если у меня когда-либо возникала проблема с моей машиной, я просто отнес ее к механику, и когда он вышел, чтобы объяснить, что случилось, я вежливо кивнул и сделал вид как будто я знал, о чем он говорил.

Но в последнее время мне не терпелось изучить основы работы автомобилей. Я не планирую становиться полноценной обезьяной, но я хочу иметь базовое представление о том, как все в моей машине на самом деле заставляет это работать. Как минимум, эти знания позволят мне понять, о чем механик говорит, в следующий раз, когда я сяду в машину. Кроме того, мне кажется, что мужчина должен понимать основы технологии, которую он использует. ежедневно. Что касается этого веб-сайта, я знаю, как работают кодирование и SEO; пора мне изучить более конкретные вещи в моем мире, например, что находится под капотом моей машины.

Я полагаю, что есть и другие взрослые мужчины, похожие на меня — мужчины, которые не занимаются машинами, но им немного интересно, как работают их машины. Так что я планирую поделиться тем, что я узнал в ходе собственного исследования, и время от времени возьмусь за серию статей, которые мы назовем Gearhead 101. Цель состоит в том, чтобы объяснить самые основы того, как работают различные части в автомобиле, и предоставить ресурсы, где можно узнайте больше самостоятельно.

Итак, без лишних слов, мы начнем наш первый урок Gearhead 101 с объяснения всех тонкостей сердца автомобиля: двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания называется «двигателем внутреннего сгорания», потому что топливо и воздух сгорают внутри двигателя , чтобы создать энергию для движения поршней, которые, в свою очередь, приводят в движение автомобиль (ниже мы подробно покажем, как это происходит. ).

Сравните это с двигателем внешнего сгорания, где топливо сгорает за пределами двигателя, и энергия, создаваемая этим сгоранием, является его движущей силой. Паровые двигатели — лучший тому пример.Уголь сжигается за пределами двигателя, который нагревает воду для производства пара, который затем приводит в действие двигатель.

Большинство людей думают, что в мире механизированного движения паровые двигатели внешнего сгорания пришли раньше, чем двигатели внутреннего сгорания. Реальность такова, что двигатель внутреннего сгорания был первым. (Да, древние греки возились с паровыми двигателями, но из их экспериментов ничего практического не вышло.)

В -х годах века изобретатели создали двигатель внутреннего сгорания, используя порох в качестве топлива для движения поршней.На самом деле, их двигал не порох. Принцип работы этого раннего двигателя внутреннего сгорания заключался в том, что вы вставляли поршень до самого верха цилиндра, а затем зажигали порох под поршнем. После взрыва образовался вакуум, который засосал поршень в цилиндр. Поскольку этот двигатель полагался на изменения давления воздуха для перемещения поршня, они назвали его атмосферным двигателем. Это было не очень эффективно. К 17, -м и годам паровые двигатели были многообещающими, поэтому от двигателей внутреннего сгорания отказались.

Только в 1860 году был изобретен надежный, работающий двигатель внутреннего сгорания. Бельгийский парень по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал двигатель, который впрыскивал природный газ в цилиндр, который впоследствии воспламенялся постоянным пламенем рядом с цилиндром. Он работал аналогично пороховому атмосферному двигателю, но не слишком эффективно.

Основываясь на этой работе, в 1864 году два немецких инженера по имени Николаус Август Отто и Ойген Ланген основали компанию, которая производила двигатели, аналогичные модели Ленуара.Отто отказался от управления компанией и начал работать над конструкцией двигателя, над которой он играл с 1861 года. Его конструкция привела к созданию того, что мы теперь знаем как четырехтактный двигатель, и базовая конструкция двигателя используется до сих пор.

Анатомия автомобильного двигателя

Двигатель V-6

Я покажу вам, как здесь работает четырехтактный двигатель, но прежде чем я это сделаю, я подумал, что было бы полезно пройтись по различным частям двигателя, чтобы вы имели представление о том, что делает, что в четырехтактный процесс.В этих объяснениях используется терминология, основанная на других терминах из списка, поэтому не беспокойтесь, если вы сначала запутаетесь. Прочтите все, чтобы получить общее представление, а затем прочтите еще раз, чтобы иметь общее представление о каждой части, о которой идет речь.

Блок цилиндров (блок цилиндров)

Блок цилиндров — это основа двигателя. Большинство блоков цилиндров отлиты из алюминиевого сплава, но некоторые производители по-прежнему используют железо.Блок двигателя также называют блоком цилиндров из-за большого отверстия или трубок, называемых цилиндрами, которые залиты в интегрированную конструкцию. В цилиндре поршни двигателя скользят вверх и вниз. Чем больше цилиндров в двигателе, тем он мощнее. Помимо цилиндров, в блок встроены другие каналы и каналы, которые позволяют маслу и охлаждающей жидкости течь к различным частям двигателя.

Почему двигатель называется «V6» или «V8»?

Отличный вопрос! Это связано с формой и количеством цилиндров в двигателе.В четырехцилиндровых двигателях цилиндры обычно устанавливаются по прямой линии над коленчатым валом. Эта компоновка двигателя называется рядным двигателем .

Еще одна четырехцилиндровая компоновка называется «плоская четверка». Здесь цилиндры расположены горизонтально двумя рядами, коленчатый вал идет посередине.

Когда двигатель имеет более четырех цилиндров, они делятся на два ряда цилиндров — по три (или более) цилиндра на каждую сторону. Разделение цилиндров на два ряда делает двигатель похожим на букву V.”V-образный двигатель с шестью цилиндрами = двигатель V6. V-образный двигатель с восемью цилиндрами = V8 — по четыре в каждом ряду цилиндров.

Камера сгорания

В камере сгорания двигателя происходит волшебство. Здесь топливо, воздух, давление и электричество объединяются, чтобы создать небольшой взрыв, который перемещает поршни автомобиля вверх и вниз, создавая таким образом силу для движения автомобиля. Камера сгорания состоит из цилиндра, поршня и головки блока цилиндров.Цилиндр действует как стенка камеры сгорания, верхняя часть поршня действует как дно камеры сгорания, а головка цилиндра служит потолком камеры сгорания.

Головка цилиндра

Головка блока цилиндров представляет собой кусок металла, который находится над цилиндрами двигателя. В головке блока цилиндров отлиты небольшие закругленные углубления для создания пространства в верхней части камеры сгорания. Прокладка головки герметично закрывает стык между головкой блока цилиндров и блоком цилиндров.Впускные и выпускные клапаны, свечи зажигания и топливные форсунки (эти детали будут объяснены позже) также установлены на головке блока цилиндров.

Поршень

Поршни перемещаются вверх и вниз по цилиндру. Они похожи на перевернутые суповые банки. Когда топливо воспламеняется в камере сгорания, сила толкает поршень вниз, который, в свою очередь, перемещает коленчатый вал (см. Ниже). Поршень прикреплен к коленчатому валу через шатун, он же шатун. Он соединяется с шатуном через поршневой палец, а шатун соединяется с коленчатым валом через шатунный подшипник.

На верхней части поршня вы найдете три или четыре канавки, отлитые в металле. Внутри канавок вставлены поршневые кольца . Поршневые кольца — это часть, которая фактически касается стенок цилиндра. Они сделаны из железа и бывают двух видов: компрессионные кольца и масляные кольца. Компрессионные кольца — это верхние кольца, они прижимаются наружу к стенкам цилиндра, обеспечивая прочное уплотнение камеры сгорания. Масляное кольцо — это нижнее кольцо на поршне, которое предотвращает просачивание масла из картера в камеру сгорания.Он также вытирает излишки масла со стенок цилиндров и обратно в картер.

Коленчатый вал

Коленчатый вал — это то, что преобразует движение поршней вверх и вниз во вращательное движение, которое позволяет автомобилю двигаться. Коленчатый вал обычно входит продольно в блок цилиндров в нижней части. Он простирается от одного конца блока двигателя до другого. В передней части двигателя коленчатый вал соединяется с резиновыми ремнями, которые соединяются с распределительным валом и передают мощность другим частям автомобиля; в задней части двигателя распределительный вал соединяется с трансмиссией, которая передает мощность на колеса.На каждом конце коленчатого вала вы найдете сальники или «уплотнительные кольца», которые предотвращают утечку масла из двигателя.

Коленчатый вал находится в так называемом картере двигателя. Картер находится под блоком цилиндров. Картер защищает коленчатый вал и шатуны от посторонних предметов. Область в нижней части картера называется масляным поддоном, и именно здесь хранится масло вашего двигателя. Внутри масляного поддона вы найдете масляный насос, который прокачивает масло через фильтр, а затем это масло разбрызгивается на коленчатый вал, шатунные подшипники и стенки цилиндра, чтобы обеспечить смазку для движения поршня.Масло в конечном итоге стекает обратно в масляный поддон, чтобы снова начать процесс.

Вдоль коленчатого вала вы найдете уравновешивающие выступы, которые действуют как противовесы, уравновешивая коленчатый вал и предотвращая повреждение двигателя из-за колебаний, возникающих при вращении коленчатого вала.

Также вдоль коленчатого вала находятся коренные подшипники. Коренные подшипники обеспечивают гладкую поверхность между коленчатым валом и блоком двигателя для вращения коленчатого вала.

Распредвал

Распределительный вал — это мозг двигателя.Он работает вместе с коленчатым валом через ремень ГРМ, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в нужное время для оптимальной работы двигателя. Распределительный вал использует овальные выступы, которые проходят поперек него, чтобы контролировать время открытия и закрытия клапанов.

Большинство распределительных валов проходят через верхнюю часть блока цилиндров непосредственно над коленчатым валом. В рядных двигателях один распределительный вал управляет как впускным, так и выпускным клапанами. На V-образных двигателях используются два отдельных распредвала.Один управляет клапанами на одной стороне V, а другой — клапанами на противоположной стороне. Некоторые V-образные двигатели (например, на нашей иллюстрации) даже имеют два распределительных вала на ряд цилиндров. Один распределительный вал управляет одной стороной клапанов, а другой распределительный вал — другой стороной.

Система синхронизации

Как упоминалось выше, распределительный вал и коленчатый вал координируют свое движение через ремень или цепь ГРМ. Цепь ГРМ удерживает коленчатый вал и распределительный вал в одном и том же положении относительно друг друга все время во время работы двигателя.Если распредвал и коленчатый вал по какой-либо причине рассинхронизируются (например, цепь ГРМ пропускает зубчатый венец), двигатель не будет работать.

Клапан

Клапанный механизм — это механическая система, которая установлена ​​на головке блока цилиндров и управляет работой клапанов. Клапанный механизм состоит из клапанов, коромысел, толкателей и подъемников.

Клапаны

Клапаны бывают двух типов: впускные и выпускные.Впускные клапаны подают смесь воздуха и топлива в камеру сгорания, чтобы создать сгорание для питания двигателя. Выпускные клапаны позволяют выхлопным газам, образовавшимся после сгорания, выходить из камеры сгорания.

Автомобили обычно имеют один впускной клапан и один выпускной клапан на цилиндр. Большинство высокопроизводительных автомобилей (Ягуары, Мазерати и др.) Имеют четыре клапана на цилиндр (два впускных, два выпускных). Хотя Honda и не считается «высокопроизводительным» брендом, она также использует в своих автомобилях четыре клапана на цилиндр.Есть даже двигатели с тремя клапанами на цилиндр — двумя впускными клапанами, одним выпускным клапаном. Многоклапанные системы позволяют автомобилю лучше «дышать», что, в свою очередь, улучшает характеристики двигателя.

Коромысла

Коромысла — это маленькие рычаги, которые касаются кулачков или кулачков распределительного вала. Когда лепесток поднимает один конец коромысла, другой конец коромысла давит на шток клапана, открывая клапан, чтобы впустить воздух в камеру сгорания или выпустить выхлоп.Это работает как качели.

Толкатели / подъемники

Иногда кулачки распределительного вала непосредственно касаются коромысла (как вы видите на двигателях с верхним распределительным валом), открывая и закрывая клапан. В двигателях с верхним расположением клапанов выступы распределительного вала не контактируют напрямую с коромыслами, поэтому используются толкатели или толкатели.

Топливные форсунки

Чтобы создать сгорание, необходимое для движения поршней, нам нужно топливо в цилиндрах.До 1980-х годов автомобили использовали карбюраторы для подачи топлива в камеру сгорания. Сегодня все автомобили используют одну из трех систем впрыска топлива: прямой впрыск топлива, впрыск топлива через отверстия или впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки.

При непосредственном впрыске топлива каждый цилиндр имеет собственную форсунку, которая впрыскивает топливо прямо в камеру сгорания в самый подходящий момент для сгорания.

При распределенном впрыске топлива вместо того, чтобы распылять топливо непосредственно в цилиндр, оно распыляется во впускной коллектор сразу за клапаном.Когда клапан открывается, воздух и топливо попадают в камеру сгорания.

Системы впрыска топлива с дроссельной заслонкой работают как карбюраторы, но без карбюратора. Вместо того, чтобы у каждого цилиндра была собственная топливная форсунка, к корпусу дроссельной заслонки идет только одна топливная форсунка. Топливо смешивается с воздухом в корпусе дроссельной заслонки, а затем распределяется по цилиндрам через впускные клапаны.

Свеча зажигания

Над каждым цилиндром находится свеча зажигания. Когда он загорается, он воспламеняет сжатое топливо и воздух, вызывая мини-взрыв, который толкает поршень вниз.

Четырехтактный цикл

Итак, теперь, когда мы знаем все основные части двигателя, давайте посмотрим на движение, которое на самом деле заставляет нашу машину двигаться: четырехтактный цикл.

На приведенном выше рисунке показан четырехтактный цикл в одном цилиндре. То же самое происходит и с другими цилиндрами. Повторите этот цикл тысячу раз в минуту, и вы получите движущуюся машину.

Ну вот. Основы работы автомобильного двигателя. Загляните сегодня под капот вашего автомобиля и посмотрите, сможете ли вы указать на детали, которые мы обсуждали.Если вам нужна дополнительная информация о том, как устроен автомобиль, посмотрите книгу How Cars Work. Это очень помогло мне в моих исследованиях. Автор отлично справляется с переводом вещей на язык, понятный даже новичку.

Теги: Автомобили

Как работает двигатель мотоцикла?

Это сбивает с толку. Это сбивает с толку. Так что давайте не будем начинать с плоской шестерки 1800 куб.

Современные велосипедные двигатели оснащены множеством технологий — иногда вам нужен словарь, чтобы просто перевести руководство.Но если вы не знаете, как работает двигатель, это может быть немного пугающе.

Во всем виноват он.

Но хорошая новость заключается в том, что современные двигатели по-прежнему работают практически по тем же принципам, что и, когда немец (который, возможно, знал) по имени Николас Отто построил первый из них в 1876 году. И это уже больше, чем знают многие эксперты по пабам, поэтому мы идем к хорошему началу.

Основы двигателя мотоцикла

История начинается с взрыва внутри небольшого замкнутого пространства.Взрыв — это не взрыв; это контролируемое сжигание смеси бензина и воздуха — бензин попал в пространство, будучи впрыснутым из инжектора, а воздух поступил из атмосферы. Взрыв / ожог также называется сгоранием, как в «двигателе внутреннего сгорания». А небольшое замкнутое пространство называется камерой сгорания.

Действительно важные детали — ваш базовый двигатель

В крыше камеры сгорания находится свеча зажигания, которая зажигает искру или воспламеняет топливно-воздушную смесь и начинает сгорание.Этот бит называется зажиганием.

Газы, горящие в небольших помещениях, быстро расширяются. Дно камеры сгорания на самом деле является верхом поршня, и, к счастью, он скользит вниз внутри стенок цилиндра, называемого «цилиндром». Говорите, что вам нравится об инженерах, но они логичны.

Поршень соединен со штоком, называемым «шатун» (видите?), Сокращенно шатун или просто шток. Шток соединен с большой вещью типа оси, называемой кривошипом. Когда сгорание толкает поршень и шатун вниз, они поворачивают кривошип.

Импульс в кривошипе (который сравнительно тяжелый) теперь снова отбрасывает шатун и поршень обратно вверх по цилиндру. Это полезно, потому что при этом он выталкивает весь сгоревший выхлопной газ из цилиндра через пару маленьких клапанов, которые только что открылись, и выводит его в выхлоп. Здесь есть один хитрый момент — время открытия и закрытия клапанов контролируется цепью, идущей от кривошипа обратно к шпинделю (или распределительному валу) над клапанами, и заставляет их открываться именно тогда, когда это необходимо.

Уф, пока все хорошо. Но работа наполовину сделана. Нам нужно, чтобы в камеру сгорания было больше бензина и воздуха.

Полный четырехтактный цикл. Это снотворно.

Теперь поршень снова находится в верхней точке своего хода. Но кривошип все еще имеет импульс и все еще вращается, и он начинает тянуть поршень обратно по цилиндру, что является идеальной возможностью открыть еще одну пару клапанов (управляемых другим распределительным валом) и позволить низкому давлению опускающегося поршня потянуться. свежий импульс топливно-воздушной смеси в цилиндр, немного похожий на набирание крови из шприца.

И снова поршень достигает нижней точки своего хода, и цилиндр над ним заполнен завихренной топливно-воздушной смесью. По-прежнему приводимый в действие моментом кривошипа, поршень снова начинает подниматься во второй раз, что сжимает смесь. Когда поршень достигает вершины, свеча зажигания снова зажигает искру, воспламеняя смесь и снова толкая поршень вниз по цилиндру.

Итак, это полный цикл двигателя внутреннего сгорания. Если вы считаете, вы поймете, что поршень фактически совершал два хода вверх и два хода вниз за цикл — вот почему он называется четырехтактным двигателем (есть много других типов двигателей — двухтактные, ванкельные и т. Д. дизели и т. д. — но почти все современные мотоциклетные двигатели четырехтактные).

Четыре удара часто сокращают до запоминающихся глаголов: в порядке, описанном выше, это будет удар, удар, сосать, сжимать (но чаще приказывают сосать, сжимать, стучать, дуть, потому что он лучше спотыкается о язык. ).

Итак, теперь все, что у нас есть, — это поршень, летящий вверх и вниз, и вращающийся кривошип. Как это заставляет байк двигаться вперед?

Как вы понимаете, четырехтактный цикл, описанный выше, происходит очень и очень быстро. Невероятно быстро. Когда ваш велосипед тикает, кривошип будет вращаться со скоростью около 1200 оборотов в минуту.Это 600 сосаний, 600 сжатий, 600 ударов и 600 ударов каждую минуту (потому что каждый из них составляет половину оборота рукоятки). И это на цилиндр.

Итак, кривошип вращается очень быстро, но если вы затем просто соедините его цепью с задним колесом, у него будет достаточно силы только для того, чтобы очень, очень медленно вести мотоцикл, и он будет крутить гайки, чтобы сделать Это. Представьте, что вы выбираете первую передачу на мотоцикле, а затем пытаетесь крутить педали при спуске с горы; то же самое.

Что нам нужно сделать, так это как-то выбрать более высокую передачу на нашем мотоцикле.Нам нужна система шестерен, чтобы замедлить скорость вращения кривошипа, и которая затем — из-за явления, называемого механическим преимуществом — фактически увеличивает силу силы (также называемую крутящим моментом) до точки, при которой мы можем управлять двигателем. мотоцикл вперед с приличной скоростью, но с более разумной частотой вращения двигателя. Мы хотим поменять местами высокую частоту вращения коленчатого вала и низкий крутящий момент на низкую частоту вращения коленчатого вала и высокий крутящий момент.

А, как насчет коробки передач? Таким образом, кривошип имеет зубец или шестерню на конце, которая вращает кучу других шестерен разных размеров — и мы можем выбрать, какую из них хотим, используя умный механизм, называемый рычагом переключения передач — до того, как появится привод, медленнее, но гораздо сильнее, на выходной передаче — и отсюда мы можем зацепить ее цепью и привести в движение заднее колесо.

Теперь у вашего велосипеда работает двигатель, и он движется. Ура!

Это рисунок двигателя Triumph Trophy. Вы можете увидеть три поршня в линию, каждый на конце шатуна и вращающий кривошип под ним. Вы также можете увидеть два распредвала впускных и выпускных клапанов в верхней части двигателя, приводящие в действие клапаны. Большая шестерня сразу за корзиной сцепления принимает привод от кривошипа и передает его в коробку передач — группу шестерен.Выход привода — косозубая коническая шестерня внизу справа. У Trophy есть привод вала, и вы можете видеть, что его косозубая коническая шестерня принимает выходной сигнал коробки передач.

Конечно, все вышеизложенное описывает процесс только одного поршня, штока и цилиндра. Вы знаете, что велосипеды могут иметь один, два, три, четыре, не часто пять, но иногда и до шести цилиндров. Они могут быть расположены необычным и чудесным образом — рядом друг с другом (параллельные близнецы или рядные тройки, четверки или шестерки), в форме V (V-образные или V-образные четверки) или лицом друг к другу (плоские двойные, плоские четыре, даже плоская шесть).

Количество цилиндров и способ их расположения играют огромную роль в определении не только характера вашего двигателя (как он вибрирует и как он передает свою мощность при открытии дроссельной заслонки), но и в управлении — и размер — вашего велосипеда. Из-за этого некоторые конфигурации цилиндров подходят для определенных типов езды — поэтому одиночные цилиндры хорошо работают на мотоциклах для бездорожья, но не так хорошо на туристических велосипедах. Из четырехцилиндрового двигателя получаются хорошие двигатели для спортивных мотоциклов, но плохие внедорожные двигатели.

Конечно, это только самое основное описание того, как работает двигатель вашего велосипеда.У каждого двигателя есть свои сильные стороны и свои особенности конструкции; он может быть с наддувом, с регулируемым клапаном или полуавтоматической коробкой передач.

Самое прекрасное в четырехтактном двигателе — это когда вы смотрите на его рисунок или анимацию на Youtube и вдруг впервые понимаете волшебную взаимосвязь поршня, штока, кривошипа, распределительного вала и клапанов. Это особенный момент, который может вдохновить инженеров на всю жизнь. Это тот самый момент Эврики, который когда-то вдохновлял могущественного Соитиро Хонда — и, без сомнения, всех остальных разработчиков двигателей, больших или малых.

ВИДЕО — Как работает двигатель мотоцикла

Мотоциклетные двигатели — как это работает ?!

Как работает двигатель мотоцикла; сосать, сжимать, бухать, дуть.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.