Механизмы двигателя

Двигатель. Классификация и направления совершенствования

Двигатель – устройство, преобразующее любой вид энергии в механическую работу. В легковых автомобилях широкое применение нашли двигатели, преобразующие тепловую энергию в механическую работу. Назначением двигателя является создание энергии, необходимой для обеспечения движения автомобиля в различных дорожных условиях.

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой установку, состоящую из основного источника энергии  механизмов и систем, обслуживающих и обеспечивающих необходимый режим его работы. Работа двигателя основана на преобразовании тепловой энергии, возникающей при горении топливно-воздушной смеси, в механическую энергию  В легковых автомобилях наибольшее распространение получили двигатели поршневого типа, тепловая энергия в которых преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня, превращаемое затем во вращательное движение коленчатого вала.

Двигатели легковых автомобилей классифицируются по следующим признакам:

• по способу образования горючей смеси и ее воспламенения – с внешним смесеобразованием и принуди­тельным воспламенением от электрической искры (бензиновые и газовые – карбюраторные и с впрыском топлива во впускной трубопровод), с внутренним смесеобразованием и принудительным воспламенением от электрической искры (бензиновые с впрыском топлива в цилиндры двигателя)  и с внутренним смесеобразованием и самовоспла­менением от соприкосновения с нагретым в результате сильного сжатия воздухом (дизельные)
• по способу осуществления рабочего цикла – четырехтактные и двухтактные
• по числу и расположению цилиндров – одно и многоцилиндровые, однорядные с вертикальным или наклонным расположением цилиндров и V-образные двухрядные с рас­положением рядов цилиндров под углом друг к другу
• по способу охлаждения – с жидкостным и воздушным охлаждением

Совершенствование двигателей идет по следующим основным направлениям:

• повышение надежности и снижение массы при увеличении мощности
• снижение выбросов токсичных веществ и шума с одновременным уменьшением расхода топлива

Снижение массы и повышение надежности двигателя осуществляется применением легких сплавов металлов, уменьшением размеров отдельных деталей двигателя и новых способов соединения деталей двигателя между собой.

К основным мероприятиям по повышению мощности и снижению токсичности при сохранении или улучшении экономических характеристик можно отнести:

• изменение степени сжатия, фаз газораспределения и высоты подъема клапана
• применение турбонаддува и охлаждения воздуха, поступающего в цилиндры двигателя
• новые подходы к смесеобразованию и воспламенению топливовоздушных смесей
• совершенствование систем охлаждения, смазки и питания двигателя

Рис. Рабочий цикл четырехтактного четырехцилиндрового двигателя: 1 — впуск; 2 — сжатие; 3 — рабочих ход; 4 — выпуск

ustroistvo-avtomobilya.ru

Основные механизмы и системы двигателей

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Механизмы двигателей

Поршневой двигатель имеет следующие механизмы, системы и базовые детали.

Кривошипно-шатунный механизм включает в себя поршневые комплекты, шатуны (в случае крупных судовых двигателей также крейцкопфный механизм), коленчатый вал и маховик. Поршень воспринимает силу давления газов, кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное коленчатого вала. На рис. 19 показаны схемы механизмов, применяемых в двигателях, на рис. 1, а — тронковый кривошипно-шатунный механизм, наиболее часто применяемый в двигателях простого действия с рядным, V-образным и более сложным расположением цилиндров.

Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное коленчатого вала при помощи шатуна, сочлененного шарнирно с поршнем и кривошипом коленчатого вала.

На рис. 1, б показан крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм, в котором поршень с целью разгружения от боковых усилий соединяется с шатуном при помощи штока и крейцкопфа. В этом случае боковое усилие в механизме воспринимается крейцкопфом, шарнирно соединенным с шатуном.

Применение крейцкопфа в двигателях дает также возможность создать в цилиндре под поршнем вторую рабочую полость, через которую проходит лишь шток. В двигателе двойного действия цилиндр закрыт снизу дополнительной крышкой с сальником с целью уплотнения проходящего через нее штока.

На рис. 1, в приведен кривошипно-шатунный механизм с двумя шатунами, соединенными с одним кривошипом. В таком механизме два шатуна выполнены одинаковыми и соединены непосредственно с кривошипом или шарнирно один (называемый прицепным) с другим (соединенным с кривошипом и называемым главным).

Рис. 1. Схемы кривошипно-шатунных механизмов: 1 — поршень; 2 — шатун; 3 — кривошип коленчатого вала; 4 — крейцкопф; 5 — шток; 6 — траверса; 7 — коромысло

На рис. 1, г показаны кривошипно-ша-тунные механизмы с промежуточными звеньями двигателей, с противоположно движущимися поршнями при наличии одного коленчатого вала. Возможны и другие схемы преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное коленчатого вала (например, схема с вращающейся косой шайбой).

На рис. 2 показаны детали тронкового кривошипно-шатунного механизма V-образного шестицилиндрового тракторного двигателя, включающего шатуны, поршни, коленчатый вал, противовесы.

Рис. 2. Кривошипно-шатунный механизм тракторного дизеля: 1 — передний конец коленчатого вала; 2 и 7 — зубчатые колеса; 3 — коренные шейки; 4 — шатуны; 5 — поршни; 6 — щеки с противовесами; 8—шатунные шейки; 9 – вкладыши; 10 — масляная полость шатунной шейки с грязеуловителем; 11 — противовес; 12 — шкив

Механизм газораспределения имеет впускные и выпускные органы (в частности, клапаны) и детали, обеспечивающие их своевременное открытие и закрытие. В состав наиболее распространенного клапанного механизма входят также распределительный вал, толкатели, штанги, рычаги, пружины. Механизм газораспределения обеспечивает строго определенную последовательность и заданную продолжительность протекания процессов впуска и выпуска в рабочем цикле двигателя.

Помимо названных двух основных механизмов, в конструкции двигателя можно выделить механизм передач, используемый для связи между собой подвижных деталей и узлов двигателя. Обычно в состав этого механизма входят шестеренчатые, ременные, цепные и гидравлические передачи. В случае комбинированного двигателя указанный механизм используется также для связи его поршневой и лопаточной частей и, в частности, для передачи мощности силовой турбины на коленчатый (выходной) вал двигателя.

Перечисленные механизмы объединены базовыми корпусными деталями, составляющими остов двигателя и включающими картер (блок-картер), цилиндры (блок цилиндров), головку (крышку) цилиндров, фундаментную раму или, при ее отсутствии, подвески коренных подшипников коленчатого вала, а также поддон.

Системы двигателей

Основными системами современных поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания являются следующие.

Впускная и выпускная системы служат для подвода свежего заряда (воздуха или горючей смеси) в цилиндры двигателя и отвода из них выпускных газов. В двигателях с наддувом указанные системы соединяют поршневую часть двигателя с агрегатами наддува.

Топливная система дизелей включает агрегаты и отдельные детали, обеспечивающие подготовку и подачу топлива в соответствующем количестве в определенный период рабочего цикла в цилиндры двигателя. В двигателях с принудительным зажиганием система, предназначенная для приготовления горючей смеси определенного состава и подачи ее в цилиндры в необходимом количестве, называется системой питания. При этом своевременное воспламенение рабочей смеси в цилиндре обеспечивается системой зажигания.

Смазочная система включает агрегаты и отдельные детали, обеспечивающие подготовку и надежный подвод масла ко всем трущимся, а также охлаждаемым маслом деталям на всех режимах работы двигателя.

Система охлаждения объединяет агрегаты и отдельные детали, обеспечивающие отвод теплоты от теплонапряженных деталей двигателя, нагревающихся от соприкосновения с горячими газами или вследствие трения, и поддержание их рационального температурного состояния на всех режимах работы двигателя.

Система пуска включает агрегаты и отдельные детали, создающие необходимую для начала работы двигателя частоту вращения коленчатого вала во всех предусмотренных эксплуатационных условиях.

Из других систем, применяющихся на современных двигателях, следует отметить систему регулирования и автоматизации, нейтрализации выпускных газов, а также технической диагностики.

Читать далее: Силы, действующие на детали двигателя при его работе

Категория: - Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Особенности конструкции механизмов двигателей автобусов

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Автобусы

Основными частями двигателя внутреннего сгорания являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы питания, смазки, охлаждения и зажигания.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из блок-картера, гильз и головок цилиндров, поршней с кольцами и поршневыми пальцами, шатунов, коленчатого вала, коренных и шатунных подшипников и маховика.

Блок-картер (рис. 7) представляет собой жесткую моноблочную V-образную конструкцию, отлитую из легированного серого чугуна. В верхней части блока под углом 90° расположены два ряда цилиндровых гнезд под вставные гильзы. Левый ряд цилиндров смещен относительно правого вперед на 29,5 мм, что вызвано установкой двух шатунов на общую шатунную шейку коленчатого вала. По всей высоте цилиндров сделаны проточки для охлаждающей жидкости, благодаря чему обеспечивается интенсивный отвод тепла от гильз цилиндров.

В картерной части блока имеется система каналов для подвода масла из центрального канала к местам смазки. К переднему торцу блока прикреплена крышка, к заднему — картер маховика, снизу блок закрыт поддоном, который одновременно служит емкостью для системы смазки двигателя.

Гильзы цилиндров мокрого типа легкосъемные, изготовлены из специального чугуна. В верхней части гильза имеет упорный бурт с выступами для установки на упорный торец блока цилиндров и на-нежного уплотнения с головкой цилиндра. Водяная полость между блоком и гильзой уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения в верхней части установлено одно кольцо под буртом в проточке гильзы, в нижней части — два кольца в проточках блока.

Головки цилиндров отдельные на каждый цилиндр изготовлены из алюминиевого сплава. Они имеют водяные рубашки, сообщающиеся с рубашкой блока, впускные и выпускные каналы, вставные седла и направляющие втулки клапанов. Стык головки цилиндра с блоком уплотняется двумя типами прокладок. Формованные резиновые прокладки уплотняют перепускные отверстия для воды и масла, а также стык головки с блоком по контуру. В верхней плоскости головки размещены клапанный механизм и форсунка. Каждая головка крепится к блоку цилиндров четырьмя болтами. Клапанный механизм головки закрыт алюминиевой крышкой, уплотненной прокладкой. Крышки коренных опор к картерной части блока крепятся поперечными болтами-стяжками.

Поршень (рис. 8) изготовлен из алюминиевого сплава. В толстостенном днище поршня выполнена открытая тороидальная камера сгорания, в головке поршня — три канавки под поршневые кольца.

Рис. 7. Блок-картер

Рис. 8. Поршень с шатуном

Верхняя канавка как наиболее нагруженная имеет вставку из жаропрочного чугуна. Нижняя канавка под маслосъемное кольцо имеет отверстие для отвода масла, снимаемого кольцом с поверхности цилиндра.

На каждом поршне устанавливаются два компрессионных кольца из специального чугуна и одно маслосъемное сборной конструкции. Оно состоит из чугунного кольца коробчатого сечения и витого пружинного расширителя. Рабочая поверхность колец хромирована, что повышает их износостойкость. Поршень и шатун соединены пустотелым пальцем плавающего типа, осевое перемещение которого в поршне ограничивается двумя пружинными стопорными кольцами. Шатуны стальные, двутаврового сечения. Нижняя головка шатуна разъемная. Подшипниками скольжения в верхней головке шатуна служат втулки с рабочим бронзовым слоем, в нижней головке шатуна — съемные взаимозаменяемые вкладыши. Крышка нижней головки шатуна крепится гайками на двух болтах.

Коленчатый вал (рис. 9) изготовлен из стали. Он имеет пять коренных опор и четыре шатунные шейки, которые связаны между собой щеками. В шатунных шейках вала выполнены полости, закрытые заглушками, где масло подвергается центробежной очистке. На щеках коленчатого вала в его передней и задней частях имеются противовесы. На передней части коленчатого вала установлена ведущая шестерня привода масляного насоса, на задней — распределительная шестерня 5 в сборе с маслоотражателем.

От осевых перемещений вал фиксируется четырьмя сталеалюми-ниевыми полукольцами, установленными в выточках коренной опоры.

Вкладыши коренных и шатунных подшипников коленчатого вала изготовлены из стальной ленты, покрытой слоем свинцовистой бронзы и тонким слоем свинцовистого сплава. Верхние и нижние вкладыши коренных подшипников не взаимозаменяемы, а верхние и нижние вкладыши шатунных подшипников коленчатого вала в нижней головке шатуна взаимозаменяемы.

Для предотвращения от проворачивания и осевых перемещений вкладышей в гнездах на краях постелей вкладышей выштампованы кромки, которые входят в соответствующие пазы, выполненные в постелях блока и крышках коренных и шатунных подшипников.

Маховик отлит из серого чугуна. Он крепится к торцу коленчатого вала. На цилиндрическую поверхность маховика напрессован зубчатый венец, предназначенный для соединения с шестерней вала стартера при пуске двигателя.

У двигателя РАБА-МАН расположение цилиндров рядное, горизонтальное. Блок цилиндров выполнен из серого чугуна. Он закрыт двумя чугунными головками и поддоном картера с двумя маслосборниками. Цилиндры имеют вставные сухие гильзы. По обе стороны цилиндров в блоке выполнены две полости, одна — для жидкостной рубашки охлаждения, другая — для доступа к штангам и толкателям. Обе полости закрыты крышками с уплотненными прокладками.

В головках блока цилиндров смонтированы детали газораспределительного механизма и закреплены форсунки. Каждая головка закрывает три цилиндра и крепится к блоку цилиндров болтами.

Поршень изготовлен из алюминиевого сплава. В днище поршня выполнена камера сгорания. На поршне установлены кольца: три компрессионных и одно маслосъемное.

Рис. 9. Коленчатый вал

Шатун стальной, двутаврового сечения. Нижняя головка шатуна имеет разъем под углом 45° для удобства снятия шатуна через цилиндр.

Коленчатый вал имеет шесть шатунных шеек, напротив которых установлены противовесы. На передней части коленчатого вала установлены шестерня распределительного вала и гаситель крутильных колебаний. К фланцу вала крепится маховик.

На автобус ПАЗ-3205 установлен V-образный бензиновый двигатель 3M3-5234, имеющий одинаковую конструкцию с двигателями автомобиля 3M3-53. Расположение двигателя переднее, продольное.

На микроавтобусах автомобилей “ГАЗель” и “Соболь” устанавливаются двигатель ЗМЗ-4026 карбюраторный, 4-цилиндровый, 8- клапанный; 3M3-4063 карбюраторный, 4-цилиндровый, 16- клапанный и двигатель ГАЗ-560 дизельный, 4-цилиндровый с турбонаддувом и микропроцессорной системой управления подачей топлива.

Механизм газораспределения двигателя ЗМЗ имеет верхнее расположение клапанов (рис. 10).

Он состоит из распределительного вала с шестерней, толкателей, штанг, коромысел, осей коромысел со стойками, впускных клапанов, выпускных клапанов, пружин и деталей крепления.

Распределительный вал стальной, установлен в расточке блока на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки. На задний конец распределительного вала насажена прямозубая шестерня. Толкатели клапанов стальные, пустотелые, тарельчатого типа, с цилиндрической направляющей частью. Торец толкателя, контактирующий со штангой, заканчивается сферическим гнездом. Толкатели клапанов устанавливаются в направляющих, изготовленных из серого чугуна. При работе двигателя толкатели все время вращаются вокруг своих осей, что необходимо для их равномерного износа.

Штанги толкателей стальные, пустотелые. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверхность.

Коромысла клапанов — стальные двуплечие рычаги с запрессованными бронзовыми втулками. Коромысла установлены на осях, выполненных заодно со стойками коромысел. Клапаны изготовлены из жаропрочной стали. Каждый клапан имеет две цилиндрические пружины с равномерным шагом и с противоположной навивкой. Для нормальной работы газораспределительного механизма необходим зазор между носком коромысла и торцом стержня клапана.

На двигателе 3M3-4063 (рис. 11) установлено два распределительных вала: распределительный вал впускных клапанов и распределительный вал выпускных клапанов. Валы вращаются в подшипниках, образованных головкой цилиндров и съемными алюминиевыми крышками.

Рис. 10. Механизм газораспределения:1 — распределительный вал; 2 — толкатель клапана; 3 — направляющая толкателя; 4 — штанга толкателя; 5 — регулировочный винт; 6 — коромысло; 7 — контргайка; 8 — коническая втулка; 9 — упорная тарелка пружины; 10 — внутренняя пружина; 11 — наружная пружина; 12 — шайба пружины; 13 — сухарь клапана; 14 — впускной клапан; 15 — выпускной клапан; 16 — корпус подшипника; 17 — шестерня распределительного вала

Клапаны изготовлены из жаропрочной стали и имеют возможность в процессе работы проворачиваться. Привод клапанов осуществляется от распределительных валов через цилиндрические гидротолкатели 8, для которых выполнены направляющие за одно целое с головкой цилиндров. Применение гидравлических толкателей исключает необходимость регулировки зазоров между ними и клапанами.

Рис. 11. Привод клапанов:1 — впускной клапан; 2 — головка цилиндров; 3 — распределительный вал впускных клапанов; 4 — тарелка пружины клапана; 5 — маслоотражательный колпачок; 6 — наружная пружина клапана; 7 — распределительный вал выпускных клапанов; 8 — гидротолкатель; 9 — сухарь клапана; 10 — выпускной клапан; 11 — внутренняя пружина клапана; 12 — опорная шайба пружины клапана

Рис. 12. Промежуточный вал:1 — болт; 2 — стопорная пластина; 3 — ведущая звездочка; 4 — ведомая звездочка; 5 — передняя втулка вала; 6 — промежуточный вал; 7 — труба промежуточного вала; 8 — валик-шестерня; 9 — гайка; 10 — шестерня привода масляного насоса; 11 — задняя втулка вала; 12 — блок цилиндров; 13 — фланец промежуточного вала; 14 — штифт

Пружины клапанов двойные. Клапаны, пружины и детали их крепления взаимозаменяемы с аналогичными деталями двигателя ВАЗ-2108.

Гидротолкатели выполнены в виде цилиндрического стакана с подводом масла от магистрали в головки цилиндров.

На двигателе установлен вал промежуточный (рис. 12) от звездочек осуществляется привод распределительных валов, а от шестерни привод масляного насоса.

Читать далее: Привод вспомогательных агрегатов двигателей. репление двигателей

Категория: - Автобусы

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

• 
  Чайки мост
• 
  Правила безопасной эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов 2018
• 
  Шабот молота
• 
  Технические характеристики маз 5335
• 
  Система пуска
• 
  Как часто производится осмотр спидометра пожарного автомобиля
• 
  Коэффициент уплотнения асфальтобетонной смеси
• 
  Кабина лифта
• 
  Цепной траншейный экскаватор
• 
  Устройство рулевого механизма
• 
  Фіат скудо