Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Какие процессы происходят в цилиндрах

Цикл работы двигателя замкнутый. Возможна организация работы ДВС с кривошипно-шатунным механизмом по двух и четырехтактному циклу. Но подавляющее большинство автомобильных двигателей внутреннего сгорания работает по четырехтактному циклу. Рассмотрим, каким образом происходит эта работа.

Но для начала немного терминологии

Коленчатый вал вращается. Соединенный с ним поршень совершает в цилиндре движение вверх — вниз. Крайние положения поршня в цилиндре называют мёртвыми точками. Это верхняя мёртвая точка (сокращенно ВМТ) и нижняя мёртвая точка (НМТ).

Перемещение поршня от одного крайнего положения до другого называется тактом. Следовательно у четырехтактного двигателя цикл работы выполняется за четыре движения поршня вверх-вниз, что соответствует двум оборотам коленчатого вала.

Если умножить площадь торца (днища) поршня на расстояние между ВМТ и НМТ получим, так называемый, рабочий объем цилиндра, обозначаемый Vh.

Если умножить рабочий объем цилиндра на количество цилиндров в двигателе получается тот самый рабочий объем двигателя. Эта цифра в литрах всегда фигурирует среди технических параметров автомобиля. Многие автопроизводители гордо выносят эту цифру на шильдик, располагая его на задней части автомобиля (часто цифру привирают).

Цифра указывающая на рабочий объем двигателя

Объем над поршнем, когда он замер в ВМТ, называют объемом камеры сгорания (Vс). Именно в этом объеме начинается горение смеси паров топлива и воздуха. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра называется полным объемом цилиндра :Va = Vh + Vс.

Следующий важный параметр двигателя, это геометрическая степень сжатия. Обозначается ε. Она показывает, во сколько раз изменяется объем над поршнем, когда он перемещается от НМТ к ВМТ, ε = Va/Vc. Чем больше ε, тем выше температура и давление в смеси газов над поршнем при приближении его к ВМТ. Повышение степени сжатия делает двигатель экономичнее и увеличивает его мощность.

Но величина ε зависит от топлива, на которое рассчитан двигатель. Для двигателя, работающего на бензине ε = 6 – 10, для газовых ε = 7 – 9, для дизельных ε = 15 – 20. Отсюда видно, почему бензиновый двигатель легко переоборудовать для работы на газе. У дизелей такое высокое значение ε необходимо для того, чтобы обеспечить самовоспламенение топлива.

Ну а теперь непосредственно о рабочем цикле

Первый такт цикла носит название «впуск». Поршень движется от ВМТ к НМТ. Впускной клапан открыт, и через него в цилиндр поступают пары бензина смешанные с воздухом, так называемая горючая смесь (у дизельного двигателя – чистый воздух).

Второй такт – сжатие. Клапаны закрыты. Поршень движется от НМТ к ВМТ, рабочая смесь (горючая смесь и остатки продуктов горения от предыдущего цикла) сжимается. Когда поршень приближается в ВМТ, у бензиновых двигателей между контактами свечи зажигания проскакивает электрическая искра для поджигания смеси.

Почему искра подается не в ВМТ, а раньше?

Дело в том, что перед началом горения должны пройти реакции, подготавливающие смесь к горению. Интенсивное горение смеси должно начаться только когда поршень достигнет ВМТ. Время на подготовительные реакции всегда одинаковое, а скорость перемещения поршня изменяется при изменении оборотов коленчатого вала. Поэтому приходиться изменять момент подачи искры, изменять, так называемый «угол опережения зажигания».

Меняется угол опережения зажигания

У дизельных двигателей при приближении поршня к ВМТ через специальную форсунку в надпоршневое пространство под высоким давлением впрыскивается топливо. Пока поршень дойдет до ВМТ, топливо должно испариться, перемешаться с воздухом, приготовиться к горению и начать гореть, когда поршень окажется в ВМТ.

Время на подготовку также постоянное, поэтому на высоких оборотах топливо впрыскивается раньше. Изменяется так называемый «угол опережения впрыска».

Третий такт – рабочий ход. Клапаны закрыты. Смесь интенсивно горит, её давление, и температура резко повышаются. Под действием давления поршень движется от ВМТ к НМТ и подталкивает коленчатый вал, подпитывая его энергией.

Четвертый такт – выпуск. Выпускной клапан открыт. Поршень движется от НМТ к ВМТ и отработанные газы выдавливаются из цилиндра.

Цикл закончился и начинается следующий. Следует заметить, что подпитка энергией коленчатого вала происходит только во время такта рабочего хода. Во время всех остальных тактов поршень перемещается (так называемые насосные ходы) за счет энергии, накопленной коленчатым валом от предыдущих рабочих циклов.

Как работает двигатель внутреннего сгорания — видео:

То есть в течение двух оборотов коленчатого вала подпитка его энергией происходит только пол-оборота. Это одна из причин невысокого коэффициента полезного действия четырехтактных двигателей.

Что такое процесс в автомобильном двигателе

Механизм газораспределения обеспечивает своевременный впуск горючей смеси в цилиндр и удаление из него продуктов сгорания. Этот механизм приводится в действие от коленчатого вала через зубчатые колеса. При этом распределительный вал, воздействуя на толкатели, штанги и коромысла, открывает впускной или выпускной клапаны, закрытие которых происходит под действием пружин.

Система питания предназначена для приготовления и подачи горючей смеси в цилиндр, а также для отвода продуктов сгорания из цилиндра. При помощи насоса топливо из топливного бака подается в карбюратор, где оно в необходимом соотношении смешивается с воздухом, образуя горючую смесь, которая затем по впускному газопроводу поступает (показано стрелкой) в цилиндр двигателя. В систему питания также входят фильтры для очистки воздуха и топлива, выпускной газопровод с глушителем шума выпуска.

Смазочная система обеспечивает подачу масла к взаимодействующим деталям и состоит из насоса, масло-подводящих каналов, фильтров для очистки масла и радиатора для его охлаждения.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Система охлаждения поддерживает нормальный температурный режим работы двигателя, обеспечивая отвод тепла от сильно нагревающихся при сгорании рабочей смеси деталей цилиндропоршневой группы и клапанного механизма. Система охлаждения бывает жидкостная или воздушная. Жидкостная система охлаждения состоит из рубашки-полости 15, внутри которой циркулирует охлаждающая жидкость, жидкостного насоса, термостата, вентилятора и радиатора.

При воздушной системе охлаждения заданный температурный режим достигается удалением тепла от наружных ребер, имеющихся на цилиндре и его головке, которые при движении автомобиля обвеваются встречным потоком воздуха.

Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя. Она включает в себя источники электрической энергии (аккумуляторную батарею, генератор), приборы, преобразующие ток низкого напряжения в ток высокого напряжения, и провода, подводящие ток высокого напряжения к свече зажигания, электрическая искра от которой воспламеняет рабочую смесь.

Рис. 1.1. Четырехтактный одноцилиндровый карбюраторный двигатель

Рис. 1.2. Схема для определения основных параметров двигателя

Взаимодействие механизмов и систем двигателя происходит следующим образом. Когда поршень опускается вниз, горючая смесь через открытый впускной клапан поступает в цилиндр. При движении поршня вверх она сжимается и, когда поршень доходит до крайнего верхнего положения, воспламеняется от электрической искры и сгорает. В процессе сгорания образуются газы, имеющие высокую температуру и большое давление. Под действием давления расширяющихся газов поршень опускается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал. Таким образом происходит преобразование возврат-но-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Затем поршень движется вверх и выталкивает отработавшие газы через открывающийся клапан.

Основными конструктивными параметрами двигателя являются диаметр цилиндра, ход поршня и число цилиндров.

При одном обороте коленчатого вала двигателя (рис. 1.2) поршень делает один ход вниз и один ход вверх. Изменение направления движения поршня в цилиндре происходит в двух крайних точках, называемых мертвыми, так как в них скорость поршня равна нулю.

Крайнее верхнее положение поршня называется верхней мертвой точкой (в.м.т), крайнее нижнее его положение — нижней мертвой точкой (н.м.т).

Следовательно, при перемещении поршня от одной мертвой точки до другой коленчатый вал поворачивается на 180°, т. е. совершает половину оборота.

Степень сжатия — безразмерная величина, она показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха, находящихся в цилиндре, при перемещении поршня от н.м.т. к в.м.т. Чем выше степень сжатия, тем больше температура и давление рабочей смеси при подходе поршня к в.м.т.

Читать еще:  Что такое контрактный двигатель и турбина

С увеличением степени сжатия повышается мощность и топливная экономичность двигателя. Однако повышение степени сжатия карбюраторных двигателей возможно лишь до определенных пределов, после достижения которых увеличение степени сжатия приводит к преждевременному самовоспламенению рабочей смеси и вызывает взрывное сгорание — детонацию топлива, что снижает работоспособность двигателя.

Различные виды жидких и газообразных топлив имеют разные температуры самовоспламенения, поэтому вид топлива, на котором работает двигатель, определяет пределы его степени сжатия. Автомобильные двигатели, работающие на бензине (карбюраторные двигатели), имеют степень сжатия 6—10, на газе — 7—9, а дизели — 15—20.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Описание: Высокая эффективность цикла зависит от процессов приготовления топливовоздушной смеси и ее сгорания. Процесс сгорания происходит только в газовой фазе следовательно топливо из жидкой фазы должно перейти в парообразную форму. Процесс сгорания зависит от качества смеси и топлива. Конечным итогом сгорания является повышение температуры и нарастания давления газов что обеспечивает далее работоспособность поршневого двигателя.

Дата добавления: 2015-01-27

Размер файла: 495.95 KB

Работу скачали: 13 чел.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Автомобильные двигатели работают в широком диапазоне изменения скоростного режима. Длительность цикла составляет в четырехтактном двигателе 0,15-0,02с, а в двухтактном – в 2 раза меньше. За это время должны осуществиться следующие процессы:

  • Ввод в цилиндр свежего заряда;
  • Сжатие;
  • Воспламенение и сгорание смеси;
  • Расширение;
  • Выброс отработавших газов.

Смесь должна быть гомогенной по газовому составу, а для этого топливо необходимо испарить, что возможно только при хорошем распылении жидкого топлива и соответствующей температуре, при которой происходит испарение топлива. Эти подготовительные процессы в бензиновом и дизельном двигателе происходят с некоторыми отличиями.

Высокая эффективность цикла зависит от процессов приготовления топливовоздушной смеси и ее сгорания. В карбюраторных двигателях этот процесс начинается заблаговременно, а в дизелях – происходит непосредственно в цилиндре двигателя. Чем больше скорость движения воздушного потока по впускному коллектору, чем выше качество распыла бензина. Процесс сгорания происходит только в газовой фазе, следовательно, топливо из жидкой фазы должно перейти в парообразную форму.

Смесеобразование и сгорание в дизелях отличается быстротечностью процессов, поэтому необходимо топливо впрыскивать под высоким давлением. Воспламенение осуществляется за счет высокой температуры и образования факела. Организация движения воздуха при сжатии обеспечивает хорошее перемешивание и распространение факела.

Процесс сгорания зависит от качества смеси и топлива. Конечным итогом сгорания является повышение температуры и нарастания давления газов, что обеспечивает далее работоспособность поршневого двигателя. В отличии от теоретических циклов в действительных протекающие процессы имеют некоторые отличия от теоретических. В действительных циклах есть следующие отличия:

  1. на ввод свежего заряда топливо-воздушной смеси (воздуха) и на выталкивание отработанных газов затрачивается часть полезной работы;
  2. процесс сжатия сопровождается потерями тепла через стенки цилиндра, утечками тепла вместе с топливно-воздушной смесью через неплотности и зазоры в поршневых кольцах;
  3. наблюдается интенсивный процесс теплообмена при расширении газов между газом и стенками цилиндра вследствие того, что температура газов всегда выше, чем температура камеры сгорания и стенок цилиндра. поэтому к.п.д. действительного цикла всегда ниже термического к.п.д. Чем меньше потерь, тем более совершенен будет действительный цикл.

Аналитическое определение работы в действительном цикле затруднительно, поэтому все расчеты ведут с помощью коэффициентов, полученных экспериментальным путем, путем индицирования двигателей с помощью пьезокварцевых датчиков и шлейфовых осциллографов или пневмоэлектрическими индикаторами давления по углу поворота коленчатого вала.

Степень использования теплоты в действительном цикле принято определять индикаторным КПД, представляющим собой отношение теплоты, преобразованной в механическую работу цикла Li , ко всей теплоте Q 1, внесенный в двигатель с топливом;

Где: Li — тепло, преобразованное в механическую работу;

Q 1 — все тепло, внесенное в двигатель с топливом;

Hu — низкая теплота сгорания топлива.

Сопоставление действительного цикла с теоретическим и определение относительной величины потерь в действительном цикле производится по относительному КПД, который всегда меньше единицы:

Индикаторная диаграмма отражает изменение давления в цилиндре двигателя в зависимости от угла поворота коленчатого вала. На индикаторной диаграмме отмечаются моменты открытия клапанов, момент зажигания или впрыска топлива. Индикаторную диаграмму можно перестроить в координатах PV по методу Брикса Ф.А. (поправка Брикса = R 2 /2L).

Четырехтактный цикл бензинового двигателя ( V = const ) имеет характерные точки, связанные с моментами открытия и закрытия клапанов. Впускной клапан открывается за 10-15 градусов до ВМТ и закрывается после НМТ, в момент перехода линии давления, равного давлению компрессора или окружающей среды (20-40гр.). Смесь смешивается с некоторым количеством отработавших газов не удаляемых из цилиндра (остаточные газы). За 10-30 гр. До ВМТ на такте сжатия происходит воспламенение топлива и начинается процесс сгорания, который длится на протяжении 30-40 гр. Сгорание при этом происходит наиболее интенсивно, с выделением тепла и соответствует процесс сгорания его начало на 10-15 градусов до ВМТ и окончание на 10-15 градусов после ВМТ, что приводит к быстрому увеличению температуры и давления. Гомогенное (однородное) состояние горючей смеси обеспечивает быстрое распространение фронта пламени от источника воспламенения по всему объему камеры сгорания и достигает наиболее удаленных зон.

Расширение протекает с теплообменом с деталями двигателя. Выпуск отработавших газов начинается за 40-60 гр. До НМТ и заканчивается на 10-30 гр. после ВМТ. Выпуск отработавших газов происходит при давлении при малом сопротивлении.

Подобное течение процесса и наличие теплообмена газов со стенками цилиндра приводит к тому, что значение максимальной температуры и давления в действительных циклах ниже, чем в теоретическом (наличие тепловых потерь).

Четырехтактный цикл с Р= const

т.1.- открытие впускного клапана, поступает только воздух.

т.2 – закрытие впускного клапана.

2т3- сжатие, сопровождается теплообменом между сжимаемым воздухом и стенками цилиндра. В отличие от карбюраторного двигателя сжимается только воздух и остаточные газы.

Т.3 – впрыск топлива в камеру сгорания. В этот момент температура сжатого воздуха превышает температуру вспышки топлива, которое при этих условиях воспламеняется без постороннего зажигания. Впрыск топлива начинается до точки начала сгорания и продолжается при горении.

Вследствие этого и большого избыточного давления подачи свежих струй топлива форсункой процесс сгорания протекает в сложных условиях при активном перемешивании и дроблении подаваемого топлива и вихревого движения воздуха в камере сгорания. В момент подготовки топлива к горению, наиболее подготовленные участки распыла, смесь воспламеняется и сопровождается в первый момент резким повышением давления – линия С- Z 11, а затем горение происходит на небольшом участке Z 1- Z почти при постоянном давлении. За счет неравномерного распределения состава смеси по камере сгорания и ряду других причин процесс сгорания может продолжаться и в процессе расширения, при одновременном теплообмене между продуктами сгорания и стенками камеры сгорания. Выпуск отработавших газов аналогичен карбюраторному двигателю.

Двухтактный цикл. Двухтактный дизель с щелевой продувкой. В конце процесса расширения за 45-50 градусов до НМТ точка 1 при р=3-5ат. В цилиндре поршень открывает выпускные окна. В результате этого давление в цилиндре снижается и в точке 4 оно становится ниже давления Рк, создаваемого компрессором.

Тема 1.2. Рабочие процессы и основные параметры автомобильного двигателя

Рассмотрим схему работы четырехтактного дизеля с наддувом (рис.1).

1-й такт – впуск. Осуществляется при движении поршня от ВМТ к НМТ при открытом впускном клапане. Для улучшения наполнения цилиндра открытие впускного клапана начинается на подходе поршня к ВМТ (точка 1), а закрытие –после НМТ (точка 2).

Рис. 1. Диаграммы рабочих процессов четырёхтактных двигателей

Величина достигаемого давления Ра зависит от гидравлического совершенства тракта, фаз газораспределения и динамических явлений во впускной и выпускной системах.

2-й такт – сжатие. Происходит при движении поршня от НМТ (точка А) до ВМТ (точка С). Практически процесс сжатия начинается с момента закрытия впускного клапана (точка К) за 10…30 0 пкв до ВМТ в среду сжатого в цилиндре воздуха начинается впрыск топлива (точка 2) и спустя 5…10 0 пкв, это топливо воспламеняется в точке 3. Фактически давление в цилиндре в ВМТ (точка С) оказывается выше расчетного давления в конце сжатия (точка С).

Читать еще:  Щелчки при запуске двигателя ваз причины

3-й такт – горение-расширение. Происходит при движении поршня от ВМТ (точка С) к НМТ (точка В). Начавшаяся топливоподача продолжается 30…35 0 пкв и заканчивается в точке 4 за ВМТ. Горение начинается в точке 3. Через 10…15 0 пкв после ВМТ достигается максимальная температура Тz. Фактически окончание горения затягивается до точки 5; расширение продолжается до точки 6 – момента открытия выпускного клапана.

4-й такт – выпуск. Происходит при движении поршня от НМТ к ВМТ при открытии выпускного клапана. Процесс выпуска начинается с момента открытия выпускного клапана в точке 6. Благодаря перепаду давлений происходит быстрое истечение газов в выпускной коллектор. Закрытие выпускного клапана происходит в точке 8 за ВМТ.

Фаза перекрытия клапанов используется для продувки цилиндра. Цель продувки – очистка камеры сгорания (КС) от остаточных продуктов сгорания, а также охлаждение воздухом клапанов и днища поршня.

Рабочий цикл двухтактного двигателя осуществляется за два хода поршня, т. е. за один оборот коленчатого вала. Это достигается благодаря тому, что выталкивание и впуск заменяются процессами выпуска и продувки, происходящими при положении поршня около НМТ.

Рассмотрим работу двухтактного двигателя.

1-й такт – сжатие. При восходящем движении поршня заканчиваются процессы выпуска, продувки и наполнения цилиндра воздухом. С момента закрытия выпускного клапана и продувочных окон поршнем в цилиндре происходит сжатие и за 15…20 0 пкв до ВМТ впрыскивается топливо, которое самовоспламеняется.

2-й такт – горение, расширение и продувка. При нисходящем движении поршня заканчиваются топливоподача и горение топлива, после чего процесс расширения продолжается до момента открытия выпускного клапана. После открытия продувочных окон верхней кромкой поршня начинаются продувка и наполнение цилиндра. Рабочий цикл повторяется.

При одинаковых значениях D, S, i, n, Pe в двухтактном двигателе теоретически можно получить мощность вдвое больше , чем в четырехтактном. В действительности, мощность возрастает в 1,7…1,85 раза, так как часть хода поршня из-за наличия окон теряется. Худшая очистка цилиндра, потери воздушного заряда и др. снижают мощность двухтактных дизелей. У двухтактных двигателей большая равномерность крутящего момента (рис. 2) ввиду того, что рабочий ход приходится на каждый оборот коленчатого вала.

Рис. 2. Диаграмма рабочего процесса двухтактного двигателя

Процессы впуска, выпуска, горения-расширения в четырехтактных дизелях протекают более эффективно, так как на них отводится больший угол пкв, чем в двухтактных, тогда как процесс топливоподачи у двухтактных дизелей заметно короче, чем у четырёхтактных.

Основные характеристики двигателя разделяются на индикаторные, или внутренние, и эффективные, или внешние.

Индикаторные характеристики показывают степень совершенства протекающих в цилиндрах двигателя процессов и учитывают только тепловые потери внутри цилиндра.

Эффективные характеристики показывают степень совершенства двигателя в целом и учитывают все потери (тепловые, механические), наблюдаемые в процессе преобразования энергии, начиная от сгорания топлива до вращения коленчатого вала.

К основным характеристикам, или показателям двигателя (индикаторным и эффективным), относят: среднее давление, мощность , расход топлива и КПД.

Среднее индикаторное давление – условное постоянное давление pi, действующее на поршень на протяжении его рабочего хода и совершающего работу, равную индикаторной работе замкнутого цикла.

Среднее эффективное давление – условное постоянное давление, действующее на поршень за цикл и совершающее работу, равную полезной работе на фланце коленчатого вала.

Большое влияние на индикаторные и мощностные показатели двигателя имеют:

степень сжатия ε

Степень сжатия для двигателей с искровым зажиганием составляет от 7 до 11, а дизельных – от 12 до 25 и более. Увеличение степени сжатия существенно повышает индикаторные показатели, улучшает условия воспламенения, что позволяет на долевых нагрузках обеднять смесь. При увеличении степени сжатия растут тепловые и механические нагрузки на детали двигателя, вредные выбросы, повышаются требования к октановому числу топлива;

— размеры цилиндра D, S

Размеры цилиндра влияют на мощность и процессы теплообмена. С увеличением диаметра цилиндра для обеспечения работы без детонации следует использовать топливо с более высоким октановым числом. Увеличение диаметра при неизменной степени сжатия из-за снижения теплоотвода в стенки повышает индикаторный КПД.

— частота вращения n

Частота вращения интенсифицирует в цилиндре движение рабочего заряда и сгорание. При этом время, отводимое на цикл, уменьшается, а продолжительность сгорания несколько увеличивается. При увеличении оборотов сокращаются утечки газов через кольца и теплоотвод в систему охлаждения;

-литровая мощность Nл

Литровая мощность характеризует степень использования рабочего цилиндра и зависит, в основном, от числа оборотов двигателя и от основных размеров двигателя;

— индикаторная мощность Ni

Мощность, соответствующая работе, совершаемой газами за цикл внутри цилиндра;

— эффективная мощность Nэ

Общая полезная мощность, развиваемая двигателем на фланце коленчатого вала.

Регулировочные характеристики представляют собой зависимости основных показателей двигателя от значения одного или нескольких регулировочных параметров при постоянной частоте вращения коленчатого вала.

Регулировочные характеристики получают для ряда скоростных и нагрузочных режимов с целью оценки качества рабочего процесса и определения предельных мощностных, экономических и экологических показателей двигателя на исследуемых режимах, выбора и оценки регулировочных параметров систем двигателя, определения характера их изменения на различных режимах.

Регулировочная характеристика двигателя с искровым зажиганием по составу смеси представляет собой зависимость основных показателей двигателя от состава смеси. Возможны три способа её получения:

— при постоянном положении дроссельной заслонки, что обеспечивает примерное равенство расхода воздуха. Способ прост и пригоден на режимах полной нагрузки;

— при постоянной мощности двигателя; способ более правильный, так как при движении автомобиля в конкретных условиях необходима постоянная мощность; используется на режимах холостого хода;

— при постоянном расходе топлива; способ применяют при испытании двигателя с системами впрыскивания топлива.

Все три способа могут использоваться на средних нагрузках.

Нагрузочной характеристикой называется зависимость основных показателей двигателя от параметра, характеризующего его нагрузку при постоянной частоте вращения.

Нагрузочная характеристика позволяет описать работу двигателя при движении автомобиля с постоянной скоростью, на одной передаче и, переменном дорожном сопротивлении.

Основными показателлями двигателя по нагрузочной характеристике являются Gт и gе.

Скоростная характеристика представляет собой зависимость основных показателей двигателя от частоты вращения коленчатого вала при неизменном положении органа управления двигателем.

Внешняя скоростная характеристика определяется при полном открытии дроссельной заслонки или при положении органа управления подачей топлива, которое обеспечивает получение номинальной мощности двигателя.

Частичные скоростные характеристики снимают при промежуточном положении органа управлением двигателя.

Работа двигателя в транспортных условиях определяется тем, что при каждом включении коробки передач трансмиссии автомобиля число оборотов двигателя может изменяться в широких пределах и пропорционально (если пренебречь пробуксовкой) скорости движения. При этом на каждой скорости движения и, следовательно, при любом числе оборотов двигателя его нагрузка может меняться в зависимости от условий, от холостого хода до максимальной. Таким образом, возможные режимы работы двигателя, работающего в транспортных условиях, отражаются на диаграмме площадью, ограниченной сверху максимальной мощностью двигателя и числом оборотов.

Ремонт двигателя: что, как, к чему! Основные принципы и методы

Многие автомобилисты сталкивались с понятием ремонт двигателя автомобиля. Но не все понимают, в чем заключается данный процесс. Отремонтировать свой автомобиль под силу не каждому автовладельцу, поскольку многие просто не знают, какая технология ремонта автомобильного двигателя. Данная статья, расскажет об основных процессах восстановления силового агрегата.

Общие понятия ремонта двигателя

Ремонт бензиновых двигателей — достаточно сложный процесс восстановления изношенных узлов и деталей силового агрегата до первоначального состояния или приближенного к нему. Этот процесс, включает в себя множество операций и зависит от типа и класса мотора.

В процессе эксплуатации транспортного средства многие автолюбители, не обращают внимание на обслуживание, которое играет весьма важную роль на состояние силового агрегата, а также на его ресурс. Впоследствии, может случиться так, что ремонт бензинового двигателя будет невозможен. Поэтому, на восстановление силового агрегата влияет не только физический износ, но и то как за ним ухаживают.

Читать еще:  Что означает лампочка двигателя на калине

В каких случаях проводят ремонт силового агрегата

Рассмотрим, в каких случаях придется проводить ремонт двигателя:

  • Износ и выработка деталей свыше 80% ресурса.
  • Появление механических повреждений основных компонентов силового агрегата.
  • Поломка, связанная с неправильной настройкой или техническим обслуживанием.
  • Прочие причины, которые могли вызвать неисправности.

Как же классифицировать ремонт бензиновых двигателей:

  1. Поточный ремонт. Это ремонт изношенных деталей, которые в процессе эксплуатации имеют ресурс ниже, чем основной силовой агрегат.
  2. Технический ремонт двигателей. Проводится при проведении поточного технического обслуживания для плановой замены изношенных элементов.
  3. Внеплановый ремонт двигателей автомобилей. Это неожиданная поломка силового агрегата, которая вызвана некачественным проведением ТО, запасными частями или другими причинами, которые повлекли проведения восстановительных операций по мотору.
  4. Плановый ремонт. Его еще называют капитальный ремонт. Проводится, обычно, согласно пробегу автомобиля, когда исчерпан ресурс силового агрегата.

С чего начать

Многие автомобилисты задаются вопросом — с чего начать ремонт бензиновых двигателей? Ответ достаточно прост — необходимо определить признаки: а вообще необходим ли ремонт узла, или проблема кроется в чем-то другом? Для этого придется провести ряд диагностических процедур. Они делятся на 2 типа: электронные и механические.

Электронная диагностика может показать необходим ли ремонт авто в части электроники и есть ли вообще проблемы. Для этого проводится проверка электронного блока управления двигателем, а также состояние всех датчиков и соединений. Если проблемы не выявлено, то не стоит и лезть далее, поскольку можно создать проблему, которую придется решать.

Механическая диагностика потребует много времени, сил и знаний. Для проведения этой операции, в интернете есть инструкция, но в этой статье постараемся объяснить все намного детальнее и понятнее. Если в процессе проведения диагностических операций были обнаружены проблемы, то придется разбирать и проводить ремонт бензиновых двигателей.

Кстати для этого есть руководство по ремонту двигателя, которое выпускает завод изготовитель, как в бумажном, так и в электронном виде. Итак, рассмотрим процесс ремонта машины, а точнее ее силового агрегата более детально.

Демонтаж и разборка

Первый процесс — демонтаж силового агрегата с автомобиля и его разборка. В каждом конкретном случае, двигатели снимаются по-разному. На это влияют следующие показатели: привод, расположение мотора, количество цилиндров, конструктивные особенности кузова, тип коробки передач и прочие.

Например, демонтировать силовой агрегат с Жигулей или отечественного производства грузовика намного легче, чем с остальных автомобилей. В них имеется меньше электронных устройств, поэтому демонтаж проводиться достаточно легко и просто.

Например, дизельные двигатели ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 демонтируются с автомобиля за 10-12 часов, а их иностранные аналоги — за более чем 36 часов. Та же ситуация и с процессом разборки, который может занимать у Жигулей от 3 часов и машин иностранного производства от 10 часов.

К процессу разборки стоит относиться тщательно, поскольку именно в этот момент и проводиться первые диагностические операции. Автолюбитель, если он проводит ремонт двигателя своими руками, должен осмотреть визуально наличие повреждений, трещин и прочих дефектов на силовом агрегате и его компонентах.

Дефектовка элементов

Следующим этапом станет дефектовка, которая определит признаки неисправности, а также покажет, в каком состоянии находится механика. В чем же заключается данная процедура:

  • Промер коленчатого вала на размер, твердость, прогиб и центровку.
  • Диагностика состояния плоскости и корпуса блока цилиндров.
  • Состояние поршневой группы.
  • Изношенность элементов и корпуса головки блока цилиндров.
  • Другие показатели.
  • Целесообразность ремонт мотора.

Мойка

Двигатель, ремонт которого неизбежен, нуждается в мойке блока и его составляющих. Этот процесс проводится при помощи горячего керосина или специальных средств под давлением. Это позволяет вымыть всю металлическую стружку, грязь и прочие ненужные элементы, которые скопились в процессе эксплуатации.

Запасные части

Когда проведения диагностика и определены все детали, которые подлежат замене, стоит заказать необходимые запасные части, поскольку перед их установкой на двигатель требуется подготовка. Зачастую, когда проводится ремонт бензиновых двигателей, меняются следующие запасные части:

  • Коренные и шатунные вкладыши.
  • Поршневая группа.
  • Пальцы шатунов.
  • Втулки шатуна.
  • Масляный фильтр и насос.
  • Помпа или ее ремонтный комплект.
  • Впускные и выпускные клапаны.
  • Маслосъемные кольца.
  • Комплект прокладок.
  • Направляющие втулки и седла клапанов.
  • Прочие детали.

Шлифовка блока и коленвала

Следующим этапом проведения ремонтно-восстановительных работ является шлифовка коленчатого вала, а также плоскостей блока и головки. При помощи плоскошлифовального и фрезерного станков проводится приведения плоскости ГБУ и блока в зеркальную поверхность. Как правило, убираться может: 0,05мм, 0,1мм, 0,25мм, 0,5 мм, 1мм и более толщины изделия.

Что касается шлифовки коленчатого вала, то существует виды ремонта для этого узла:

Вид ремонтаТолщина, ммЭффективность по сравнению с новым
Ремонт № 10,2580-90%
Ремонт № 20,5070-75%
Ремонт № 30,7565-70%
Ремонт № 41,0050-55%
Ремонт № 51,2540-45%
Ремонт № 61,50Меньше 30%
Ремонт № 72,00Не применяется с 1995 года

Ремонт головки блока

Ремонт головки блока одна из самых несложных операций в процессе проведения капитального ремонта двигателя. Проводить ее рекомендуется, конечно, на автосервисе, но многие автомобилисты, после ремонтных операций по Жигулям, проводят ремонт ГБЦ иномарок самостоятельно. Итак, что же входит в процесс капитального ремонта головки блоки цилиндров:

  1. Замена распределительного вала (или нескольких, если их 2 и более на автомобиле).
  2. Замена клапанов, как выпускных, так и впускных.
  3. Замену направляющих втулок.
  4. Смену седел и маслосъемных колпачков.
  5. Аргонное сваривание, при наличии трещин или нарушений герметичности.
  6. Прочие работы связанные с ремонтом ГБЦ того, или иного типа.

Вспомогательные работы

К вспомогательным работам стоит отнести опрессовку и центровку сцепления. Первый — это процесс, при котором определяется герметичность головки и блока цилиндров. При помощи керосина заполняется внутренняя часть двигателя, предварительно закрыв все дыры. Если утечки не обнаружено, то двигатель полностью герметичен, если же есть трещины, то необходимо их заварить.

Второй процесс подразумевает выставление центробежной силы сцепления по отношению к коленчатому валу. Как правило, проводиться на специальном стенде, который есть не на всех автосервисах. Сцепление прикрепляется к коленчатому валу и проводится их совместная балансировка. Это поможет уменьшить износ и трение.

Сборка узла

Сборка узла проводится при помощи стенда, который позволяет крутить двигатель на 360 градусов. Итак, рассмотрим, последовательность проведения операции:

  • Установка вкладышей и «укладка» коленчатого вала.
  • Установка шатунов и поршневой группы.
  • Установка в правильное положение бугелей, а также их окончательная затяжка.
  • Монтаж Прокладок и крышек, закрывающих мотор.
  • Установка масляного насоса и помпы.
  • Монтаж шкива коленвала.
  • Установка головки (головок) блока цилиндра.
  • Монтаж поддона.
  • Сборка мелких узлов.
  • Установка топливной аппаратуры.
  • Прочие работы по сборке.

Этот процесс достаточно трудоемкий и тяжелый, поэтому рекомендуется его доверить профессионалам.

Обкатка и испытания

Финальным этапом капитального ремонта двигателя становиться его обкатка и испытание. Лучший способ обкатать двигатель — это комбинированный, о котором мы писали в одной из статей. Для наиболее эффективной работы силового агрегата, необходимо его обкатывать, как на горячую, так и на холодную.

Во многих иностранных странах, помимо обкаточного стенда, существует испытательный стенд, который при помощи большого количества датчиков и показателей проводит испытание двигателя и определения ресурса после проведения ремонтно-восстановительных работ. К сожалению, на территории СНГ таких стендов нет, поскольку считается, что их использование экономически нецелесообразно.

Вывод

Провести капитальный ремонт современного двигателя своими руками без наличия специальных дорогостоящих стендов практически нереально. Можно делать только поточные ремонты, типа замене датчиков и то не на всех транспортных средствах. А вот провести собственноручный ремонт силового агрегата — ВАЗ или ГАЗ вполне реально, что по этот день и делают автомобилисты, которые владеют такими транспортными средствами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector