Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Нижегородский государственный педагогический университет

Скачать 0.61 Mb.

Название	Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Нижегородский государственный педагогический университет
страница	1/4
Дата публикации	08.07.2013
Размер	0.61 Mb.
Тип	Учебно-методическое пособие

www.vbibl.ru > Физика > Учебно-методическое пособие

1 2 3 4

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию
Нижегородский государственный педагогический университет

М.В. Мухина, В.В. Глебов, И.А. Григорьева

УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ

Часть 1

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ.

МЕХАНИЗМЫ ДВИГАТЕЛЯ

Учебно-методическое пособие

Нижний Новгород

2007

Печатается по решению редакционно-издательского совета Нижегородского государственного педагогического университета

^ М. В. Мухина, В. В. Глебов, И. А. Григорьева
Устройство автомобиля. Ч.1. Общее устройство автомобиля. Механизмы двигателя: Учебно-методическое пособие.

– Н.Новгород: НГПУ, 2007. 43с.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов дневного и заочного отделений технолого-экономического факультета НГПУ, обучающихся по специальности «050502 - Технология и предпринимательство». Его цель - в компактном изложении дать основные сведения для подготовки к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Устройство автомобиля». В связи с отсутствием учебной литературы, адаптированной для студентов педагогического вуза, данное пособие может использоваться и при подготовке студента к экзаменам.

^

Рецензент: В.А. ВАСИЛЬЕВ, доктор техн. наук, профессор.

Ответственный за выпуск: С.М. ШЕВЧЕНКО, канд. техн. наук, доцент,

зав. кафедрой общетехнических дисциплин

технолого-экономического факультета НГПУ

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4
^ 1. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 5

1.1 Классификация двигателей автомобилей 5

1.2 Основные механизмы и системы двигателей внутреннего сгорания 6

1.3 Основные понятия и определения 7

1.4 Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя 8

1.5 Рабочий цикл четырехтактного дизеля 10

1.6 Рабочие циклы двухтактных двигателей 12

1.7 Сравнение четырехтактных и двухтактных двигателей 15

1.8 Сравнение дизельных и бензиновых двигателей 16

1.9 Работа многоцилиндрового двигателя 16
^ 2. КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ 19

2.1 Назначение кривошипно- шатунного механизма 19

2.2 Деталировка кривошипно- шатунного механизма 19

2.3 Компоновочные схемы кривошипно- шатунного механизма 24

2.4 Неисправности и уход за кривошипно- шатунным механизмом 27
^ 3. ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ 29

3.1 Назначение газораспределительного механизма 29

3.2 Схемы газораспределительного механизма по месту расположения

распределительного вала 29

3.3 Деталировка газораспределительного механизма 33

3.4 Поворотный механизм клапана 35

3.5 Фазы газораспределения 36

3.6 Неисправности газораспределительного механизма 37
^ 4. ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ 39
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 43

ВВЕДЕНИЕ

Необходимость написания и издания данного пособия продиктована отсутствием учебной литературы по дисциплине «Устройство автомобиля», адаптированной для студентов педагогического вуза. Пособие разработано с целью оказания практической помощи студентам педагогических вузов при самостоятельной подготовке к выполнению лабораторных работ.

На лабораторных занятиях, изучая особенности механизмов и систем современных двигателей, агрегатов и узлов автомобилей и тракторов, студенты углубляют и закрепляют знания, полученные в лекционном курсе и при самостоятельной внеаудиторной работе. При подготовке к лабораторной работе используется лекционный материал, методические указания к лабораторным работам, разрезные макеты автомобилей, агрегатов и узлов, имеющиеся в лаборатории, соответствующие теме стенды и плакаты, альбомы конструкций автомобилей, учебная литература по устройству автомобилей и тракторов. Конструкции автомобилей студенты изучают в специализированной аудитории.

Рекомендуется, получив задание, сначала ознакомиться с содержанием соответствующей работы по данному методическому пособию, где сформулирована цель выполнения работы, описана конструкция и принцип работы механизма, системы или агрегата, особенности устройства отдельных узлов, их регулировка, материал деталей, приведены основные вопросы для самоконтроля знаний. Изучая назначение, устройство и работу системы или ее узла, студентам необходимо уяснить названия всех деталей, способы их соединений, способ изготовления, вид и особенности смазки.

Письменный отчет о работе оформляется в отдельной тетради для лабораторных работ по дисциплине «Устройство автомобиля». Отчет должен содержать описание назначения узла, указанного в задании, принципиальную схему узла с обозначением основных элементов и кратким описанием его работы, сведения о материалах деталей, смазке.

Особое внимание должно быть обращено на правильность терминологии и соответствие условных обозначений существующим ГОСТам. Не следует приводить общих описаний и дословных выдержек из учебников. Описание работы узла или механизма должно быть ясным и кратким со ссылкой на проработанные разделы учебной литературы. Список литературы указывается в конце общего описания. Выполненный в таком виде отчет защищается устным пояснением в начале занятия.

В процессе выполнения работы студентами преподаватель контролирует порядок и правильность выполнения работ, проводит собеседование. Общая оценка по лабораторной работе проставляется в конце занятия, после чего выдается задание на следующее занятие. Зачет по лабораторным работам проставляется в конце семестра по совокупности сданных работ.

^ 1. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

1.1. Классификация двигателей автомобилей

Двигатель – энергетическая машина, преобразующая какую-либо энергию в механическую работу. Основным типом энергетической установки на транспорте является тепловой двигатель – сложная техническая система, преобразующая теплоту в механическую работу.

На отечественных автомобилях установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания. Эти двигатели классифицируют по следующим основным признакам:

По способу воспламенения горючей смеси: двигатели с воспламенением от сжатия (дизели) и двигатели с искровым (принудительным) зажиганием (бензиновые и газовые).
По способу смесеобразования: двигатели с внешним смесеобразованием (бензиновые и газовые) и с внутренним смесеобразованием (дизели).
По виду регулирования мощности: двигатели с количественным и двигатели с качественным регулированием мощности. При количественном регулировании мощность изменяется дроссельной заслонкой за счет количества топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндр, а при качественном – варьированием количества впрыскиваемого топлива при неизменном количестве воздуха (варьированием состава смеси).
По способу осуществления рабочего процесса: четырехтактные и двухтактные двигатели.
По виду применяемого топлива: двигатели жидкого топлива, работающие на бензине и дизельном топливе, и двигатели газообразного топлива, работающие на сжатом или сжиженном газе.
По числу цилиндров: двигатели одноцилиндровые и многоцилиндровые (двух-, четырех-, шестицилиндровые и т.д.).
По расположению цилиндров: однорядные, или линейные, двигатели (цилиндры расположены в один ряд) и двухрядные, или так называемые V-образные (два ряда цилиндров расположены под углом друг к другу).

Двигателям с искровым зажиганием свойственно количественное регулирование мощности и внешнее смесеобразование. В них возможно использование бензина и газа. Бензиновые двигатели разделяют на две модификации – двигатели с впрыскиванием топлива через форсунку во впускную систему (обычно на впускной клапан или в цилиндр) и карбюраторные (топливовоздушная смесь, поступающая в цилиндры, подготавливается карбюратором).

Карбюраторные двигатели в настоящее время активно вытесняются двигателями с впрыскиванием топлива. Подача топлива в этих двигателях осуществляется по сигналу блока управления, сформированному по информации комплекса датчиков (расход воздуха, частота вращения коленчатого вала, положение дроссельной заслонки и т.д.).

Двигателям с воспламенением от сжатия (дизелям) свойственно регулирование мощности посредством изменения состава смеси и внутреннее смесеобразование.
^ 1.2. Основные механизмы и системы двигателей внутреннего сгорания

Поршневой двигатель внутреннего сгорания представляет собой совокупность механизмов и систем, выполняющих определенные функции.

Кривошипно-шатунный механизм служит для преобразования прямолинейного возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала (рис.1). Он состоит из цилиндра (13), поршня (15) с кольцами, поршневого пальца (16), шатуна (17), коленчатого вала (19) и маховика (18). Сверху цилиндр закрыт головкой (12).

Механизм газораспределения предназначен для своевременного наполнения цилиндров двигателя свежей топливной смесью и очистки их от отработавших газов. Он состоит из распределительного вала (2), шестерен (1) для привода распределительного вала, толкателей (3), клапанов (8) и (11), пружин (4).

Система питания воздухом служит для очистки и подачи воздуха в цилиндры двигателя и снижения шума впуска.

Система питания топливом служит для подачи топлива и организации смесеобразования.

Регулятор скорости — это устройство, автоматически поддерживающее заданный скоростной режим (частоту вращения коленчатого вала) двигателя при изменениях нагрузки.

Рис. 1
Устройство карбюраторного двигателя
1-шестерни привода распределительного вала; 2-распределительный вал; 3-толкатель; 4-пружина; 5-выпускная труба; 6-впускная труба; 7-карбюратор; 8-выпускной клапан; 9-провод; 10-свеча; 11-впускной клапан; 12-головка цилиндра; 13-цилиндр; 14-водяная рубашка; 15-поршень; 16-поршневой палец; 17-шатун; 18-маховик; 19-коленчатый вал; 20-поддон картера
Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси от электрической искры (у дизеля система зажигания отсутствует).

Система охлаждения обеспечивает требуемый температурный режим работы двигателя. Она может быть жидкостной или воздушной.

Система смазки служит для подачи смазки к трущимся деталям с целью уменьшения трения и улучшения отвода тепла.

Система пуска осуществляет пуск двигателя.
^ 1.3. Основные понятия и определения

Положение поршня в цилиндре (см. рис.2), при котором расстояние от поршня до оси коленчатого вала двигателя будет наибольшим, называется верхней мертвой точкой (в.м.т.). Положение поршня в цилиндре, при котором расстояние от поршня до оси коленчатого вала будет наименьшим, называется нижней мертвой точкой (н.м.т.).

Расстояние по оси цилиндра между верхней и нижней мертвыми точками называется ходом поршня S. При каждом ходе поршня коленчатый вал поворачивается па половину оборота, то есть на 180°. У центрального кривошипно-шатунного механизма ход поршня

S = 2r, (1)

где r— радиус кривошипа коленчатого вала.

Объем V_h (м³), освобождаемый поршнем при перемещении от в.м.т. к н.м.т., называется рабочим объемом цилиндра:

, (2)

где d — диаметр цилиндра, м;

S — ход поршня, м.

Объем V_c над поршнем, когда поршень находится в в.м.т., называется объемом пространства сжатия (камеры сжатия).

Сумма объема пространства сжатия и рабочего объема цилиндра, т.е. объем V_а над поршнем, когда он находится в н.м.т., называется полным объемом цилиндра:

V_a= V_h+ V_c. (3)

Литражом двигателя Vл называется сумма рабочих объемов всех его цилиндров, выраженная в литрах:

, (4)

Рис. 2

Основные размеры кривошипно-шатунного механизма двигателя
где V_h – рабочий объем одного цилиндра,

;

i – число цилиндров двигателя.
Отношение полного объема цилиндра к объему пространства сжатия называется степенью сжатия:

. (5)

Таким образом, степень сжатия

— это отвлеченное число, показывающее, во сколько раз полный объем цилиндра больше объема пространства сжатия.

Во время работы двигателя внутреннего сгорания в его цилиндре происходит периодически повторяющийся ряд процессов, изменяющих состояние рабочего тела (газа).

Комплекс последовательных процессов (впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск), периодически повторяющийся в каждом цилиндре и обусловливающий работу двигателя, называется рабочим циклом двигателя.