Кшм назначение устройство принцип действия: Страница не найдена — Всё для ремонта авто

Назначение и общее устройство кривошипно-шатунного механизма Камаз 4310

Категория:

   Устройство эксплуатация камаз 4310

Публикация:

   Назначение и общее устройство кривошипно-шатунного механизма Камаз 4310

Читать далее:

Назначение и общее устройство кривошипно-шатунного механизма Камаз 4310

Кривошипно-шатунный механизм (К.ШМ) является основным механизмом поршневого двигателя. Он предназначен для осуществления рабочего процесса внутри цилиндровой полости и преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Двигатели КамАЗ имеют центральный кривошипно-шатунный механизм, выполненный по У-образной схеме с последовательным расположением шатунов на шатунных шейках коленчатого вала.

Детали кривошипно-шатунного механизма работают в чрезвычайно тяжелых условиях. Как показывает анализ работы двигателей, до 40% всех отказов приходится на КШМ.

Кроме того, отказы деталей этого механизма часто приводят к аварийным последствиям, выз-ывая повреждение сопряженных узлов, а восстановление их работоспособности сопровождается значительными трудозатратами, так как требует практически полной разборки и сборки двигателя.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из неподвижных и подвижных деталей.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

К неподвижным деталям относятся блок цилиндров, гильзы цилиндров, головки цилиндров, передняя крышка (корпус гидромуфты), картер маховика, поддон картера, детали крепления и элементы уплотнения.

К подвижным деталям относятся восемь поршневых групп (поршень, поршневые кольца, поршневой палец), шатуны, коленчатый вал и маховик.

Рекламные предложения:

Читать далее: Неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма Камаз 4310

Категория: — Устройство эксплуатация камаз 4310

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Назначение, устройство, принцип действия кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Тема 2.1.2 Назначение, устройство, принцип действия кривошипношатунного механизма (КШМ)
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратнопоступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Детали кривошипно-шатунного механизма можно разделить на:
неподвижные — картер, блок цилиндров, цилиндры, головка блока
цилиндров, прокладка головки блока и поддон. Обычно блок цилиндров
отливают вместе с верхней половиной картера, поэтому иногда его
называют блок-картером.
подвижные — поршни, поршневые кольца и пальцы, шатуны, коленчатый
вал и маховик.
Блок-картер — основной элемент остова двигателя. Он подвергается значительным силовым
и тепловым воздействиям и должен обладать высокой прочностью и жесткостью. В блоккартере устанавливают цилиндры, опоры коленчатого вала, некоторые устройства механизма
газораспределения, различные узлы смазочной системы с ее сложной сетью каналов и другое
вспомогательное оборудование. Блок-картер изготавливают из чугуна или алюминиевого
сплава литьем.
Цилиндры представляют собой направляющие элементы ⭐ кривошипно-шатунного механизма.
Внутри их перемещаются поршни. Длина образующей цилиндра определяется ходом поршня и
его размерами. Цилиндры работают в условиях резко изменяющегося давления в надпоршневой
полости. Их стенки соприкасаются с пламенем и горячими газами, имеющими температуру до
1500… 2 500 °С.
Цилиндры должны быть прочными, жесткими, термо- и износостойкими при ограниченном
количестве смазки. Кроме того, материал цилиндров должен обладать хорошими литейными
свойствами и легко обрабатываться на станках. Обычно цилиндры изготавливают из
специального легированного чугуна, но могут применяться также алюминиевые сплавы и сталь.
Внутреннюю рабочую поверхность цилиндра, называемую его зеркалом, тщательно
обрабатывают и покрывают хромом для уменьшения трения, повышения износостойкости и
долговечности.
В V-образном двигателе цилиндры одного ряда могут быть несколько смещены относительно
цилиндров другого ряда. Это связано с тем, что на каждом кривошипе коленчатого вала крепятся
два шатуна, один из которых предназначен для поршня правой, а другой — для поршня левой
половины блока.
На тщательно обработанную верхнюю плоскость блока цилиндров устанавливают головку
блока, которая закрывает цилиндры сверху. В головке над цилиндрами выполнены углубления,
образующие камеры сгорания. У двигателей жидкостного охлаждения в теле головки блока
предусмотрена рубашка охлаждения, сообщающаяся с рубашкой охлаждения блока цилиндров.
При верхнем расположении клапанов в головке имеются гнезда для них, впускные и выпускные
каналы, отверстия с резьбой для установки свечей зажигания (у бензиновых двигателей) или
форсунок (у дизелей), магистрали смазочной системы, крепежные и другие вспомогательные
отверстия. Материалом для головки блока обычно служит алюминиевый сплав или чугун.
Плотное соединение блока цилиндров и головки блока обеспечивается с помощью болтов или
шпилек с гайками. Для герметизации стыка с целью предотвращения утечки газов из
цилиндров и охлаждающей жидкости из рубашки охлаждения между блоком цилиндров и
головкой блока устанавливается прокладка. Она обычно изготавливается из асбестового
картона и облицовывается тонким стальным или медным листом. Иногда прокладку с обеих
сторон натирают графитом для защиты от пригорания.
Нижняя часть картера, предохраняющая детали кривошипно-шатунного и других
механизмов двигателя от загрязнения, обычно называется поддоном. В двигателях
сравнительно малой мощности поддон служит также резервуаром для моторного масла.
Поддон чаще всего выполняется литым или изготавливается из стального листа штамповкой.
Для устранения подтекания масла между блок-картером и поддоном устанавливается
прокладка (на двигателях небольшой мощности для уплотнения этого стыка часто
используется герметик — «жидкая прокладка»).
Поршневую группу кривошипно-шатунного механизма образует поршень в сборе с
комплектом компрессионных и маслосъемных колец, поршневым пальцем и деталями его
крепления. Ее назначение заключается в том, чтобы во время рабочего хода воспринимать
давление газов и через шатун передавать усилие на коленчатый вал, осуществлять другие
вспомогательные такты, а также уплотнять надпоршневую полость цилиндра для
предотвращения прорыва газов в картер и проникновения в него моторного масла.
Поршень представляет собой металлический стакан сложной формы, устанавливаемый в цилиндре днищем

вверх. Он состоит из двух основных частей. Верхняя утолщенная часть называется головкой, а нижняя
направляющая часть — юбкой. Головка поршня содержит днище 4 (рис. а) и стенки 2. В стенках проточены
канавки 5 для компрессионных колец. Нижние канавки имеют дренажные отверстия 6 для отвода масла. Для
увеличения прочности и жесткости головки ее стенки снабжены массивными ребрами 3, связывающими
стенки и днище с бобышками, в которых устанавливается поршневой палец. Иногда оребряют также
внутреннюю поверхность днища.
Юбка имеет более тонкие стенки, чем у головки. В ее средней части расположены бобышки с отверстиями.
Поршневые кольца обеспечивают плотное подвижное соединение поршня с цилиндром. Они
предотвращают прорыв газов из надпоршневой полости в картер и попадание масла в камеру
сгорания. Различают компрессионные и маслосъемные кольца.
Компрессионные кольца (два или три) устанавливают в верхние канавки поршня. Они имеют
разрез, называемый замком, и поэтому могут пружинить. В свободном состоянии диаметр
кольца должен быть несколько больше диаметра цилиндра. При введении в цилиндр такого
кольца в сжатом состоянии оно создает плотное соединение. Для того чтобы обеспечить
возможность расширения установленного в цилиндре кольца при нагревании, в замке должен
быть зазор 0,2…0,4 мм. С целью обеспечения хорошей приработки компрессионных колец к
цилиндрам часто применяют кольца с конусной наружной поверхностью, а также
скручивающиеся кольца с фаской на кромке с внутренней или наружной стороны. Благодаря
наличию фаски такие кольца при установке в цилиндр перекашиваются в сечении, плотно
прилегая к стенкам канавок на поршне.
Маслосъемные кольца (одно или два) удаляют масло со стенок цилиндра, не позволяя ему
попадать в камеру сгорания. Они располагаются на поршне под компрессионными кольцами.
Обычно маслосъемные кольца имеют кольцевую канавку на наружной цилиндрической
поверхности и радиальные сквозные прорези для отвода масла, которое по ним проходит к
дренажным отверстиям в поршне.
Чаще всего для их изготовления применяют высокосортный легированный чугун. Верхние
компрессионные кольца, работающие в наиболее тяжелых условиях, обычно покрывают с
наружной стороны пористым хромом. Составные маслосъемные кольца изготавливают из
легированной стали.
Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Он представляет собой
трубку, проходящую через верхнюю головку шатуна и установленную концами в бобышки
поршня. Крепление поршневого пальца в бобышках осуществляется двумя стопорными
пружинными кольцами, расположенными в специальных канавках бобышек. Такое крепление
позволяет пальцу (в этом случае он называется плавающим) проворачиваться. Вся его поверхность
становится рабочей, и он меньше изнашивается. Ось пальца в бобышках поршня может быть
смещена относительно оси цилиндра на 1,5…2,0 мм в сторону действия большей боковой силы.
Благодаря этому уменьшается стук поршня в непрогретом двигателе.
Поршневые пальцы изготавливают из высококачественной стали. Для обеспечения высокой
износоустойчивости их наружную цилиндрическую поверхность подвергают закалке или
цементации, а затем шлифуют и полируют.
Поршневая группа состоит из довольно большого числа деталей (поршень, кольца,
палец), масса которых по технологическим причинам может колебаться; в некоторых
пределах. Если различие в массе поршневых групп в разных цилиндрах будет
значительным, то при работе двигателя возникнут дополнительные инерционные
нагрузки. Поэтому поршневые группы для одного двигателя подбирают так, чтобы они
несущественно отличались по массе (для тяжелых двигателей не более чем на 10 г).
Шатунная группа кривошипно-шатунного механизма состоит из:
— шатуна
— верхней и нижней головок шатуна
— подшипников
— шатунных болтов с гайками и элементами их фиксации
Шатун соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала и, преобразуя возвратнопоступательное движение поршневой группы во вращательное движение коленчатого вала,
совершает сложное движение, подвергаясь при этом действию знакопеременных ударных
нагрузок. Шатун состоит из трех конструктивных элементов: стержня 2, верхней (поршневой)
головки 1 и нижней (кривошипной) головки 3. Стержень шатуна обычно имеет двутавровое
сечение. В верхнюю головку для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку 6 с
отверстием для подвода масла к трущимся поверхностям. Нижнюю головку шатуна для
обеспечения возможности сборки с коленчатым валом выполняют разъемной. У бензиновых
двигателей разъем головки обычно расположен под углом 90° к оси шатуна. У дизелей нижняя
головка шатуна 7, как правило, имеет косой разъем. Крышка 4 нижней головки крепится к
шатуну двумя шатунными болтами, точно подогнанными к отверстиям в шатуне и крышке для
обеспечения высокой точности сборки. Чтобы крепление не ослабло, гайки болтов стопорят
шплинтами, стопорными шайбами или контргайками. Отверстие в нижней головке
растачивают в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов не могут быть
взаимозаменяемыми.
Для уменьшения трения в соединении шатуна с коленчатым валом и облегчения ремонта
двигателя в нижнюю головку шатуна устанавливают шатунный подшипник, который
выполнен в виде двух тонкостенных стальных вкладышей 5, залитых антифрикционным
сплавом. Внутренняя поверхность вкладышей точно подогнана к шейкам коленчатого вала.
Для фиксации вкладышей относительно головки они имеют отогнутые усики, входящие в
соответствующие пазы головки. Подвод масла к трущимся поверхностям обеспечивают
кольцевые проточки и отверстия во вкладышах.
Для обеспечения хорошей уравновешенности деталей кривошипно-шатунного механизма
шатунные группы одного двигателя (как и поршневые) должны иметь одинаковую массу с
соответствующим ее распределением между верхней и нижней головками шатуна.
Коленчатый вал, соединенный с поршнем посредством шатуна, воспринимает действующие
на поршень силы. На нем возникает вращающий момент, который затем передается на
трансмиссию, а также используется для приведения в действие других механизмов и
агрегатов. Под влиянием резко изменяющихся по величине и направлению сил инерции и
давления газов коленчатый вал вращается неравномерно, испытывая крутильные колебания,
подвергаясь скручиванию, изгибу, сжатию и растяжению, а также воспринимая тепловые
нагрузки. Поэтому он должен обладать достаточной прочностью, жесткостью и
износостойкостью при сравнительно небольшой массе.
Конструкции коленчатых валов отличаются сложностью. Их форма определяется числом и
расположением цилиндров, порядком работы двигателя и числом коренных опор.
К шатунным шейкам коленчатого вала присоединяют нижние головки шатунов. Коренными
шейками вал устанавливают в подшипниках картера двигателя. Соединяются коренные и
шатунные шейки при помощи щек. Плавный переход от шеек к щекам, называемый галтелью,
позволяет избежать концентрации напряжений и возможных поломок коленчатого вала.
Противовесы предназначены для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил,
возникающих на кривошипах вала во время его вращения. Их, как правило, изготавливают как
единое целое со щеками.
Для обеспечения нормальной работы двигателя к рабочим поверхностям коренных и
шатунных шеек необходимо подавать моторное масло под давлением. Масло поступает из
отверстий в картере к коренным подшипникам. Затем оно через специальные каналы в
коренных шейках, щеках и шатунных шейках попадает к шатунным подшипникам. Для
дополнительной центробежной очистки масла в шатунных шейках имеются
грязеуловительные полости, закрытые заглушками.
Коленчатые валы изготавливают методом ковки или литья из среднеуглеродистых и
легированных сталей (может применяться также чугун высококачественных марок). После
механической и термической обработки коренные и шатунные шейки подвергают
поверхностной закалке (для повышения износостойкости), а затем шлифуют и полируют.
После обработки вал балансируют, т. е. добиваются такого распределения его массы
относительно оси вращения, при котором вал находится в состоянии безразличного
равновесия.
В коренных подшипниках применяют тонкостенные износостойкие вкладыши,
аналогичные вкладышам шатунных подшипников. Для восприятия осевых нагрузок и
предотвращения осевого смещения коленчатого вала один из его коренных подшипников
(обычно передний) делают упорным.
1 — носок; 2 — шатунная шейка; 3 — коренная шейка; 4 — щека; 5 — противовес; 6 — хвостовик с фланцем
Маховик крепится к фланцу хвостовика коленчатого вала. Он представляет собой тщательно
сбалансированный чугунный диск определенной массы. Кроме обеспечения равномерного
вращения коленчатого вала маховик способствует преодолению сопротивления сжатия в
цилиндрах при пуске двигателя и кратковременных перегрузок, например, при трогании ТС с
места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя от стартера.
Поверхность маховика, которая соприкасается с ведомым диском сцепления, шлифуют и
полируют

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм осуществляет основной рабочий процесс двигателя – преобразование энергии движения поршней во вращение коленчатого вала, которое в дальнейшем передается на ведущую ось автомобиля.

Двигатель

Назначение кривошипно-шатунного механизма

В блоках цилиндров рядных двигателей поршни перемещаются вверх и вниз, а в оппозитных, к примеру, в противоположные стороны в горизонтальной плоскости, но общая суть их движения не меняется – на языке физики оно называется возвратно-поступательным. Чтобы это движение преобразовалось во вращение колес, в двигателях внутреннего сгорания, вне зависимости от типа, используется особый механизм, построенный на применении кривошипа – то есть особого рычага, части коленчатого вала.

Кривошипно-шатунный механизм есть в двигателе внутреннего сгорания и швейной машинке Зингера

История создания кривошипно-шатунного механизма

Кривошипно-шатунный механизм был придуман задолго до появления первых автомобилей. Он использовался еще в восемнадцатом веке в конструкции штамповочных прессов, швейных машинок,  приводов колесной пары паровозов и многих других механизмов.

Вопрос преобразования энергии движущихся поршней во вращение колес стоял с самого момента появления двигателя внутреннего сгорания. По аналогии с существовавшими уже паровыми двигателями, инженеры, занимавшиеся его конструированием, решили применить для этих целей кривошипно-шатунный механизм. В современных поршневых двигателях модернизировано очень многое, но КШМ по-прежнему актуален и остается единственно возможной конструкцией. 

Устройство кривошипно – шатунного механизма двигателя

Практически все механические части двигателя представляют из себя одновременно части кривошипно-шатунного механизма. К нему относятся блок цилиндров, картер и головка блока цилиндров, шатунно-поршневая группа, коленчатый вал и маховик.

Коленчатый вал 

Коленчатый вал представляет собой деталь со сложной конфигурацией. Помимо опорных шеек, позволяющих ему крепко держаться в блоке, коленчатый вал имеет столько кривошипов или, как их называют, колен, сколько цилиндров конструктивно заложено в блоке двигателя.

Кривошип 

К каждому колену или кривошипу посредством сложной системы деталей крепится шатун поршня.

Кривошип отстоит от оси коренных шеек на определенный радиус, называемый радиусом кривошипа. От этого параметра зависит ход поршня.

В зависимости от конструкции блока цилиндров двигателя одно колено может служить основанием для крепления одного или более шатунов. Если двигатель рядный, к одному кривошипу крепится один шатун, если V-образный, то два шатуна. Этим, кстати, объясняется относительная компактность блоков цилиндров V-образных двигателей.

Колено и кривошип — одно и то же. Колено дало название коленвалу, а кривошип — кривошипно-шатунному механизму

Шатун

Шатун представляет собой деталь двутаврового сечения, имеющую верхнюю и нижнюю «головки».  В верхней «головке» шатуна помещается поршневой палец,  посредством которого шатун соединяется с поршнем. Нижняя «головка» шатуна выполнена разъемной,  для того, чтобы ее можно было соединить  с шатунной шейкой коленчатого вала с помощью шатунных крышек.

Поршень

Поршень представляет собой цилиндрическую деталь, выполненную из алюминиевого сплава, с отверстием под поршневой палец для соединения с шатуном. Поршень надевается на шатун, как стакан, донышком вверх, и закрепляется при помощи пальца.

 

Принцип действия кривошипно-шатунного механизма

Поступившая в цилиндр двигателя топливная смесь, при подходе поршня к верхней мертвой точке (крайнее верхнее положение поршня в цилиндре), поджигается посредством свечи зажигания или самовоспламеняется от давления, и расширяющиеся под  газы, образовавшиеся после сгорания смеси, начинают толкать поршень по стенкам цилиндра к нижней мертвой точке.

Так как поршень соединен с шатуном, он передает на него свое усилие и, подходя к нижней мертвой точке (крайнее нижнее положение поршня в цилиндре), шатун, за счет полного оборота кривошипа, к которому он прикреплен, приводит во вращательное движение коленчатый вал.

Вал, в свою очередь, через элементы трансмиссии передает крутящий момент на ведущие колеса автомобиля, приводя его в движение.

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) двигателей тракторов

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала (КВ). Основными движущимися деталями КШМ являются: поршни с кольцами, поршневые пальцы, шатуны, шатунные и коренные подшипники, маховик.
Поршневая группа деталей дизелей Д-65 и Д-240 сконструирована одинаково.

Рис. 1. Поршень с шатуном (Д-65):
1 — шатунный болт; 2 — крышка головки шатуна; 3 — шатун; 4 — стопорное кольцо; 5 — поршневой палец; 6 — поршень; 7 — маслосъемные кольца; 8 — компрессионные кольца; 9 — верхнее компрессионное кольцо; 10 — втулка верхней головки шатуна; 11 — верхний вкладыш шатуна; 12-нижний вкладыш шатуна; 13 — контровочная пластина

Поршни 6 (рис. 1) изготовлены из алюминиевого сплава с тремя канавками под компрессионные 8, 9 и двумя под маслосъемные 7 кольца. В днище поршня выполнена камера сгорания. В канавках под маслосъемные кольца и ниже этих канавок просверлены отверстия для отвода масла внутрь поршня. По наружному диаметру юбки (в плоскости, перпендикулярной к плоскости поршневого пальца) поршни подразделяются на три размерные группы (табл. 1). Клеймо группы наносится на днище.

Комплектовочные размеры поршней и гильз. Таблица 1.

В комплект на двигатель поршни, шатуны и поршневые пальцы подбирают одинаковой размерной группы. Отклонение в массе поршней и шатунов в комплекте не должно превышать 15 г. По диаметру отверстия под поршневой палец поршни делят на две размерные группы (табл. 2), их маркируют краской на бабышках. Поршневые пальцы 5 полые, стальные. От осевого перемещения они удерживаются разжимными стопорными кольцами 4. установленными в канавки поршня. По наружному диаметру пальцы разделены на две группы (см. табл. 2). Маркировочная краска нанесена на внутренней поверхности пальца.

Комплектовочные размеры поршней и пальцев. Таблица 2.

Поршневые кольца изготовлены из специального чугуна. Верхнее компрессионное кольцо 9 прямоугольного сечения для уменьшения износа хромировано (по наружной поверхности). Второе и третье 8 кольца для улучшения компрессионных качеств имеют на внутренней поверхности торсионные выточки, которые при установке колец должны быть обращены вверх — к днищу поршня. В две нижней канавки поршня установлены маслосъемные 7 кольца скребкового типа (по два в каждую канавку). Верхним в канавке устанавливается кольцо с дренажными окнами на торце, а нижний — без окон; выточки наружной поверхности маслосъемных колец должны быть обращены вниз (к юбке поршня).

Замки поршневых колец располагают на ровном расстоянии по окружности. Нормальный зазор в замке новою кольца, установленного в новую гильзу 0,3…0,7 мм. Поршневые кольца заменяют, если зазор превышает 4 мм, а поршни меняют, если зазор между новым кольцом и канавкой в поршне по высоте превышает 0.4 мм. У дизеля Д-245 несколько иное расположение колец (рис. 2): под верхнее компрессионное кольцо трапецеидальной формы залито чугунную вставку 2, маслосъемное кольцо одно — как и у Д-240 — коробчатого типа.

Рис. 2. Схемы расположения колец на поршнях дизелей Д-245 (а) и Д240 (б):
а) 1 — поршень; 2 — чугунная вставка типа «нирезист»; 3 — верхнее компрессионное кольцо; 4, 5 — компрессионные кольца; 6 — маслосъемное кольцо;
б) 1 — поршень; 2 — верхнее компрессионное кольцо; 3, 4 — компрессионные кольца; 5 — маслосъемное кольцо

Шатуны 3 (см. рис. 1) стальные, штампованные. В верхнюю головку запрессована биметаллическая втулка 10 (стальная со слоем бронзы). Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна и втулки есть отверстие. По внутреннему диаметру втулки сортируются на две размерные группы: с большим диаметром маркируются черной краской, с меньшими — желтой.

Нижняя головка шатуна разъемная. Разъем выполнен косым для обеспечения прохода нижней части через гильзу при монтаже. Крышка 2 прикреплена к шатуну двумя болтами из высококачественной стали, застопоренными контровочной пластиной 3.

Рис. 3. Детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов (Д-65):
1 — заглушка; 2 — шестерня распределительного вала; 3 — упорное кольцо; 4 — упорный фланец распределительного вала; 5 — толкатели; 6 — впускной клапан; 7 — направляющая втулка клапана; 8 — рукоятка декомпрессионного механизма; 9 — валики декомпрессионного механизма; 10-регулировочный винт: 11 — выпускной клапан; 12 — штанги толкателя; 13-поршень; 14-распределительный вал; 15 — втулка; 16 — палец маховика, 17 — шарикоподшипники; 18 — болт; 19 — маховик; 20 — венец; 21 — шатун; 22, 23 — вкладыши коренных подшипников; 24 — шестерня; 25 — маслоотражатель; 26 — коленчатый вал; 27 — шкив; 28 — головка цилиндров; 29 — пружина клапана; 30 — сухарик; 31 — регулировочный винт декомпрессионного механизма; 32 — коромысло клапана.

Коленчатый вал 26 (рис. 3) полноопорный, стальной (имеет пять коренных и четыре шатунных шейки, рабочие поверхности которых закалены токами высокой частоты. В шатунных шейках имеются полости для центробежной очистки масла при вращении вала. Полости закрыты резьбовыми заглушками 1, которые у двигателя должны быть одной группы (номер группы выбит на торце заглушки), чтобы не нарушилась балансировка вала. На первой, четвертой, пятой и восьмой щеках вала дизелей Д-240 и Д-245 закреплены съемные противовесы. Их наличие обусловлено большой частотой вращения коленчатого вала этих дизелей (2200 мин1), вследствие чего центробежные силы сильно возрастают. Установка противовесов значительно уменьшает нагрузки на подшипники. В коренных и шатунных шейках выполнены сверления, по которым подается масло к подшипникам (вкладышам).

На переднем конце вала смонтированы шестерня 24 привода распределения и насоса системы смазки, шкив 27 привода насоса системы охлаждения и генератора, маслоотражатель 25; на заднем — маслоотражатель и маховик 19 с напрессованным на нем зубчатым стальным венцом 20.

Коленчатые валы изготовлены с шейками двух номинальных размеров: для дизелей Д-65 диаметры коренных и шатунных шеек в первом номинале соответственно равны 85,25 мм и 75,25 мм, во втором — 85,0 мм и 75,0 мм; для дизелей Д-240 в первом — 75,25 мм и 68,25 мм, во втором — 75,0 мм и 68,0 мм. Валы с шейками второго стандартного размера имеют на первой щеке обозначение: 2КШ — все шейки вала второго номинала; 2К — коренные второго, а шатунные первого; 2Ш — шатунные второго, а коренные первого.

Вкладыши коренных 23 и шатунных 22 подшипников изготовлены из сталеалюмнневой ленты. От перемещений и проворачивания вкладыши стопорятся выштампованными на них усиками, входящими во фрезеровки в постелях вкладышей в блоке и шатуне. На наружной поверхности вкладыша проставляется товарный знак завода и размер, а на внутренней поверхности усика (выступа) — клеймо (« + » или « — ») группы вкладыша по высоте (вкладыши комплектуют так, чтобы один из них имел на усике знак « + » а другой « — » или оба без маркировки). Отверстия в верхних половинках коренных вкладышей совпадают с маслоподводящими каналами в блоке.

Зазор в подшипниках нового или отремонтированного двигателя в пределах 0,065…0,123 мм для шатунных и 0,070…0,134 мм для коренных. При увеличении зазора в шатунных подшипниках до 0,25 мм и овальности шейки более 0,06 мм или в коренных — соответственно до 0,3 и более 0,1 мм шейки вала шлифуют на соответствующий ремонтный размер.

Осевое перемещение вала ограничивается упорами пятой коренной шейки (допустимое в эксплуатации — 0,5 мм), осевое перемещение нижней головки шатуна допускаемое 0,7 мм. Коленчатый вал и маховик дизеля Д-240 изображены на рис. 4.

Рис. 4. Коленчатый вал с маховиком (Д-240):
1 — коренная шейка; 2 и 12 — щеки; 3 — упорные кольца; 4 — нижний вкладыш коренного подшипника; 5 — маховик; 6 — маслоотражательная шайба; 7 — установочный штифт; 8 — болт; 9 — зубчатый венец; 10 — верхний вкладыш коренного подшипника; 11 — шатунная шейка; 13 — галтель; 14 — противовесы; 15 — болт крепления противовеса; 16 — замковая шайба; 17 — шестерня коленчатого вала; 18 — шестерня привода масляного насоса; 19 — упорная шайба; 20 — болт; 21 — шкив; 22 — канал подвода масла в полость шатунной шейки; 23 — пробка; 24 — полость в шатунной шейке; 25 — трубка для масла.
[Тракторы «Беларус» семейств МТЗ и ЮМЗ. Устройство, работа, техническое обслуживание. Я.Е. Белоконь, А.И. Окоча, Г.В. Шкаровский; Под ред. Я.Е. Белоконя. 2003 г.]

Статьи о КШМ двигателей тракторов: Кривошипно-шатунный механизм; Кривошипно-шатунный механизм двигателя СМД-60; Особенности эксплуатации КШМ; ТО КШМ и ГРМ двигателя трактора; Уход за кривошипно-шатунным механизмом

Устройство и принцип действия кривошипно-шатунного механизма.

Кривошипно шатунный механизм состоит из поршневой группы ( поршней с поршневыми кольцами и поршневыми пальцами), шатунов, коленчатого вала и маховика.

Цилиндры. Цилиндр вместе с поршнем и головкой цилиндров образует замкнутый объем, в котором совершается рабочий цикл двигателя. Внутренняя поверхность стенок цилиндров служит направляющей при движении поршня. Внутренняя поверхность цилиндров называется зеркалом, и изготавливается с высокой точностью ( овальность и конусность должна быть не больше 0,02 мм). Цилиндры могут быть выполнены в расточке блока цилиндров, либо в виде отдельных вставных гильз. Гильзы бывают двух видов: сухие и мокрые. Сухие гильзы не контактируют с охлаждающей жидкостью, непосредственно запрессовываются в расточку блока цилиндров. Мокрые гильзы с наружной поверхности омываются охлаждающей жидкостью. Такие гильзы устанавливаются в блок цилиндров, опираясь на упорный буртик в верхней части гильзы, на соответствующую расточку блока цилиндров. Для обеспечения герметичности под упорный буртик укладывается медное уплотнительное кольцо. Для разделения водяной рубашки и масляной ванны, в нижней части гильзы устанавливается резиновое уплотнительное кольцо.

Поршень является одной из самых напряженных, в тепловом отношении, деталей двигателя. Поршень служит для восприятия давления газов и предачи его на поршневой палец, шатун и коленвал. Представляет собой металлический стакан в конструкции которого различают три части: верхняя часть – днище, часть поршня от верхней кромки верхнего поршневого кольца до нижней кромки нижнего поршневого кольца является уплотнительной частью и называется головкой поршня, третья часть поршня – направляющая часть, называются юбка поршня или тронк.

Поршни бывают цельной отливки и с отъемной головкой. Отъемные головки применяются на двигателях большой мощности. Для предупреждения стуков и перекосов поршней, изготовленных из алюминиевых сплавов, на поршне делаются компенсационные или вставки. Компенсационные вставки уменьшают тепловое расширение юбки поршня, что в значительной мере снижает износ непрогретых поршней.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Поршневые пальцы имеют самые разнообразные конструктивные формы. Наиболее распространенный тип поршневого пальца редставляет собой цилиндр из легированной стали, который для уменьшения массы обычно изготавливается полым. Пальцы бывают трубчатой формы, и с коническими трубчатыми поверхностями.

Поршневые кольца бывают двух видов: компрессионные, предназначенные для уплотнения подвижного соединения поршень – цилиндр. Кольца прижимаются к стенкам цилиндров под действием сил упругости и давления газов, и создают при этом лабиринт, в местах прохода газов из надпоршневого пространства в картер. Число компрессионных колец зависит от быстроходности и мощности двигателя. Для различных двигателей число колец может изменяться от 2 до 7.

Маслосъемные кольца предназначены для снятия излишков масла со стенок цилиндра. Количество маслосъемных колец может изменяться от 1 до 3.

Шатуны: служат для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Соединяя поршень с коленчатым валом, шатун передает на него усилие, при этом подвергается действию переменной нагрузки, от действия давления и сил инерции. Шатуны изготавливают из углеродистой, или легированной стали, с последующей термической и механической обработкой. Шатун однорядного двигателя состоит из верхней головки, стержня, нижней головки, шатунных болтов и вкладышей.

Разъёмные подшипники скольжения. Предназначены для снижения износа шеек коленчатого вала. Различают коренные и шатунные разъёмные подшипники скольжения.

Коленчатый вал служит для восприятия усилия передаваемого от поршней и преобразования его в крутящий момент.

В конструкции коленчатого вала различают коренные и шатунные шейки. Шейки соединяются между собой щеками. На переднем конце коленчатого вала закрепляются распределительные шестерни, маслоотражательные кольца и храповик. Задний конец коленчатого вала несет на себе фланец для крепления маховика.

Маховик служит для вывода поршней из мертвых точек, а также для выравнивания скорости вращения коленчатого вала. Представляет собой массивный цилиндр изготавливаемый из чугуна или стали, на наружной поверхности которого напрессовывается зубчатый венец, служащий для привода маховика в движение от электростартера или пускового двигателя. Основную массу металла маховика располагают ближе к его ободу, для увеличения момента инерции маховика. Маховик закрепляется на фланце коленчатого вала при помощи болтов. Для предотвращения смещения маховика, относительно центра вращения используют центровочные пальцы. Коленчатый вал с маховиком в сборе подвергают статической и динамической балансировке.

Принцип действия кривошипно-шатунного механизма.

Газы, образовавшиеся при сгорании топлива в цилиндре, воздействуют на днище поршня. Под действием этого давления на поршне возникает усилие, которое перемещает поршень в цилиндре к нижней мертвой точке. Движение поршня через поршневой палец передается на шатун. Шатун при этом совершает сложное движение: верхняя головка шатуна перемещается возвратно поступательно вместе с поршнем, нижняя головка шатуна совершает вращательное движение. Усилие, передаваемое на шатун от поршня, передается на шатунную шейку коленчатого вала. Благодаря этому на коленчатом валу развивается крутящий момент пропорциональный усилию, действующему на поршень и радиусу кривошипа. Под действием этого крутящего момента коленчатый вал и маховик приходят во вращение. Движение деталей кривошипно-шатунного механизма в такте впуск, сжатие и выпуск происходит благодаря инерции, накопленной на маховике.

Техническое обслуживание кривошипно-шатунного механизма.

ЕО — постоянный контроль за работой двигателя. При появлении посторонних шумов и стуков двигатель должен быть остановлен для выявления причин появления посторонних шумов.

ТО-1.

1 проверка компрессии. Проводится на холодном двигателе. Производится при помощи компрессиметра. Коленчатый вал прокручивают при помощи электростартера, при нулевой подаче топлива. Наконечник компрессиметра, поочередно прикладывают к отверстиям каждого из цилиндров. Компрессия считается нормальной, если на различных цилиндрах нет разницы в показаниях компрессиметра более чем 0,1 МПа.

2 прослушивание двигателя при помощи стетоскопа.

Прослушивание проводят при прогретом двигателе, путем прикладывания наконечника стетоскопа к различным частям блока-картера и головки цилиндров. Стук поршневого пальца, прослушивают путем прикладывания наконечника стетоскопа к верхней половине цилиндра, и через головку блока цилиндров. Стук пальца отчетливый, резкий, металлический, усиливающийся с повышением частоты вращения и пропадающий при выключении цилиндра из работы.

Стук поршневых колец звонкий, но слабый. Прослушивается в средней части цилиндра. При изменении частоты вращения, звук практически не меняется, при выключении цилиндра из работы не пропадает.

При увеличении зазора в подшипниках коленчатого вала возникает глухой звук низкого тона, звук хорошо слышен при резком изменении частоты вращения, прослушивается в нижней половине блока.

Стук поршня слабый металлический. Хорошо прослушивается на блоке цилиндров в зонах соответствующих верхней и нижней мертвым точкам.

Если стуки двигателя слышны без стетоскопа, то двигатель следует немедленно остановить для ремонта.

ТО-2 операций не добавляется.

СО очистка деталей цилиндропоршневой группы от нагара.

Основные неисправности.

неисправность	причина	Способ устранения
1) Падение компрессии.	1) закоксовывание или поломка компрессионных колец.	Слить масло, в цилиндр залить раскоксовывающую жидкость, выдержать 2-3 часа, произвести повторное измерение компрессии если компрессия не возросла, произвести разборку двигателя, заменить компрессионные кольца.
2) чрезмерный износ деталей цилиндропоршневой группы.	Цилиндры расточить под следующий ремонтный размер, поршни и кольца заменить.
2) Увеличение компрессии.	Чрезмерный износ или поломка маслосъемных колец.	Замена изношенных деталей.
3) Детонационное сгорание или преждевременные вспышки топлива.	1) Повышенное нагароотложение на стенках цилиндра и поршнях.	Очистить детали цилиндропоршневой группы от нагара.
2) кавитационный износ поршней и цилиндров.	Замена поврежденных деталей.
4) Падение мощности двигателя или двигатель не развивает обороты.	Чрезмерный износ деталей цилиндропоршневой группы	Замена изношенных деталей. Или применить метод ремонтных размеров.
5) Падение давления масла.	Износ разъёмных подшипников скольжения (вкладышей)	Если шейки коленчатого вала достигли предельного состояния -применить метод ремонтных размеров: шейки коленчатого вала расточить, вкладыши заменить. Если нет то только заменить вкладыши.
6) Утечка охлаждающей жидкости в картер.	Разрушение резиновых уплотнений на гильзах.	Замена изношенных деталей.
Разрушение прокладки головки блока цилиндров.	Замена поврежденных деталей.
7) Прорыв газов между блоком и головкой цилиндров.	1) Разрушение прокладки головки блока цилиндров.	Замена изношенных деталей. При повреждении шлифованных поверхностей блока или головки восстановить плоскость разъёма шлифовкой.
2) Деформация головки цилиндров.
8) Прорыв газов в картер.	Чрезмерный износ поршневых колец.	Замена изношенных деталей.
9) Повышенный расход масла.	Разбиты канавки поршневых колец.	Подобрать кольца соответствующего размера, либо заменить поршни с кольцами.

Контрольные вопросы:

1 для чего предназначен кривошипно-шатунный механизм?

2 перечислите детали кшм.

3 каково назначение цилиндров.

4 чем отличается мокрая гильза от сухой.

5 перечислите составные части поршня.

6 какими способами поршневой палец может соединяться с поршнем и шатуном.

7 каково назначение разъёмных подшипников скольжения.

8 из каких частей состоит коленчатый вал.

9 каково назначение маховика.

10 как часто следует проверять компрессию в цилиндрах.

11 каким образом проводится прослушивание двигателя.

§16 Механизм газораспределения.

Предназначен: для открытия и закрытия впускных и выпускных отверстий в головке цилиндров, благодаря чему осуществляется заполнение цилиндров свежим зарядом воздуха, или горючей смеси и отведение отработавших газов.

Существуют клапанные, золотниковые и комбинированные механизмы газораспределения. Механизм клапанного распределения может быть с верхним или нижним расположением распределительного вала. По расположению клапанов различают механизмы с подвесными клапанами и с боковыми клапанами. По количеству клапанов в одном цилиндре различают 2, 3, 4 клапанные механизмы.

Устройство.

Механизм газораспределения состоит из:

1 распределительный вал.

Представляет собой металлический стальной стержень с кулачками и опорными шейками. Служит для управления движением клапанов.

2 толкатели. Предназначены для передачи движения от кулачка распределительного вала на штангу, коромысло, клапанный рычаг или клапан, в зависимости от конструкции механизма газораспределения. Толкатели бывают трех типов: цилиндрические, грибовидные и роликовые.

Толкатели могут изготавливаться с гидрокомпенсаторами или без них.

3 штанги. Предназначены для передачи движения от толкателя к коромыслу. Представляет собой стальной стержень с термообработанными наконечниками.

4 коромысло. Предназначено для передачи движения от штанги к клапану. Представляет собой двуплечий рычаг установленный на оси. Длинное плечо коромысла подвергается термической обработке, и называется боек. Короткое плечо коромысла изготавливается с резьбовым отверстием, в которое устанавливается регулировочный винт.

 

5 клапан служит для открытия и закрытия отверстия в цилиндре.

6 седло клапана служит для обеспечения герметичности внутренней полости камеры сгорания при закрытом клапане.

7 направляющая втулка служит для обеспечения правильной посадки клапана в седле.

8 клапанная пружина служит для обеспечения возврата деталей МГР в исходное положение по окончании действия кулачков распределительного вала.

9 тарелка клапанной пружины служит для удержания клапанной пружины в сжатом состоянии.

10 траверса обеспечивает синхронное открытие клапанов одного цилиндра.

Принцип действия.

При вращении коленчатого вала, движение через распределительные шестерни передается на распределительный вал. Передаточное отношение шестерён 1/2 . вместо распределительных шестерен могут использоваться цепные или ременные передачи. При вращении, рапределительный вал своими кулачками воздействует на толкатели. Через толкатели это воздействие передается на штанги и далее на коромысла. Коромысло поворачиваясь на своей оси передает движение на клапан. Клапан утапливается внутрь цилиндра и открывает отверстие в головке цилиндров. По окончании воздействия кулачков распределительного вала на толкатель клапан под действием клапанной пружины прижимается к своему седлу и закрывает отверстие в головке цилиндров.

Техническое обслуживание.

ЕО – постоянный контроль за работой двигателя. При появлении посторонних стуков и шумов, либо выстрелов в глушитель или впускной коллектор двигатель должен быть остановлен для диагностики и устранения неисправностей.

ТО-1

1 проверить и при необходимости отрегулировать осевое биение распределительного вала.

2 проверить и при необходимости отрегулировать тепловой зазор между бойком коромысла и клапаном. (Не выполняется в двигателях с гидрокомпенсаторами). Проверка осуществляется на холодном двигателе. Величина теплового зазора определяется в руководстве по эксплуатации. Поршень первого цилиндра устанавливается в верхнюю мертвую точку в конце такта «сжатие». Это определяется по моменту впрыска топлива на дизелях или по искре на двигателях с принудительным воспламенением. При помощи плоского щупа необходимой толщины, проверяется величина зазора. Щуп должен проходить между бойком коромысла и клапаном с небольшим усилием. Регулировка зазора производится при помощи винта. При выворачивании винта зазор увеличивается, при завинчивании – уменьшается. Следует помнить, что при затягивании контргайки, зазор несколько увеличивается, поэтому при регулировке, следует добиться небольшого закусывания щупа. После регулировки зазора на клапанах первого цилиндра, проворачивают коленчатый вал на необходимый угол, и переходят к регулировке зазора на следующем цилиндре по порядку работы.

2.1 по показаниям измерения компрессии произвести притирку клапанов. Приготавливается притирочный состав 1 часть порошка М14 или М16, 1,5 части дизельного топлива, 2 части моторного масла. Притирочный состав наносится на седло клапана, сам клапан при помощи коловорота с присосом, прижатый к седлу с усилием 20 кг проворачивается на 2/3 оборота, после чего клапан возвращается на 1/3 оборота без усилия, и далее вновь с усилием проворачивается на 2/3 оборота. Такими последовательными движениями клапан притирается до появления сплошной матовой полоски на тарелке клапана толщиной 1,5-2 мм. По окончании притирки всех клапанов производится проверка их герметичности.

ТО-2 проверка упругости клапанных пружин.

СО

1 после очистки деталей цилиндропоршневой группы от нагара притереть клапана.

2 проверить состояние направляющих втулок клапанов.

Основные неисправности механизма газораспределения.

неисправность	причина	Способ устранения
Двигатель не развивает полной мощности.	Клапаны неплотно прилегают к седлам	Проверить упругость клапанных пружин; при несоответствии заменить; если пружины в порядке провести притирку клапанов.
Уменьшенный тепловой зазор между бойком коромысла и клапаном.	Отрегулировать тепловой зазор.
Стук при работе двигателя.	Увеличенный зазор между бойком коромысла и клапаном.	Отрегулировать тепловой зазор.
Выстрелы в карбюратор или глушитель.	Уменьшенный тепловой зазор между бойком коромысла и клапаном.	Отрегулировать тепловой зазор.
Невозможность установки теплового зазора.	Погнуты штанги или клапаны	Заменить поврежденные детали.
Увеличенное осевое перемещение распределительного вала	Отрегулировать осевое перемещение.
Повышенный расход масла.	Износ направляющих втулок или маслосъемных колпаков	Заменить изношенные детали.
Перегрев двигателя, двигатель не развивает мощности.	Сбиты фазы газораспределения.	Отрегулировать положение распределительного вала.

 

§17 Система питания. Карбюратортый двигатель.

Система питания предназначена для очистки топлива и воздуха, приготовления топливо-воздушной смеси требуемого состава, и отведения отработавших газов.

Из топливного бака 1 через систему фильтрации 4 топливо попадает в подкачивающий насос 5. Насос перекачивает топливо в поплавковую камеру карбюратора 7. В карбюраторе топливо смешивается с воздухом, образуя смесь требуемого состава. Топливовоздушная смесь попадает в цилиндр, где сгорая превращается в отработавшие газы. Отведение газов осуществляется через глушитель 13 и искрогаситель. Иногда система выпуска дополняется нейтрализатором отработавших газов.

Топливный бак. Служит для хранения запаса топлива. Представляет собой емкость произвольной формы, изготавливаемую из штампованных стальных листов. В верхней части топливного бака устраивается отверстие, закрываемое пробкой – заправочная горловина. Для первичной очистки топлива к заправочной горловине припаивается металлическая сетка. В пробке заливной горловины устраивается отверстие, через которое топливный бак сообщается с атмосферой. Для предотвращения попадания пыли из окружающей среды в топливо в отверстие устанавливается войлочный фильтр. В нижней части топливного бака монтируется топливопровод, соединяющий бак с фильтром грубой очистки. Для возможности удаления отстоя в нижней части топливного бака устраивается резьбовое отверстие, закрываемое пробкой, или краном. Внутри топливного бака располагается датчик уровня топлива.

Фильтр грубой очистки. Служит для очистки топлива от воды и механических примесей. Представляет собой фильтр-отстойник. Топливо попадающее внутрь фильтра, задерживается в нем на некоторое время, вода и механические примеси тонут и оседают на дне фильтра, а топливо очищенное таким образом отправляется дальше по системе. В нижней части фильтра устраивается резьбовое отверстие, закрываемое пробкой или краном. Через это отверстие сливается отстой.

Фильтр тонкой очистки. Служит для окончательной очистки топлива от механических примесей. Представляет собой фильтр с фильтрующим элементом. В фильтрах такого типа используются бумажно картонные, сетчатые фильтрующие элементы, также встречаются элементы из прессованной керамики.

Топливный насос. На карбюраторных двигателях преимущественно применяются диафрагменные насосы. В некоторых случаях используются насосы центробежного типа.

Рабочим элементом диафрагменного насоса является упруго-демпфирующий элемент – диафрагма, которая разделяет внутреннюю полость насоса на две части. В верхнюю часть насоса подводится топливо. Там врезаются всасывающий и нагнетательный патрубки, снабженные обратными клапанами. В нижней части насоса располагается его привод. Насос приводится в движение кулачковым механизмом, чаще всего эксцентрик привода насоса располагается на распределительном валу. При вращении эксцентрика, движение через толкатель и пружину передаётся на диафрагму. Двигаясь в насосе вверх мембрана выжимает топливо в нагнетательный топливопровод. Совершая обратное движение мембрана создает в топливной полости разрежение, под действием которого нагнетательный клапан насоса закрывается, а всасывающий клапан открывается, и топливо заполняет внутреннюю полость насоса. При заполнении поплавковой камеры карбюратора, отток топлива из насоса прекращается, и насос переходит в режим холостого хода. Толкатель при своем движении сжимает пружину, мембрана при этом не перемещается.

Карбюратор.

Карбюратор предназначен для приготовления топливовоздушной смеси, требуемого состава, на всех режимах работы двигателя.

1 – поплавковая камера, 2 – поплавок, 3 – отверстие поплавковой камеры, 4 – игольчатый клапан, 5 – топливопровод, 6 – топливный бак, 7 – впускной коллектор, 8 – впускной клапан, 9 – цилиндр, 10 – дроссельная заслонка, 11 – смесительная камера, 12 – диффузор, 13 – воздушный фильтр, 14 – воздушная заслонка, 15 – впускной трубопровод, 16 – распылитель, 17 – топливный жиклер

Топливо от насоса попадает в попадает в поплавковую камеру 1 и заполняет её. Поплавок 2 в камере поднимается вверх и воздействует на игольчатый клапан 4. При достижении заданного уровня топлива, игольчатый клапан прижимается к своему седлу, и подача топлива прекращается. По мере расхода топлива поплавок 2 опускается вниз, игольчатый клапан 4 отходит от седла и подача топлива возобновляется. Таким образом поддерживаеся постоянный уровень топлива в поплавковой камере 1. Уровень устанавливается таким, что-бы при неработающем двигателе топливо не вытекало из распылителя 16, а находилось на 1,5-2 мм ниже его среза. При работе двигателя в смесительной камере 11 создается разрежение, которое вызывает подъём уровня топлива в распылителе. Топливо фонтаном выбрасывается в смесительную камеру, где подхватывается потоком воздуха. Воздух, двигающийся со скоростью 20-25 м/с, разбивает топливо на мельчайшие капли, превращая смесь в туманообразное состояние. Это состояние называется карбюрация. Количество топливовоздушной смеси подаваемой в цилиндры регулируется дроссельной заслонкой 10. Качественный состав смеси регулируется воздушной заслонкой 14. Для обеспечения работы двигателя в различных режимах, карбюратор снабжается следующими системами:

система пуска обеспечивает обогащение топливовоздушной смеси в режиме пуска;

система холостого хода – обеспечивает образование топливовоздушной смеси при закрытой дроссельной заслонке;

главная дозирующая система – обеспечивает обеднение рабочей смеси в режиме средних нагрузок;

экономайзер – обеспечивает обогащение рабочей смеси в режиме максимальных нагрузок;

ускорительный насос – улучшает приемистость двигателя.

 

Воздушный фильтр.

Очистка воздуха в этих фильтрах осуществляется в три ступени: первая ступень центробежная очистка. Воздух попадая в фильтр направляется на лопатки завихрителя. Двигаясь в верхней части фильтра по спирали, воздух освобождается от большей части механических примесей. Частицы пыли под действием центробежных сил отбрасываются к периферии фильтра и оседают в отстойнике. Очищенный таким образом воздух засасывается в нижнюю часть фильтра, где соприкасается с маслом. Оставшиеся частицы пыли улавливаются маслом, а воздух пройдя через фильтрующие элементы попадает в воздуховод, а далее в карбюратор.

Глушитель служит для снижения уровня шума двигателя.

Искрогаситель служит для улавливания частиц сажи, вылетающих из цилиндра.

Техническое обслуживание системы питания.

ЕО

1 перед началом работы проверить систему на отсутствие утечек топлива.

2 закачать поплавковую камеру карбюратора насосом ручной подкачки.

Во время работы, при появлении запаха топлива, двигатель остановить, найти причину появления запаха и устранить.

По окончании работы слить отстой из фильтра отстойника. Топливные баки полностью заправить.

ТО-1 проверить состояние и крепление всех элементов системы питания; отрегулировать длину тяг дроссельной заслонки; оценить состояние, при необходимости заменить фильтр тонкой очистки.

ТО-2 проверить давление развиваемое насосом (0,01-0,015 МПа).

Карбюратор снять, разобрать, каналы карбюратора продуть сжатым воздухом, поплавок проверить на герметичность (проверка осуществляется путем погружения поплавка в нагретую воду), проверить пропускную способность жиклеров на стенде, жиклеры с несоответствующей пропускной способностью заменить, проверить герметичность клапанов (игольчатого и экономайзера), клапан не должен пропускать более четырех капель воды в минуту. Карбюратор собрать. Проверить уровень топлива в поплавковой камере, при необходимости отрегулировать. Отрегулировать карбюратор на малую частоту вращения холостого хода. Такой регулировкой карбюратора стараются достичь минимального расхода топлива на холостом ходу. Регулировку осуществляют винтом состава смеси и винтом ограничивающим закрытие дроссельной заслонки. Перед началом регулировки необходимо убедиться в исправности системы зажигания. Двигатель должен быть прогрет до температуры 75-80 С. В результате регулировки двигатель должен устойчиво работать при скорости вращения коленчатого вала400-450 об/мин, а при резком открытии и закрытии дроссельной заслонки не должен глохнуть. Последовательность регулировки: заворачивают винт холостого хода до упора, а затем отворачивают его на 2-3 оборота. Устанавливают упорный винт дроссельной заслонки в положение, в котором достигается минимальная устойчивая частота вращения коленчатого вала. Далее не меняя положения винта заслонки, вращают винт регулировки состава смеси, добиваясь при этом наибольшей частоты вращения коленчатого вала. Затем вновь уменьшают частоту вращения до минимально устойчивой, вращением упорного винта дроссельной заслонки. Эти операции повторяются до тех пор, пока винт регулировки состава смеси не приведет к увеличению оборотов коленчатого вала.

СО — промыть топливный бак. Отрегулировать датчик уровня топлива.

Основные неисправности.

неисправность	причина	Способ устранения
Двигатель не запускается	Отсутствует топливо	дозаправить
Засорено отверстие пробки топливного бака	прочистить
Загрязнение фильтра тонкой очистки	замена
Повреждение топливного насоса	замена
Залегание иглы в положении заперто	замена
Неустойчивая работа двигателя, из выхлопной трубы идет дым черного цвета	Карбюратор приготавливает обогащенную или богатую смесь: поврежден поплавок, засорен воздушный жиклер, поврежден клапан экономайзера, повреждение вакуумного клапана, залегание иглы в положении открыто, чрезмерное засорение воздушного фильтра.
Неустойчивая работа двигателя, сопровождаемая вспышками в карбюратор	Система приготавливает обедненную или бедную смесь.

 

§18 Система питания дизелей.

Система питания предназначена для очистки топлива и воздуха, раздельной подачи их в цилиндры в требуемом соотношении и отведения отработавших газов.

Топливный тракт. Из топливного бака по топливопроводу низкого давления топливо попадает в фильтр грубой очистки, пройдя первичную очистку в ФГО, топливо попадает в топливный насос низкого давления (ТННД). ТННД перекачивает топливо через фильтр тонкой очистки в топливный насос высокого давления (ТНВД). ТНВД отправляет топливо к форсункам под высоким давлением. Форсунки распыляют топливо в цилиндрах.

Воздушный тракт. В цилиндр воздух попадает пройдя через воздушный фильтр и компрессор. Компрессор может приводиться в действие турбиной (турбокомпрессор) или отдельным гидро- или электродвигателем.

Выпускной тракт. Отработавшие газы из цилиндра выходят в атмосферу, пройдя через турбину, глушитель и искрогаситель. Нередко выпускной тракт дополнительно оснащается нейтрализатором отработавших газов.

Современные двигатели оснащаются перепускными клапанами, которые соединяют впускной и выпускной коллекторы в случае превышения температуры горения в цилиндре. При этом во впускной коллектор подмешиваются отработавшие газы, и температура горения в цилиндре снижается. Это позволяет снизить токсичность выхлопных газов.

Топливный бак. Предназначен для хранения запаса топлива. Представляет собой емкость изготавливаемую из штампованных стальных листов. В верхней части бака находится горловина с сетчатым фильтром.В нижней части топливного бака монтируется сливной кран, Внутри топливного бака устанавливается датчик уровня топлива.

Фильтр грубой очистки. Предназначен для очистки топлива от воды и механических примесей. Представляет собой фильтр отстойник. Топливо попадая внутрь этого фильтра, некоторое время в нем находится. Поскольку вода и механические примеси тяжелее топлива, они оседают на дно этого фильтра. В нижней части фильтра отстойника имеется резьбовое отверстие, закрываемое пробкой. Через это отверстие сливается отстой.

Топливопрокачивающий насос (ТННД). Предназначен для прокачивания топлива через фильтр тонкой очистки, и подачи его во впускной коллектор ТНВД. На дизелях применяются топливопрокачивающие насосы плунжерного типа.

Плунжер насоса приводится в движение от эксцентрика кулачкового вала ТНВД, и совершает внутри гильзы возвратно поступательные движения. Двигаясь внутрь гильзы, плунжер создает избыточное давление, при этом всасывающий клапан прижимается к своему седлу, а нагнетательный клапан открывается, и топливо отправляется, в подплунжерную полость насоса. Обратное движение плунжера, осуществляемое за счет возвратной пружины, вызывает появление разрежения внутри гильзы. При этом нагнетательный клапан закрывается, а всасывающий открывается, и топливо заполняет внутреннюю полость насоса. Топливо из подплунжерной полости выжимается через фильтр тонкой очистки во впускной коллектор ТНВД

Топливопрокачивающий насос включает в себя насос ручной подкачки топлива. Ручной насос это насос поршневого типа, принцип действия которого аналогичен вышерассмотренному.

Фильтр тонкой очистки предназначен для окончательной очистки топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления. Представляет собой фильтр с фильтрующим элементом. Фильтрующие элементы изготавливаются бумажно-картонные, пластинчато-щелевые, прессованные керамические. Фильтрующий элемент этого фильтра улавливает механические примеси размером 1 мкм и более.

Топливный насос высокого давления предназначен для подачи топлива к форсункам под высоким давлением. ТНВД обеспечивает подачу равных, дозированных порций топлива в строго определенные моменты времени, к каждому цилиндру, в соответствии с диаграммой работы двигателя.

 

Принцип действия ТНВД.

От коленчатого вала двигателя, через распределительные шестерни и муфту опережения впрыска приводится во вращение кулачковый вал ТНВД. Вал своими кулачками воздействует на толкатели и приводит в движение плунжеры. Плунжеры совершают возвратно – поступательное движение внутри гильз. При движении плунжера 2 вниз, в надплунжерной полости создается разрежение. Как только верхняя кромка плунжера 2 откроет впускное отверстие 11, топливо заполнит внутреннюю полость гильзы. При движении плунжера 2 вверх, на начальном этапе, топливо выдавливается во впускное отверстие 11. Когда верхняя кромка плунжера 2 закроет верхний край впускного отверстия 11, в надплунжерной полости резко возрастет давление. Открывается нагнетательный клапан 6, и топливо под высоким давлением поступит к форсунке. Как только винтовая отсечная кромка пересечет нижний край перепускного отверстия 4, давление в надплунжерной полости резко упадет. Топливо будет перепускаться по образовавшемуся каналу в перепускное отверстие. Подача топлива к форсунке прекратится, так как закроется нагнетательный клапан. Этот момент времени называется моментом отсечки подачи топлива. В этот момент заканчивается активный ход плунжера, и дальнейшее его движение вверх осуществляется вхолостую, без подачи топлива. Количество подаваемого топлива регулируется изменением положения плунжера в гильзе. При повороте плунжера вокруг своей оси изменяется момент прохождения винтовой отсечной кромкой плунжера нижнего края перепускного отверстия. Топливные насосы высокого давления снабжаются регулятором оборотов дизеля. Это устройство поддерживает постоянные обороты двигателя при изменении нагрузки.

Назначение и принцип действия форсунки.

Форсунка предназначена для мелкого распыливания топлива подаваемого в цилиндр. Из топливопровода высокого давления топливо попадает в канал корпуса форсунки и далее в канал распылителя. Во время активного хода плунжера ТНВД давление в подъигольной полости распылителя становится достаточным для преодоления сопротивления пружины, которая прижимает иглу к своему седлу. Игла поднимается вверх и отверстия распылителя открываются. Через эти отверстия топливо под высоким давлением впрыскивается в цилиндр. Высокая скорость движения впрыскиваемого топлива, разбивает струю на мельчайшие капли. В цилиндре образуется топливовоздушная смесь в туманообразном состоянии. Капли топлива очень быстро испаряются, образуя рабочую смесь, которая воспламеняется и сгорает. По окончании активного хода плунжера давление в топливопроводе высокого давления падает, игла вновь прижимается к своему седлу, и происходит отсечка подачи топлива.

Турбонаддув.

Служит для подачи воздуха в цилиндр под избыточным давлением. Это позволяет увеличить мощность двигателя, при тех же массогабаритных показателях на 30-40%. Улучшаются условия сгорания топлива, увеличивается коэффициент полезного действия двигателя.

Турбонаддув приводится в движение отработавшими газами двигателя, которые попадают на крыльчатку турбины и приводят её во вращение, вместе с турбиной начинает вращаться крыльчатка компрессора, которая засасывает воздух от воздушного фильтра, и нагнетает воздух во впускной коллектор.

Техническое обслуживание системы питания.

ЕО

1 перед началом работы проверить систему на отсутствие утечек топлива.

2 прокачать систему питания насосом ручной подкачки.

Во время работы, при появлении запаха топли

Презентация по теме: «Кривошипно-шатунный механизм двигателя Д-240»

 

 

 

Тема: «Активизация самостоятельной  познавательной деятельности учащихся с использованием модульно-кейсового метода обучения»

 

 

 

Разработка учебного элемента

 

 

       «Кривошипно-шатунный механизм двигателя Д-240»

 

 

 

 Учебный элемент

 «Кривошипно-шатунный механизм двигателя Д-240: назначение, общее устройство, принцип работы,  устройство деталей, неисправности, способы выявления и устранения, техническое обслуживание».

 

Цели: изучив данный УЭ, вы сможете:

  

·  ознакомиться с назначением КШМ двигателя Д-240;

·  ознакомиться с устройством КШМ   двигателя Д-240;

·  ознакомиться с принципом работы КШМ   двигателя Д-240;

·  ознакомиться с устройством деталей КШМ двигателя Д-240: коленчатый вал, вкладыши, шатун, маховик, поршневой палец, поршень, кольца;

·  ознакомиться с техникой безопасности при проведении ремонтных работ и обслуживании КШМ двигателя Д-240;

·  развивать исполнительские умения,  техническое мышление, внимательность;

·   развивать практические умения по диагностированию неисправностей, проведению технического обслуживания  и ремонту КШМ двигателя Д-240;

·  воспитывать бережное отношение к окружающей среде, технике, применяемым материалам, инструментам и приспособлениям;

 

Важно: Умения, сформированные на этом занятии, помогут Вам в работе с кривошипно-шатунными механизмами дизельных двигателей А-41, СМД-18.

 

Методика проведения занятия:

 

1.     Организационный момент, организация рабочего места.

2.     Охрана труда: инструктаж по технике безопасности.

3.     Изучение нового материала:

3.1.         Операционное формулирование темы и целей занятия.

3.2. Совместная выработка плана занятия.

2.3.         Введение.

2.4.         Самостоятельная работа:

2.4.1.  Назначение КШМ двигателя Д-240;

2.4.2.  Общее устройство КШМ двигателя Д-240;

2.4.3.  Принципа работы КШМ двигателя Д-240;

                     3.4.4.Детали КШМ двигателяД-240;

                     3.4.5. Контрольные вопросы.

3.4.6..Выполнение практической работы.

3.4.7.Неисправности кривошипно-шатунного механизма и его техническое обслуживание.

       4. Работа с вопросами тест-карт.

       5.Анализ выполненных  работ.

 

Кривошипно-ползунный механизм: устройство, принцип работы, применение: принцип действия, анализ, применение

Расчет храпового колеса

Провести расчет храпового колеса можно самостоятельно. Среди особенностей процедуры отметим нижеприведенные моменты:

1. Во все случаях проводится расчет коэффициента, который представлен соотношение ширины зуба к показателю модуля. Большие значения применяются для устройств, во время работы которых может возникать существенная ударная нагрузка. Ширина собаки составляет 2-4 мм, за счет чего компенсируется вероятность неточности проведения монтажных работ.
2. При расчетах могут применяться самые различные формулы, все зависит от того, какие данные известны в начале расчетов.
3. Проводится расчет сопротивления на изгиб при рассмотрении зуба как балки, так как на него будет оказываться высокая нагрузка.

Можно встретить просто огромное количество различных формул, которые могут применяться при проведении расчетов.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма

Под давлением газов, которые образуются в цилиндрах двигателя при сгорании топливно-воздушной смеси, поршень совершает поступательное движение по направлению к коленчатому валу.

Важные детали механизма, а именно: поршень, шатун и вал помогают преобразовывать движения поступательного характера в движения вращательного, что в свою очередь запускает вращение колес автомобиля.

«Cshaft». Под лицензией Public domain с сайта Викисклада –

В обратном порядке взаимодействие вала и поршня выглядит следующим образом: вал при вращательном движении через детали механизма – вал, шатун и поршень, преобразовывает энергию в поступательное поршневое движение.

By A. Schierwagen using OpenOffice Draw [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

Обслуживание КШМ

Чтобы не повредить детали КШМ, нужно соблюдать все требования изготовителя по периодическому обслуживанию и регулярному осмотру автомобиля.

Уровень масла, особенно на не новом автомобиле, следует проверять ежедневно перед выездом. Занимает это меньше минуты, а может сэкономить месяцы ожидания при серьезной поломке.

Топливо нужно заливать только с проверенных АЗС известных брендов, не прельщаясь двухрублевой разницей в цене.

Не стоит самостоятельно, по роликам из Сети, пытаться растачивать цилиндры, снимать нагар с колец и выполнять другие сложные ремонтные работы. Если у вас нет многолетнего опыта такой работы- лучше обратиться к профессионалам. Самостоятельная установка шатунного механизма после ремонта- весьма сложная операция.

https://youtube.com/watch?v=vWxGfwN0EgE

Применять различные патентованные средства «для преобразования нагара на стенках цилиндров», «для раскоксовывания» разумно лишь тогда, когда вы точно уверены и в диагнозе, и в лекарстве.

Шарнирно-рычажные механизмы

Подобный тип механизма также получил весьма широкое распространение. При этом за его длительный срок эксплуатации было изобретено несколько вариантов исполнения, которые характеризуются своими определенными свойствами. Выделяют следующие виды шарнирно рычажных механизмов:

1. С двумя кривошипами.
2. Кривошипно-коромысловые.
3. Двух коромысловые.

Примером использования варианта исполнения с двумя кривошипами можно назвать перенос тяжелой заготовки с тележки на обрабатывающий станок. Его конструкция характеризуется следующими особенностями:

1. В качестве основы применяется две четырехлучевые звездочки, которые фиксируются на валу.
2. Также фиксация осуществляется за счет шарнирного соединения с осью и четырьма ложементами. На момент воздействия усилия они создают двухкривошпный механизм, который принимает часть нагрузки.
3. Валы фиксируются на подшипниках скольжения, которые расположены в корпусе. При помощи кронштейна они устанавливаются на общей раме, принимающую основную нагрузку.

Именно конструктивные особенности во многом определяют то, где и каким образом может применяться устройство.

Область применения

Сегодня храповик как деталь применяется при создании различных промышленных агрегатов с компонентами инженерных конструкций. При этом может обеспечиваться стабильная работа различных небольших элементов инструментов. Этот момент указывает на универсальность применения храповых механизмов.

С точки зрения технической интеграции устройство обходит многие другие варианты исполнения.

Очень часто производители используют храповик в качестве элемента, через который проводится установка рабочих параметров. Примером можно назвать фиксацию шага реза в определенном диапазоне. Кроме этого, установка проводится при непосредственном изготовлении станочного оборудования.

В последнее время установка проводится в станках для круглой шлифовки, устройство обеспечивает радиальную подачу. Встречается механизм в домкратах и различных лебедочных системах, заводных автомобилях и других устройствах.

Устройство кривошипно-шатунного механизма

Поршень похож на перевернутый стакан, в который укладываются кольца. На любом из них присутствуют два вида колец: маслосъемное и компрессионное. Маслосъемных обычно ставят два, а компрессионных – одно. Но бывают и исключения в виде: два таких и два таких — все зависит от типа двигателя.

Шатун изготавливается из двутаврового стального профиля. Состоит из верхней головки, которая соединяется с поршнем при помощи пальца, и нижней – соединение с коленчатым валом.

Коленчатый вал изготавливается в основном из чугуна повышенной прочности. Представляет собой несоосный стержень. Все шейки тщательно шлифуются, с соблюдением необходимых параметров. Существуют коренные шейки — для установки коренных подшипников, и шатунные – для установки через подшипники шатунов.

Роль подшипников скольжения выполняют разрезные полукольца, выполненные в виде двух вкладышей, которые обработаны токами высокой частоты для прочности. Все они покрыты антифрикционным слоем. Коренные крепятся к блоку двигателя, а шатунные — к нижней головке шатуна. Чтобы вкладыши хорошо работали, в них делают канавки для доступа масла. Если вкладыши провернуло – значит, имеется недостаточный подвод масла к ним. Это обычно происходит при засорении масляной системы. Вкладыши ремонту не подлежат.

Продольное перемещение вала ограничивают специальные упорные шайбы. С обоих концов обязательно применение различных сальников для предотвращения выхода масла из системы смазки двигателя.

К передней части коленвала крепится шкив привода системы охлаждения и звездочка, которая приводит в действие распредвал при помощи цепной передачи. На основных моделях выпускаемых сегодня автомобилей ей на замену пришел ремень. К задней части коленчатого вала крепится маховик. Он предусмотрен для устранения дисбаланса вала.

Также на нем стоит зубчатый венец, предназначенный для пуска двигателя. Чтобы при разборке и дальнейшей сборке не возникало проблем – крепеж маховика выполняется по не симметричной системе. От расположения меток его установки зависит и момент зажигания – следовательно, оптимальная работа двигателя. При изготовлении его балансируют вместе с коленчатым валом.

Картер двигателя изготавливается вместе с блоком цилиндров. Он служит основой для крепления ГРМ и КШМ. Имеется поддон, который служит емкостью для масла, а так же для защиты двигателя от деформации. Снизу предусмотрена специальная пробка для слива моторного масла.

Принцип работы КШМ

На поршень оказывают давление газы, которые вырабатываются при сгорании топливной смеси. При этом он совершает возвратно – поступательные движения, заставляя проворачиваться коленчатый вал двигателя. От него вращательное движение передается на трансмиссию, а оттуда – на колеса автомобиля.

А вот на видео показано как работает КШМ в тюнингованном ВАЗ 2106:

https://youtube.com/watch?v=jmcssqJNFTg

Основные признаки неисправности КШМ:

• стуки в двигателе;
• потеря мощности;
• снижение уровня масла в картере;
• повышенная дымность выхлопных газов.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя очень уязвим. Для эффективной работы необходима своевременная замена масла. Лучше всего ее производить на станциях техобслуживания. Даже, если Вы недавно поменяли масло, и приходит пора сезонного ТО – обязательно перейдите на то масло, какое указано в инструкции по эксплуатации машины. Если в работе двигателя возникают какие-то проблемы: шумы, стуки – обращайтесь к специалистам – только в авторизированном центре Вам дадут объективную оценку состояния автомобиля.

Источник

Проектирование (производство) кулисного механизма

Несмотря на кажущуюся простоту устройств кулисного механизма, для того, чтобы он работал эффективно, требуется провести большую работу по его расчету и проектированию. При этом рассматриваются следующие основные аспекты:

• производительность и КПД;
• себестоимость производства и эксплуатации;
• отказоустойчивость и межремонтный ресурс;
• точность действия;
• безопасность.

Учитывая сложность взаимовлияния этих аспектов друг на друга, расчет кривошипно-кулисного механизма представляет из себя многоступенчатую итеративную задачу.

В ходе проектирования проводят следующие виды расчета и моделирования:

• расчет кинематики;
• динамический расчет;
• статический расчет.

Обычно проектирование и расчет  разбивается на следующие этапы:

• Определение требуемого закона движения расчетно-аналитическим или графоаналитическим методом.
• Кинематическое моделирование. Выполнение общего плана, скоростного плана, графическое моделирование моментов инерции, графика энерго-массовых зависимостей.
• Силовое моделирование. Построение плана ускорений, эпюр сил, приложенных к звеньям в нескольких положения.
• Синтез кулисно-рычажного механизма. Построение графиков перемещения, скорости, ускорений графико-дифференциальным методом. расчет динамики кулисного механизма и его динамический синтез.
• Проверка на соответствие закону движения. Окончательное профилирование кулис.
• Проверка на соблюдение норм безопасности и охраны труда.
• Выпуск чертежей.

Расчет и проектирование кулисного механизма долгое время представлял собой весьма трудоемкий процесс, требовавший большого сосредоточения и внимательности от конструктора. В последнее время развитие средств вычислительной техники и программных продуктов семейства CAD-CAE существенно облегчил все рутинные операции по расчету. Конструктору достаточно выбрать подходящую кинематическую пару или звено из поставляемых производителем программ библиотек и задать их параметры на трехмерной модели. Существуют модули, на которых достаточно отобразить графически закон движения, и система сама подберет и предложит на выбор несколько вариантов кинематической его реализации.

Кулисный механизм

Кулиса представляет собой прямой или изогнутый рычаг с прорезью, в которой скользит конец другого рычага. Он движется относительно кулисы прямолинейно. Кулисные механизмы бывают качающиеся, вращающиеся и прямые.

Кривошипно-кулисные механизмы способны обеспечивать высокую скорость линейного перемещения исполнительных органов. Характерным примером механизма кулисного типа служит система управления клапанами в автомобильных моторах, устройство управления реверсом парового двигателя и т. д.

Используются кулисные пары в металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станках, там, где рабочий орган должен совершать многократные линейные перемещения с возвратным ходом.

Еще одна область применения- аналоговые вычислительные устройства, там кулисные пары помогают определять значения синусов либо тангенсов заданных углов.

Поршневые кольца

Назначение и устройство поршневых колец обуславливается их ролью в работе кривошипных- устройств. Кольца выполняются плоскими, они имеют разрез шириной в несколько десятых частей миллиметра. Их вставляют в проточенные для них кольцевые углубления на уплотнении.

Кольца выполняют следующие функции:

• Уплотняют зазор между гильзой и стенками поршня.
• Обеспечивают направление движения поршня.
• Охлаждают. Касаясь гильзы, компрессионные кольца отводят избыточное тепло от поршня, оберегая его от перегрева.
• Изолируют рабочую камеру от смазочных материалов в картере. С одной стороны, кольца задерживают капельки масла, разбрызгиваемые в картере ударами противовесов щек коленвала, с другой, пропускают небольшое его количество для смазки стенок цилиндра. За это отвечает нижнее, маслосъемное кольцо.

Смазывать необходимо и соединение поршня с шатуном.

Отсутствие смазки в течение нескольких минут приводит детали цилиндра в негодность. Трущиеся части перегреваются и начинают разрушаться либо заклиниваются. Ремонт в этом случае предстоит сложный и дорогостоящий.

Поршни

Деталь представляет из себя стальную или алюминиевую отливку в виде перевернутого стакана. Скользя по стенкам цилиндра, он принимает на себя давление сгоревшей топливной смеси и превращает его в линейное движение. Далее через кривошипный узел она превращается во вращение коленчатого вала, а затем передается на сцепление и коробку передач и через кардан к колесам. Силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме, приводят транспортное средство или стационарный механизм в движение.

Деталь выполняет следующие функции:

• на такте впуска, двигаясь вниз (или в направлении от коленчатого вала, если цилиндр расположен не вертикально) на, он увеличивает объем рабочей камеры и создает в ней разрежение, затягивающее и равномерно распределяющее по объему очередную порцию рабочей смеси;
• на такте сжатия поршневая группа движется вверх, сжимая рабочую смесь до необходимой степени;
• далее идет рабочий такт, деталь под давлением идет вниз, передавая импульс вращения коленчатому валу;
• на такте выпуска он снова идет вверх, вытесняя отработанные газы в выхлопную систему.

На всех тактах, кроме рабочего, поршневая группа движется за счет коленчатого вала, забирая часть энергии его вращения. На одноцилиндровых двигателях для аккумуляции такой энергии служим массивный маховик, на многоцилиндровые такты цилиндров сдвинуты во времени.

Конструктивно изделие подразделяется на такие части, как:

• днище, воспринимающее давление газов;
• уплотнение с канавками для поршневых колец;
• юбка, в которой закреплен палец.

Палец служит осью, на которой закреплено верхнее плечо шатуна.

Основы работы с компьютером: понимание операционных систем

Урок 8: Общие сведения об операционных системах

/ en / computerbasics / mobile-devices / content /

Что такое операционная система?

Операционная система — это наиболее важное программное обеспечение , которое запускается на компьютере. Он управляет памятью и компьютера, процессами , а также всем его программным обеспечением и аппаратным обеспечением . Это также позволяет общаться с компьютером, не зная, как говорить на компьютерном языке. Без операционной системы компьютер бесполезен .

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше об операционных системах.

Ищете старую версию этого видео? Вы все еще можете просмотреть это здесь.

Работа операционной системы

Операционная система вашего компьютера ( OS ) управляет всем программным обеспечением и аппаратным обеспечением на компьютере. В большинстве случаев одновременно выполняется несколько разных компьютерных программ, и всем им необходим доступ к центральному процессору (ЦП) вашего компьютера, памяти и памяти .Операционная система координирует все это, чтобы каждая программа получала то, что ей нужно.

Типы операционных систем

Операционные системы обычно поставляются с предустановленной на любом компьютере, который вы покупаете. Большинство людей используют операционную систему, которая поставляется с их компьютером, но можно обновить или даже изменить операционные системы. Тремя наиболее распространенными операционными системами для персональных компьютеров являются Microsoft Windows , macOS и Linux .

Современные операционные системы используют графический пользовательский интерфейс или GUI (произносится как gooey ). Графический интерфейс пользователя позволяет использовать мышь для нажатия значков , кнопок и меню , и все четко отображается на экране с использованием комбинации графических изображений и текстовых .

Графический интерфейс каждой операционной системы имеет разный внешний вид, поэтому, если вы переключитесь на другую операционную систему, сначала он может показаться вам незнакомым.Тем не менее, современные операционные системы разработаны таким образом, чтобы была простой в использовании , и большинство основных принципов остались прежними.

Microsoft Windows

Microsoft создала операционную систему Windows в середине 1980-х годов. Было много разных версий Windows, но самыми последними из них являются Windows 10 (выпущена в 2015 году), Windows 8 (2012), Windows 7 (2009) и Windows Vista (2007). Windows поставляется с предустановленной версией на большинстве новых ПК, что делает ее самой популярной операционной системой в мире.

Ознакомьтесь с нашими руководствами по основам Windows и конкретным версиям Windows для получения дополнительной информации.

macOS

macOS (ранее называвшаяся OS X ) — это линейка операционных систем, созданная Apple. Он предустановлен на всех компьютерах Macintosh или Mac. Некоторые из конкретных версий включают Mojave (выпущено в 2018 г.), High Sierra (2017 г.) и Sierra (2016 г.).

Согласно данным StatCounter Global Stats, на долю пользователей macOS приходится менее 10% мировых операционных систем, что намного ниже, чем процент пользователей Windows (более 80% ).Одна из причин этого в том, что компьютеры Apple обычно дороже. Однако многие люди предпочитают внешний вид macOS, а не Windows.

Ознакомьтесь с нашим руководством по основам macOS для получения дополнительной информации.

Linux

Linux (произносится как LINN-ux ) — это семейство операционных систем с открытым исходным кодом, что означает, что они могут быть изменены и распространены кем угодно по всему миру. Это отличается от проприетарного программного обеспечения , такого как Windows, которое может быть изменено только компанией-владельцем.Преимущества Linux в том, что это бесплатных , и есть много различных дистрибутивов — или версий — вы можете выбирать из них.

По данным StatCounter Global Stats, пользователи Linux составляют менее 2% мировых операционных систем. Однако большинство серверов работают под управлением Linux, поскольку его относительно легко настроить.

Чтобы узнать больше о различных дистрибутивах Linux, посетите веб-сайты Ubuntu, Linux Mint и Fedora или обратитесь к нашим ресурсам по Linux.Для более полного списка вы можете посетить список лучших дистрибутивов Linux MakeUseOf.

Операционные системы для мобильных устройств

Операционные системы, о которых мы говорили до сих пор, были разработаны для работы на настольных компьютерах и портативных компьютерах . Мобильные устройства , такие как телефоны , планшетные компьютеры и MP3-плееры отличаются от настольных и портативных компьютеров, поэтому на них работают операционные системы, разработанные специально для мобильных устройств.Примеры мобильных операционных систем: Apple iOS и Google Android . На скриншоте ниже вы можете увидеть iOS, работающую на iPad.

Операционные системы для мобильных устройств, как правило, не так полнофункциональны, как для настольных и портативных компьютеров, и они не могут запускать все одно и то же программное обеспечение. Однако вы по-прежнему можете делать с ними много вещей, например смотреть фильмы, просматривать веб-страницы, управлять своим календарем и играть в игры.

Чтобы узнать больше о мобильных операционных системах, ознакомьтесь с нашими руководствами по мобильным устройствам.

/ en / computerbasics / понимание-приложения / содержание /

Что такое водитель? — Драйверы для Windows

• 17.08.2021
• 4 минуты на чтение

В этой статье

Трудно дать одно точное определение термину драйвер . В самом фундаментальном смысле драйвер — это программный компонент, который позволяет операционной системе и устройству взаимодействовать друг с другом.

Например, предположим, что приложению необходимо прочитать некоторые данные с устройства. Приложение вызывает функцию, реализованную операционной системой, а операционная система вызывает функцию, реализованную драйвером. Драйвер, который был написан той же компанией, которая разработала и изготовила устройство, знает, как взаимодействовать с оборудованием устройства для получения данных. После того, как драйвер получает данные от устройства, он возвращает данные операционной системе, которая возвращает их приложению.

Расширяя определение

Наше объяснение до сих пор упрощено по нескольким причинам:

• Не все драйверы должны быть написаны компанией, разработавшей устройство.

  Во многих случаях устройство разрабатывается в соответствии с опубликованным стандартом оборудования. Это означает, что драйвер может быть написан Microsoft, и разработчик устройства не обязан предоставлять драйвер.

• Не все драйверы напрямую взаимодействуют с устройством.

  Для заданного запроса ввода-вывода (например, чтения данных с устройства) часто есть несколько драйверов, расположенных в стеке драйверов, которые участвуют в запросе. Традиционный способ визуализации стека — первый участник вверху и последний участник внизу, как показано на этой диаграмме. Некоторые драйверы в стеке могут участвовать, преобразовывая запрос из одного формата в другой. Эти драйверы не взаимодействуют напрямую с устройством; они просто манипулируют запросом и передают его драйверам, находящимся ниже в стеке.

  Функциональный драйвер : один драйвер в стеке, который напрямую взаимодействует с устройством, называется функциональным драйвером .

  Драйвер фильтра : Драйверы, выполняющие вспомогательную обработку, называются драйверами фильтра .

  Для получения дополнительной информации о стеках см. Стеки драйверов.

• Некоторые драйверы фильтров наблюдают и записывают информацию о запросах ввода-вывода, но не принимают в них активного участия.Например, определенные драйверы фильтров действуют как верификаторы, чтобы убедиться, что другие драйверы в стеке правильно обрабатывают запрос ввода-вывода.

Мы могли бы расширить наше определение драйвера , сказав, что драйвер — это любой программный компонент, который наблюдает или участвует в обмене данными между операционной системой и устройством.

Программные драйверы

Наше расширенное определение достаточно точное, но все еще неполное, потому что некоторые драйверы вообще не связаны с каким-либо аппаратным устройством.

Например, предположим, что вам нужно написать инструмент, имеющий доступ к основным структурам данных операционной системы, доступ к которым может получить только код, работающий в режиме ядра. Вы можете сделать это, разделив инструмент на два компонента. Первый компонент работает в пользовательском режиме и представляет пользовательский интерфейс. Второй компонент работает в режиме ядра и имеет доступ к основным данным операционной системы. Компонент, работающий в пользовательском режиме, называется приложением, а компонент, который работает в режиме ядра, называется программным драйвером .Программный драйвер не связан с аппаратным устройством.

На этой схеме показано приложение пользовательского режима, взаимодействующее с программным драйвером режима ядра.

Программные драйверы всегда работают в режиме ядра. Основная причина написания программного драйвера — получить доступ к защищенным данным, доступным только в режиме ядра. Однако драйверам устройств не всегда требуется доступ к данным и ресурсам режима ядра. Поэтому некоторые драйверы устройств работают в пользовательском режиме.

Для получения дополнительной информации о режимах процессора см. Пользовательский режим и Режим ядра.

Водители автобусов

Есть категория водителей, которые мы еще не упомянули, это водитель автобуса . Чтобы понять драйверы шины, вам необходимо понять узлы устройств и дерево устройств.

Для получения информации о деревьях устройств, узлах устройств и драйверах шины см. Узлы устройств и стеки устройств.

Подробнее о функциональных драйверах

Наше объяснение до сих пор упрощает определение драйвера функции . Мы сказали, что функциональный драйвер для устройства — это единственный драйвер в стеке, который напрямую взаимодействует с устройством.Это верно для устройства, которое напрямую подключается к шине Peripheral Component Interconnect (PCI). Функциональный драйвер для устройства PCI получает адреса, которые сопоставлены с ресурсами порта и памяти устройства. Функциональный драйвер напрямую связывается с устройством, записывая данные по этим адресам.

Однако во многих случаях устройство не подключается напрямую к шине PCI. Вместо этого устройство подключается к адаптеру главной шины, который подключен к шине PCI. Например, USB-тостер подключается к адаптеру главной шины (называемому хост-контроллером USB), который подключен к шине PCI.USB-тостер имеет функциональный драйвер, а хост-контроллер USB также имеет функциональный драйвер. Функциональный драйвер тостера косвенно взаимодействует с тостером, отправляя запрос функциональному драйверу хост-контроллера USB. Затем функциональный драйвер хост-контроллера USB взаимодействует напрямую с оборудованием хост-контроллера USB, которое взаимодействует с тостером.

Определение операционной системы | PCMag

Главная управляющая программа компьютера.Когда компьютер включен, небольшая «программа загрузки» загружает операционную систему. Хотя при необходимости могут быть загружены дополнительные системные модули, основная часть, известная как «ядро», постоянно находится в памяти (ОЗУ).

Операционная система (ОС) устанавливает стандарты для всех прикладных программ, работающих на компьютере. Приложения «общаются» с операционной системой для всех операций пользовательского интерфейса и управления файлами. Операционная система, также называемая «руководителем» или «супервизором», выполняет следующие функции.

Пользовательский интерфейс
Вся графика, основанная сегодня, пользовательский интерфейс включает в себя окна, меню и методы взаимодействия между пользователем и компьютером. До появления графических пользовательских интерфейсов (GUI) все операции выполнялись путем ввода команд. Однако интерфейсы командной строки не исчезли. Фактически, они включены во все основные операционные системы, а технические операции обычно выполняются из командной строки программистами и администраторами. Операторы командной строки часто выполняют работу более эффективно, чем с графическим интерфейсом пользователя, и они легко группируются в файл и выполняются сразу.См. Пакетный файл, PowerShell и сценарий оболочки.

Операционные системы могут поддерживать дополнительные интерфейсы. Хотя подавляющее большинство людей работают с интерфейсом по умолчанию, разные «оболочки» предлагают различные функциональные возможности, а «оболочки» предоставляют различный вид. См. Графический интерфейс, оболочку и скин.

Управление заданиями
Управление заданиями контролирует время и последовательность запуска приложений или утилит. Распространенный в среде серверов и мэйнфреймов язык управления заданиями (JCL) IBM был разработан несколько десятилетий назад для планирования ежедневной работы.Выполнение скриптов в течение дня или в конце дня, недели или месяца является обычным явлением в мире серверов.

Управление задачами
Многозадачность, то есть возможность одновременного выполнения нескольких программ, сегодня доступна во всех операционных системах. Критически важно для среды серверов и мэйнфреймов, приложениям можно отдавать приоритет, чтобы они выполнялись быстрее или медленнее, в зависимости от их назначения. В мире настольных компьютеров многозадачность чаще всего является «переключением задач», при котором приложения остаются открытыми, чтобы пользователи могли переключаться между ними.См. Многозадачность.

Управление данными
Управление данными отслеживает данные в хранилище (на диске или SSD). Прикладная программа обрабатывает данные по имени файла и определенному месту в файле. Файловая система операционной системы знает, где физически хранятся данные (какие секторы), а взаимодействие между приложением и операционной системой осуществляется через программный интерфейс (API). Когда приложению необходимо получить или сохранить данные, оно обращается к файловой системе, которая отвечает за фактическое открытие, чтение, запись и закрытие файлов.См. SSD, API и файловую систему.

Управление устройствами
Управление устройствами контролирует периферийные устройства, отправляя им команды на их собственном машинном языке. Программная процедура, которая работает с каждым устройством, называется «драйвером», а ОС требует драйверов для каждого периферийного устройства, подключенного к компьютеру. Когда подключено периферийное устройство другого типа, драйвер этого устройства должен быть добавлен в операционную систему, если он не был ранее установлен. Увидеть водителя.

Безопасность
Операционные системы обеспечивают защиту паролем для предотвращения доступа неавторизованных пользователей в систему.Ведутся журналы активности, которые могут обеспечивать учет времени для выставления счетов. Обычно они предоставляют процедуры резервного копирования и восстановления для запуска в случае сбоя системы.

История

В 1950-х годах программисты написали свои собственные процедуры ввода / вывода для чтения и записи магнитной ленты. Когда несколько лет спустя на рынке появились магнитные диски, стало необходимо иметь отдельную программу для управления ими по мере добавления и удаления данных. Кроме того, для одновременного запуска нескольких приложений (разделение времени и многозадачность) требовалась управляющая программа для отслеживания всего.Так родилась операционная система. Сегодня почти все вычислительные устройства используют операционную систему, за исключением устройств с нестандартным оборудованием (см. ASIC).

Общие операционные системы

Основными используемыми компьютерными операционными системами являются Windows Server, Windows XP, 7, 8 и 10, macOS, многие версии Linux и Unix, IBM i (начиная с AS / 400 среднего уровня) и z / OS (мэйнфреймы IBM). DOS все еще используется для некоторых приложений, и есть еще несколько (см. Систему реального времени и встроенную систему).

Мобильные операционные системы предоставляют почти те же функции, что и операционные системы настольного компьютера или сервера. Смартфоны и планшеты используют iOS от Apple, Android от Google, QNX от BlackBerry и Windows 10 Mobile от Microsoft.

Мастер управления

Операционная система является главной управляющей программой в компьютере.

Драйверы и периферия

Операционная система взаимодействует с периферийными устройствами компьютера через программные драйверы устройств.На старых компьютерах были другие драйверы (см. Устаревшие драйверы).

Операционная система и приложения

Во время работы приложения постоянно дают команду операционной системе отображать информацию на экране и выполнять операции чтения / записи файлов.

Драйвер устройства и его назначение

Драйвер устройства в вычислительной технике относится к специальному виду программного обеспечения или определенного типа программного приложения, которое управляет определенным аппаратным устройством, которое позволяет различным аппаратным устройствам взаимодействовать с операционной системой компьютера
Драйвер устройства взаимодействует с компьютерным оборудованием через компьютерную подсистему или компьютерную шину, подключенную к оборудованию.

Драйверы устройств очень важны для правильной работы компьютерной системы, потому что без драйвера устройства конкретное оборудование не работает соответствующим образом, что означает, что оно не может выполнять определенную функцию / действие, для которого оно было создано.

В очень распространенном виде большинство называют это только драйвером , также когда кто-то говорит Драйвер оборудования , который также относится к этому драйверу устройства .

Работа драйвера устройства:
Драйверы устройства зависят от инструкции операционной системы для доступа к устройству и выполнения какого-либо конкретного действия.После действия они также показывают свои реакции, доставляя выходные данные или статус / сообщение с аппаратного устройства в операционную систему. Например, драйвер принтера сообщает принтеру, в каком формате печатать после получения инструкции от ОС, аналогично там должен быть драйвер звуковой карты. в котором 1 и 0 данные файла MP3 преобразуются в аудиосигналы, и вы наслаждаетесь музыкой. Для работы устройства чтения карт, контроллера, модема, сетевой карты, звуковой карты, принтера, видеокарты, USB-устройств, оперативной памяти, динамиков и т. Д. Требуются драйверы устройств.

На следующем рисунке показано взаимодействие между пользователем, ОС, драйвером устройства и устройствами:

Типы драйверов устройства:
Практически для каждого устройства, связанного с компьютерной системой, существует драйвер устройства для конкретного оборудования. Но его можно в общих чертах разделить на два типа, а именно:

1. Драйвер устройства в режиме ядра —
   Этот драйвер устройства в режиме ядра включает в себя некоторое общее оборудование, которое загружается с операционной системой как часть ОС, это BIOS, материнская плата, процессор и некоторое другое оборудование, являющееся частью программного обеспечения ядра.Сюда входят драйверы устройств с минимальными системными требованиями для каждой операционной системы.
2. Драйвер устройства пользовательского режима —
   Помимо устройств, которые используются ядром для работы системы, пользователь также приносит некоторые устройства для использования во время использования системы, которой требуются драйверы устройств для функций, к которым эти драйверы относятся. Драйвер устройства пользовательского режима. Например, пользователю необходимо любое действие Plug and Play, подпадающее под действие этого правила.

Драйвер виртуального устройства:
Существуют также драйверы виртуальных устройств (VxD), которые управляют виртуальным устройством.Иногда мы используем одно и то же оборудование практически в то время, когда виртуальный драйвер контролирует / управляет потоком данных из разных приложений, используемых разными пользователями, на одно и то же оборудование.

Очень важно, чтобы на компьютере были необходимые драйверы устройств для всех его частей, чтобы система работала эффективно. Многие драйверы устройств предоставляются производителями с самого начала, и мы также можем позже включить любые необходимые драйверы устройств для нашей системы.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас.Ознакомьтесь со всеми важными концепциями теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по приемлемой для студентов цене и будьте готовы к отрасли.

Краткое описание двигателя внутреннего сгорания. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания. ДВС: устройство, работа, работоспособность. КШМ

Сегодня двигатель внутреннего сгорания (ДВС) или как его еще называют «атмосферник» — основной тип двигателя, который широко используется в автомобильной промышленности… Что такое ДВС? Это многофункциональный нагревательный агрегат, который с помощью химических реакций и законов физики преобразует химическую энергию топливной смеси в механическую силу (работу).

Двигатели внутреннего сгорания делятся на:

1. Двигатели внутреннего сгорания поршневые.
2. Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания.
3. Двигатель внутреннего сгорания газотурбинный.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания является самым популярным среди перечисленных двигателей, он завоевал мировое признание и на протяжении многих лет является лидером автомобильной промышленности.Предлагаю внимательнее ознакомиться с устройством ICE , а также принципом его работы.

К преимуществам поршневого двигателя внутреннего сгорания можно отнести:

1. Универсальность (применение на различных транспортных средствах Ой).
2. Высокий уровень автономной работы.
3. Компактные размеры.
4. Цена приемлемая.
5. Возможность быстрого старта.
6. Малый вес.
7. Умение работать с разными видами топлива.

Кроме «плюсов», у ДВС есть еще ряд серьезных недостатков, среди которых:

1. Высокая частота вращения коленчатого вала.
2. Высокий уровень шума.
3. Слишком высокая токсичность выхлопных газов.
4. Низкий КПД (коэффициент полезного действия).
5. Малый сервисный ресурс.

Двигатели внутреннего сгорания различаются по типу топлива, это:

1. Бензин.
2. Дизель.
3. А также газ и спирт.

Последние два можно назвать альтернативными, так как на сегодняшний день они не получили широкого распространения.

Спиртовой двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, является наиболее перспективным и экологически чистым; он не выбрасывает в атмосферу вредный «CO2», содержащийся в выхлопных газах поршневых двигателей внутреннего сгорания.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих подсистем:

1. Кривошипно-шатунный механизм (КШМ).
2. Система впуска.
3. Топливная система.
4. Система смазки.
5. Система зажигания (в бензиновых двигателях).
6. Выхлопная система.
7. Система охлаждения.
8. Система управления.

Корпус двигателя состоит из нескольких частей, к которым относятся: блок цилиндров и головка блока цилиндров (ГБЦ). Задача КШМ — преобразовывать возвратно-поступательные движения поршня во вращательные движения коленчатого вала.Газораспределительный механизм необходим ДВС для обеспечения своевременного поступления топливно-воздушной смеси в цилиндры и такого же своевременного выпуска отработавших газов.

Система впуска служит для своевременной подачи в двигатель воздуха, необходимого для образования топливно-воздушной смеси. Топливная система подает топливо в двигатель, две системы работают в тандеме, образуя топливно-воздушную смесь, после чего топливо подается через систему впрыска в камеру сгорания.

Воспламенение топливно-воздушной смеси происходит благодаря системе зажигания (в бензиновых двигателях внутреннего сгорания), в дизельных двигателях зажигание происходит за счет сжатия смеси и свечей накаливания.

Система смазки, как следует из названия, служит для смазки трущихся деталей, тем самым уменьшая их износ, увеличивая срок их службы и тем самым снижая температуру их поверхностей. Охлаждение поверхностей нагрева и деталей обеспечивает система охлаждения, она снимает температуру с помощью теплоносителя по своим каналам, который, проходя через радиатор, охлаждает и повторяет цикл.Выхлопная система обеспечивает отвод выхлопных газов из цилиндров двигателя внутреннего сгорания, с помощью которых является частью этой системы, снижает шум, сопровождающийся выбросом газов и их токсичностью.

Система управления двигателем (в современных моделях за это отвечает электронный блок управления (ЭБУ) или бортовой компьютер) необходима для электронного управления всеми описанными выше системами и обеспечения их синхронизации.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Принцип работы ДВС основан на эффекте теплового расширения газов, возникающем при сгорании топливно-воздушной смеси, за счет которого поршень перемещается в цилиндре.Рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания протекает при двух оборотах коленчатого вала и состоит из четырех тактов, отсюда и название — четырехтактный двигатель.

1. Первый ход — впускной.
2. Второй компрессионный.
3. Третий рабочий ход.
4. Четвертый — релиз.

Во время первых двух тактов — впуска и рабочего хода — он движется вниз, при двух других сжатии и отпускании — поршень движется вверх.Рабочий цикл каждого из цилиндров регулируется так, чтобы не совпадать по фазам, это необходимо для того, чтобы обеспечить равномерность работы ДВС. В мире есть и другие двигатели, рабочий цикл которых происходит всего за два такта — такт сжатия и рабочий, этот двигатель называется двухтактным.

На такте впуска топливная система и впускной образуют топливовоздушную смесь, которая образуется во впускном коллекторе или непосредственно в камере сгорания (все зависит от типа конструкции).Во впускном коллекторе в случае бензиновых двигателей внутреннего сгорания с центральным и распределенным впрыском. В камере сгорания при непосредственном впрыске бензиновых и дизельных двигателей. Топливно-воздушная смесь или воздух при открытии впускных клапанов ГРМ подается в камеру сгорания из-за разрежения, возникающего при движении поршня вниз.

Впускные клапаны закрываются на такте сжатия, после чего топливно-воздушная смесь в цилиндрах двигателя сжимается.Во время цикла «рабочий ход» смесь воспламеняется принудительно или самопроизвольно. После воспламенения в камере возникает большое давление, которое создается газами, это давление действует на поршень, которому ничего не остается, кроме как начать движение вниз. Это движение поршня в тесном контакте с кривошипно-шатунным механизмом приводит в движение коленчатый вал, который, в свою очередь, создает крутящий момент, приводящий в движение колеса автомобиля.

Такт «выхлопа», после которого выхлопные газы выходят из камеры сгорания, а затем из выхлопной системы, выходя охлажденными и частично очищенными в атмосферу.

Краткое описание

После того, как мы рассмотрели принцип работы двигателя внутреннего сгорания , можно понять, почему двигатель внутреннего сгорания имеет низкий КПД, который составляет около 40%. Пока в одном цилиндре происходит полезное действие, остальные цилиндры, грубо говоря, простаивают, обеспечивая работу первого такта: впуска, сжатия, выпуска.

Это все для меня, надеюсь, вы все поняли, прочитав эту статью, вы легко ответите на вопрос, что такое двигатель внутреннего сгорания и как работает двигатель внутреннего сгорания.Спасибо за внимание!

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором топливо воспламеняется в рабочей камере внутри, а не в дополнительных внешних средах. ДВС преобразует давление горючего в механическую работу.

Из истории

Первым двигателем ICE был силовой агрегат компании De Rivaz, названный в честь его создателя Франсуа де Риваза, выходца из Франции, который спроектировал его в 1807 году.

Этот двигатель уже имел искровое зажигание, это был шатун, с поршневой системой, то есть это своего рода прототип современных моторов.

57 лет спустя соотечественник де Риваса Этьен Ленуар уже изобрел двухтактный агрегат … Этот агрегат имел горизонтальное расположение своего единственного цилиндра, был доступен с искровым зажиганием и работал на смеси осветительного газа с воздухом. Работы двигателя внутреннего сгорания на тот момент было уже достаточно для небольших лодок.

Спустя еще 3 года конкурентом стал немец Николаус Отто, детищем которого уже был четырехтактный атмосферный двигатель с вертикальным цилиндром.КПД в этом случае увеличился на 11%, в отличие от КПД двигателя внутреннего сгорания Rivaz он стал 15%.

Чуть позже, в 80-х годах того же века, российский конструктор Огнеслав Костович впервые запустил в производство агрегат карбюраторного типа, а инженеры из Германии Daimler и Maybach усовершенствовали его до облегченного вида, который ставили на автомобили и автомобили.

В 1897 году Рудольф Дизель представил двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, использующий масло в качестве топлива.Этот тип двигателя стал предком дизельных двигателей, которые используются до сих пор.

Типы двигателей

• Бензиновые двигатели карбюраторного типа работают на топливе, смешанном с воздухом. Эта смесь предварительно готовится в карбюраторе, затем поступает в цилиндр. В нем смесь сжимается, воспламеняется от искры от свечи зажигания.
Инжекторные двигатели
• отличаются тем, что смесь подается непосредственно из форсунок во впускной коллектор… Этот тип имеет две системы впрыска — одиночный впрыск и многоточечный впрыск.
Дизельный двигатель
• В зажигание происходит без свечей зажигания. В цилиндре этой системы находится воздух, нагретый до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива. В этот воздух через сопло подается топливо, и вся смесь воспламеняется в виде факела.
• Газовый двигатель внутреннего сгорания имеет принцип теплового цикла, топливо может быть как природным газом, так и углеводородом.Газ поступает в редуктор, где его давление стабилизируется на рабочем уровне. Затем он попадает в смеситель и в конечном итоге воспламеняется в цилиндре.
• Газодизельные ДВС работают по принципу газа, только в отличие от них зажигается смесь не от свечи, а от дизельного топлива, впрыск которого происходит так же, как и с обычным дизельным двигателем.
• Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания принципиально отличаются от остальных наличием ротора, который вращается в камере в форме восьмерки.Чтобы понять, что такое ротор, нужно понимать, что в данном случае ротор играет роль поршня, ремня ГРМ и коленчатого вала, то есть специальный механизм ГРМ здесь полностью отсутствует. За один оборот происходит сразу три рабочих цикла, что сопоставимо с работой двигателя с шестью цилиндрами.

Принцип действия

В настоящее время преобладает четырехтактный принцип работы ДВС. Это связано с тем, что поршень в цилиндре проходит четыре раза — вверх и вниз одинаково два раза.

Как работает двигатель внутреннего сгорания:

1. Первый ход — поршень при движении вниз втягивает топливную смесь. В этом случае впускной клапан открыт.
2. После того, как поршень достигает нижнего уровня, он движется вверх, сжимая горючую смесь, которая, в свою очередь, принимает объем камеры сгорания. Этот этап, включенный в принцип работы ДВС, является вторым по счету. При этом клапаны находятся в закрытом состоянии, и чем плотнее, тем лучше происходит сжатие.
3. В третьем цикле включается система зажигания, так как здесь воспламеняется топливная смесь. В обозначении режима работы двигателя он называется «рабочий», поскольку с этого начинается процесс приведения в действие агрегата. Поршень от взрыва топлива начинает двигаться вниз. Как и во втором такте, клапаны закрыты.
4. Завершающая мера — четвертая, градуировка, которая дает понять, что завершение полного цикла … Поршень через выпускной клапан избавляет от выхлопных газов из цилиндра.Затем все снова циклически повторяется, чтобы понять, как работает ДВС, можно представить циклическую работу часов.

ДВС

Логично рассматривать устройство ДВС от поршня, так как это основной элемент работы. Это своего рода «стакан» с пустой полостью внутри.

Поршень имеет прорези, в которых фиксируются кольца. Эти же кольца отвечают за то, чтобы горючая смесь не выходила под поршень (сжатие), а также за предотвращение попадания масла в пространство над самим поршнем (маслосъемник).

Порядок работы

• Когда топливная смесь поступает в цилиндр, поршень совершает четыре описанных выше хода, и возвратно-поступательное движение поршня приводит в движение вал.
• Дальнейший порядок работы двигателя следующий: верхняя часть шатуна закрепляется на штифте, который находится внутри юбки поршня. Кривошип коленчатого вала фиксирует шатун. Поршень при движении вращает коленчатый вал, который в свое время передает крутящий момент на трансмиссионную систему, оттуда на зубчатую передачу, а затем на ведущие колеса.В устройстве двигателей автомобилей с задним приводом карданный вал также выступает в роли посредника для колес.

Конструкция ДВС

Газораспределительный механизм (ГРМ) в устройстве ДВС отвечает за впрыск топлива, а также за выпуск газов.

Механизм ГРМ состоит из верхнего клапана и нижнего клапана, может быть двух типов — ременный или цепной.

Шатун чаще всего изготавливают из стали методом штамповки или ковки.Есть виды шатунов из титана. Шатун передает усилия поршня на коленчатый вал.

Коленчатый вал из чугуна или стали представляет собой набор коренной и шатунной шейки. Внутри этих горловин есть отверстия, отвечающие за подачу масла под давлением.

Принцип работы кривошипно-шатунного механизма в двигателях внутреннего сгорания заключается в преобразовании движений поршня в движения коленчатого вала.

Головка блока цилиндров (головка блока цилиндров) большинства двигателей внутреннего сгорания, как и блок цилиндров, чаще всего изготавливается из чугуна и реже из различных алюминиевых сплавов.В головке блока цилиндров расположены камеры сгорания, впускной и выпускной каналы, свечные отверстия. Между блоком цилиндров и головкой блока цилиндров имеется прокладка, обеспечивающая полную герметичность их соединения.

Система смазки, в которую входит двигатель внутреннего сгорания, включает поддон, маслозаборник, масляный насос, масляный фильтр и масляный радиатор … Все это связано каналами и сложными магистралями. Система смазки отвечает не только за снижение трения между деталями двигателя, но и за их охлаждение, а также за снижение коррозии и износа, а также за увеличение ресурса двигателя внутреннего сгорания.

Устройство двигателя, в зависимости от его типа, типа, страны-производителя, может быть чем-то дополнено или, наоборот, некоторые элементы могут отсутствовать из-за морального износа отдельных моделей, но общая компоновка двигателя остается неизменной. способ как стандартный принцип работы двигателя внутреннего сгорания.

Дополнительные блоки

Конечно, двигатель внутреннего сгорания не может существовать как отдельный орган без дополнительных агрегатов, обеспечивающих его работу.Система запуска раскручивает мотор, приводит его в рабочее состояние. В зависимости от типа двигателя существуют разные принципы работы пуска: стартерный, пневматический и мускульный.

Трансмиссия позволяет развивать мощность в узком диапазоне оборотов. Система электроснабжения обеспечивает двигатель внутреннего сгорания небольшим количеством электроэнергии. Он включает аккумуляторную батарею и генератор, чтобы обеспечить постоянный поток электроэнергии и зарядить батарею.

Выхлопная система позволяет выпускать газы.Любое устройство автомобильного двигателя включает в себя: выпускной коллектор, собирающий газы в единую трубу, каталитический нейтрализатор, снижающий токсичность газов за счет восстановления оксида азота и использующий образовавшийся кислород для сжигания вредных веществ.

Глушитель в этой системе служит для снижения шума, исходящего от двигателя. Двигатели внутреннего сгорания в современных автомобилях должны соответствовать законодательным нормам.

Вид топлива

Также следует помнить об октановом числе топлива, используемого в различных типах двигателей внутреннего сгорания.

Чем выше октановое число топлива, тем выше степень сжатия, что приводит к увеличению КПД двигателя внутреннего сгорания.

Но есть и такие двигатели, для которых повышение октанового числа выше установленного производителем приведет к преждевременному выходу из строя. Это может произойти при выгорании поршней, разрушении колец, задымлении камер сгорания.

Завод обеспечивает собственное минимальное и максимальное октановое число, для чего требуется двигатель внутреннего сгорания.

Тюнинг

Те, кто любит увеличивать мощность двигателей внутреннего сгорания, часто устанавливают (если не предусмотрено производителем) различные типы турбин или компрессоров.

Компрессор на холостом ходу производит небольшую мощность, сохраняя при этом стабильную скорость. Турбина же выжимает максимальную мощность при включении.

Установка тех или иных агрегатов требует консультации мастеров с опытом работы в узком направлении, так как ремонт, замена агрегатов или добавление дополнительных опций ДВС — это отклонение от предназначения двигателя и снижение ресурса двигателя. двигатель внутреннего сгорания, а неправильные действия могут привести к необратимым последствиям, то есть работа двигателя внутреннего сгорания может быть прекращена безвозвратно.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) на сегодняшний день является наиболее распространенным типом двигателей. Список автомобилей, в которых он установлен, просто огромен. ДВС можно найти на автомобилях, вертолетах, баках, тракторах, лодках и т. Д.

Двигатель внутреннего сгорания — это тепловой двигатель, в котором часть химической энергии горючего топлива преобразуется в механическую энергию. Значительным разделением двигателей на категории является разделение по рабочему циклу на 2- и 4-тактные; по способу приготовления горючей смеси — с внешним (в частности, карбюраторным) и внутренним (например, дизельные двигатели) смесеобразованием; По типу преобразователя энергии двигатели внутреннего сгорания делятся на поршневые, турбинные, реактивные и комбинированные.

КПД ДВС 0,4-0,5. Первый двигатель внутреннего сгорания был разработан Э. Ленуаром в 1860 году. В этой статье мы рассмотрим четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, наиболее часто используемый в автомобильной промышленности.

Четырехтактный двигатель был впервые представлен Николаусом Отто в 1876 году и поэтому также называется двигателем цикла Отто. Более грамотное название такого цикла — четырехтактный цикл. В настоящее время это самый распространенный тип двигателя для автомобилей.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС)

Работа поршневого двигателя внутреннего сгорания основана на использовании давления теплового расширения нагретых газов во время движения поршня. Нагрев газов происходит в результате сгорания в топливовоздушной смеси цилиндра … Для повторения цикла отработанная газовая смесь должна быть выпущена в конце движения поршня и заполнена новой порцией топлива и воздуха. В крайнем положении топливо воспламеняется свечой зажигания.Забор и выхлоп топлива и продуктов сгорания происходит через клапаны, управляемые газораспределительным механизмом и системой подачи топлива.

Таким образом, цикл двигателя делится на следующие этапы:

• Такт впуска.
• Цикл сжатия.
• Ход расширения или рабочий ход.
• Цикл выпуска.

Сила от движущегося поршня цилиндра через коленчатый вал преобразуется во вращательное движение вала двигателя.Часть энергии вращения тратится на возвращение поршней в исходное состояние, чтобы завершить новый цикл. Конструкция вала определяет различные положения поршней в разных цилиндрах в любой момент времени. Таким образом, чем больше в двигателе цилиндров, тем в целом более равномерное вращение его вала.

По расположению цилиндров двигатели делятся на несколько типов:

а) Двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд

B) V-образный с взаимным расположением цилиндров под углом в виде латинской буквы V:

D) Двигатели с противоположными цилиндрами.Он называется «оппозитный», цилиндры в нем расположены под углом 180 градусов:

Газораспределительный механизм двигателя на такте выпуска очищает цилиндры от продуктов сгорания (выхлопных газов) и наполняет цилиндры новой порцией топливно-воздушной смеси на такте впуска.

Система зажигания производит высоковольтный разряд и передает его на свечу цилиндра по высоковольтному проводу … Зажигание управляется распределителем, провода от которого идут к каждой свече.Распределитель устроен таким образом, что нагнетание происходит именно в цилиндре, где поршень в этот момент проходит точку наибольшего сжатия топливной смеси. Если смесь воспламенится раньше, то давление газа будет работать против ее курса, если позже — мощность, выделяемая при расширении газов, будет использована не полностью.

Для запуска двигателя необходимо дать ему начальное движение … Для этого используется система запуска (см. Статью «Как работает стартер») от электродвигателя-стартера.

Преимущества бензиновых двигателей

• Более низкий уровень шума и вибрации по сравнению с дизельным двигателем;
• Больше мощности при одинаковом объеме двигателя;
• Возможность работы на высоких оборотах безболезненно для двигателя.

Недостатки бензиновых двигателей

• Более высокий расход топлива, чем у дизельного двигателя, и более высокие требования к его качеству;
• Необходимость и постоянная работа топливных систем зажигания;
• Наибольшая мощность бензиновых двигателей внутреннего сгорания достигается в узком диапазоне скоростей.

Анализ развития силовых установок для автомобильного транспорта показывает, что двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в настоящее время является основным силовым агрегатом, и его дальнейшее совершенствование имеет большие перспективы.

Автомобильный поршневой двигатель внутреннего сгорания — это совокупность механизмов и систем, используемых для преобразования тепловой энергии горящего в цилиндрах топлива в механическую работу.

В основе механической части любого поршневого двигателя лежат кривошипно-шатунный механизм (КШМ) и газораспределительный механизм (ГРМ).
Кроме того, тепловые двигатели оснащены специальными системами, каждая из которых выполняет определенные функции для обеспечения бесперебойной работы двигателя.
К таким системам относятся:

• система питания;
• система зажигания (в двигателях с принудительным зажиганием рабочей смеси);
Пусковая система
• ;
• система охлаждения;
• Смазочная система (система смазки).

Каждая из перечисленных систем состоит из отдельных механизмов, узлов и устройств, а также включает специальные коммуникации (трубопроводы или электрические провода).

Двигатель внутреннего сгорания, или ДВС, является наиболее распространенным типом двигателей, используемых в автомобилях. Несмотря на то, что двигатель внутреннего сгорания в современных автомобилях состоит из множества частей, принцип его работы предельно прост. Давайте подробнее рассмотрим, что такое двигатель внутреннего сгорания и как он работает в автомобиле.

ДВС что это?

Двигатель внутреннего сгорания — это своего рода тепловая машина, в которой часть химической энергии, полученной при сгорании топлива, преобразуется в механическую энергию, приводящую в движение механизмы.

ДВС делятся на категории по продолжительности включения: двух- и четырехтактные. Различают их и по способу приготовления топливовоздушной смеси: с внешним (форсунки и карбюраторы) и внутренним (дизельные агрегаты) смесеобразованием. В зависимости от того, как преобразовывается энергия в двигателях, они делятся на поршневые, реактивные, турбинные и комбинированные.

Основные механизмы ДВС

Двигатель внутреннего сгорания состоит из огромного количества элементов.Но есть базовые, характеризующие его работоспособность. Рассмотрим структуру ДВС и его основные механизмы.

1. Цилиндр — важнейшая часть силового агрегата. Автомобильные двигатели обычно имеют четыре или более цилиндров, а на серийных суперкарах — до шестнадцати. Расположение цилиндров в таких двигателях может быть одного из трех порядков: линейное, V-образное и противоположное.

2. Свеча зажигания генерирует искру, воспламеняющую топливно-воздушную смесь.Благодаря этому происходит процесс горения. Чтобы двигатель работал «как часы», искра должна подаваться точно в нужное время.

3. Впускной и выпускной клапаны также работают только в определенное время. Один открывается, когда необходимо впустить следующую порцию топлива, другой — когда необходимо выпустить выхлопные газы. Оба клапана плотно закрыты, когда двигатель совершает такты сжатия и сгорания. Это обеспечивает необходимую полную герметичность.

4. Поршень представляет собой металлическую деталь цилиндрической формы. Поршень движется вверх и вниз внутри цилиндра.

5. Поршневые кольца служат скользящими уплотнениями на внешней кромке поршня и внутренней поверхности цилиндра. Их использование связано с двумя целями:

Не допускают попадания горючей смеси в картер ДВС из камеры сгорания в моменты сжатия и рабочего хода.

Они предотвращают попадание масла в камеру сгорания из картера, так как там оно может воспламениться.Многие автомобили, работающие на масле, оснащены более старыми двигателями, и поршневые кольца больше не обеспечивают надлежащего уплотнения.

6. Шатун служит соединительным элементом между поршнем и коленчатым валом.

7. Коленчатый вал преобразует поступательное движение поршней во вращательное движение.

8. Картер расположен вокруг коленчатого вала. Некоторое количество масла собирается в его нижней части (поддоне).

Принцип работы ДВС

В предыдущих разделах мы рассмотрели назначение и устройство двигателя внутреннего сгорания.Как вы уже поняли, у каждого такого двигателя есть поршни и цилиндры, внутри которых тепловая энергия преобразуется в механическую. Это, в свою очередь, заставляет машину двигаться. Этот процесс повторяется с поразительной частотой — несколько раз в секунду. Благодаря этому коленчатый вал, выходящий из двигателя, постоянно вращается.

Рассмотрим подробнее принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Смесь топлива и воздуха попадает в камеру сгорания через впускной клапан.Затем он сжимается и воспламеняется от искры свечи зажигания. Когда топливо выгорает, сильно нагревается, что приводит к появлению избыточного давления в цилиндре. Это заставляет поршень перемещаться в «мертвую точку». Таким образом он совершает один рабочий ход. Когда поршень движется вниз, он вращает коленчатый вал с помощью шатуна. Затем, двигаясь от нижней мертвой точки к верхней, выталкивает отработанный материал в виде газов через выпускной клапан дальше в выхлопную систему автомобилей.

Ход — это процесс, который происходит в цилиндре за один ход поршня. Набор таких циклов, которые повторяются в строгой последовательности и в течение определенного периода, и есть рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

Впуск

Такт впуска — первый. Начинается в верхней мертвой точке поршня. Он движется вниз, всасывая в цилиндр смесь топлива и воздуха. Этот ход происходит, когда впускной клапан открыт. Кстати, есть двигатели с несколькими впускными клапанами.Их характеристики существенно влияют на мощность двигателя внутреннего сгорания … В некоторых двигателях время открытия впускных клапанов можно регулировать. Это регулируется нажатием педали газа. Благодаря такой системе увеличивается количество всасываемого топлива, а после его воспламенения значительно увеличивается мощность силового агрегата. В этом случае автомобиль может значительно разогнаться.

Сжатие

Второй рабочий такт двигателя внутреннего сгорания — сжатие. Достигнув нижней мертвой точки поршня, он поднимается вверх. Благодаря этому попавшая в цилиндр смесь сжимается при первом такте. Топливно-воздушная смесь сжимается до размеров камеры сгорания. Это такое же свободное пространство между верхними частями цилиндра и поршнем, которое находится в его верхней мертвой точке. Во время этого хода клапаны плотно закрыты. Чем герметичнее образованное пространство, тем лучше получается сжатие. Очень важно состояние поршня, его колец и цилиндра.Если где-то есть зазоры, то о хорошем сжатии и речи быть не может, а, следовательно, и мощность силового агрегата будет существенно ниже. Величина сжатия определяет, насколько изношен силовой агрегат.

Рабочий ход

Эта третья мера начинается с верхней мертвой точки. И такое имя он получил не случайно. Именно во время этого хода в двигателе происходят процессы, приводящие в движение автомобиль. В этом цикле подключается система зажигания.Она отвечает за поджог сжатой в камере сгорания топливовоздушной смеси. Принцип работы ДВС в этом цикле очень прост — свеча зажигания системы дает искру. После воспламенения топлива происходит микровзрыв. После этого он резко увеличивается в объеме, заставляя поршень резко двигаться вниз. Клапаны в этом цикле закрыты, как и в предыдущем.

Выпуск

Последний такт ДВС — выхлоп.После рабочего хода поршень достигает нижней мертвой точки, после чего открывается выпускной клапан. После этого поршень движется вверх, и через этот клапан выхлопные газы выбрасываются из цилиндра. Это процесс вентиляции. От того, насколько хорошо работает клапан, зависит степень сжатия в камере сгорания, полное удаление шлаков и необходимое количество топливовоздушной смеси.

После этой меры все начинается заново. А как коленвал вращается? Дело в том, что не вся энергия тратится на движение автомобиля.Часть энергии раскручивает маховик, который под действием инерционных сил раскручивает коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания, переводя поршень в нерабочие циклы.

Знаете ли вы? Дизельный двигатель тяжелее бензинового из-за более высоких механических нагрузок. Поэтому конструкторы используют более массивные элементы. Но ресурс таких двигателей выше бензиновых аналогов. Кроме того, у дизельных автомобилей они воспламеняются гораздо реже, чем у бензиновых, поскольку дизельное топливо нелетучее.

Преимущества и недостатки

Мы узнали, что такое двигатель внутреннего сгорания, а также каково его устройство и принцип работы. В заключение разберем его основные достоинства и недостатки.

ДВС Достоинства:

1. Возможность длительного передвижения на полном баке.

2. Малый вес и объем цистерны.

3. Автономность.

4. Универсальность.

5. Умеренная стоимость.

6. Компактные размеры.

7. Быстрый старт.

8. Возможность использования нескольких видов топлива.

Недостатки двигателей внутреннего сгорания:

1. Низкая операционная эффективность.

2. Сильное загрязнение окружающей среды.

3. Обязательное наличие коробки передач.

4. Отсутствие режима рекуперации энергии.

5. Большую часть времени он работает с недогрузкой.

6. Очень шумно.

7.Высокая скорость вращения коленчатого вала.

8.