г. Нефтеюганск, 2000г.
1.Автомобильные двигатели.
По способу смесеобразования и воспламенения топлива автомобильные поршневые двигатели подразделяются на две группы: с внутренним смесеобразованием и воспламенением от соприкосновения с воздухом, сильно нагретым в цилиндре в результате высокого сжатия (дизели); с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием от искры (карбюраторные и газовые).
Сравнительная характеристика работы дизельных и карбюраторных двигателей.
Конструктивно дизельные двигатели, как и бензиновые, относятся к двигателям внутреннего сгорания. Главным их отличием является устройство системы питания и процесс сгорания топлива. В цилиндры дизеля всасывается чистый воздух. Затем он сжимается до степени сжатия в среднем 21-22 и при этом нагревается до высоких температур, порядка 600 град.С. После этого в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое самовозгорается, и происходит рабочий цикл. Таким образом, свечей зажигания, в отличие от бензиновых силовых агрегатов, для дизелей не требуется.
Для подачи топлива в дизельных силовых установках используется специальный топливный насос высокого давления (ТНВД), который также распределяет топливо по цилиндрам и производит впрыск через форсунки в строго определенный момент времени, определяемый углом опережения впрыска. ТНВД и форсунки являются устройствами прецизионной точности. Плунжеры насоса и штифты форсунок в процессе работы смазываются поступающим дизельным топливом. Поэтому исключительно важна чистота подаваемого топлива. Топливо не должно содержать механических примесей, воды, а также соединений серы, которые сильно изнашивают ТНВД. Для очистки топлива используются специальные фильтры грубой и тонкой очистки, которые, согласно инструкции, нужно периодически очищать и заменять. Излишки топлива, образующиеся в процессе работы, отводятся от форсунок и ТНВД по трубопроводу и направляются обратно в бак.
Процесс сгорания топлива в дизелях происходит при большом давлении, поэтому силы, воздействующие на цилиндро-поршневую группу, выше, чем в бензиновых двигателях. Шумность дизеля выше, чем у бензиновых моторов, что тоже объясняется особенностями сгорания топлива.
В то же время имеется целый ряд преимуществ дизельного двигателя, обеспечивающих последнему широкое распространение. Во-первых, это высокие надежность и моторесурс. Во-вторых, двигатели подобного типа более экономичны, в том числе и на холостом ходу. Дизели обеспечивают высокий крутящий момент, с вытекающим отсюда улучшением тяговых характеристик автомобиля. При одинаковой мощности с бензиновым двигателем, крутящий момент дизеля существенно выше. И, наконец, пожаробезопасность: дизельное топливо с трудом воспламеняется от огня на воздухе.
Показатели работы автомобильного двигателя. Мощность, ( развиваемую газами внутри цилиндров двигателя, называют индикаторной, а мощность, получаемую на коленчатом валу двигателя, — эффективной. Эффективная мощность меньше индикаторной на величину потери мощности на трение и приведение в действие кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения, вентилятора, жидкостного, масляного и.топливного насосов, генератора тока и других вспомогательных механизмов.
Крутящий момент и эффективная мощность тем больше, чем больше рабочий объем двигателя (диаметр и число цилиндров, ход поршня) и чем выше наполнение цилиндров горючей смесью (или воздухом) и степень сжатия.
Эффективная мощность дизеля зависит также от частоты вращения коленчатого вала, количества впрыскиваемого топлива и момента начала впрыскивания.
Мощность карбюраторного и газового двигателей также зависит от частоты вращения коленчатого вала, состава горючей смеси и момента искрового разряда между электродами свечи.
Литровая мощность (кВт/л) — отношение максимальной эффективной мощности двигателя к его рабочему объему (литражу). Повышают
литровую мощность увеличением частоты вращения коленчатого вала и применением наддува.
Так как у дизеля в режиме максимальной мощности частота вращения коленчатого вала намного меньше, а состав смеси беднее, чем у карбюраторного или газового двигателя, то и литровая мощность его составляет не более 20 кВт/л, тогда как у карбюраторных и газовых двигателей она достигает 20—50 кВт/л (большее значение — для легковых автомобилей). Объясняется это тем, что у дизеля больше масса поршня и других деталей кривошипно-шатунного механизма, совершающих возвратно-поступательное движение. Поэтому, чтобы предотвратить чрезмерное возрастание сил инерции этих деталей, частоту вращения коленчатого вала дизеля в режиме максимальной мощности ограничивают существенно меньшими значениями. Более бедные составы смесей, сжигаемых в дизелях, обусловлены малым временем, отводимым на процессы смесеобразования (порядка 0,002—0,004 с).
Удельный эффективный расход топлива [г/(кВт • ч)] — количество топлива в граммах, расходуемого двигателем на получение в течение 1 ч эффективной мощности в 1 кВт. Удельный эффективный расход топлива является показателем экономичности двигателя. В технической характеристике двигателя обычно указывают минимальный удельный расход топлива при работе двигателя по внешней скоростной характеристике, который составляет для дизелей 200—230 г/(кВт • ч), а для карбюраторных двигателей — 245—305 г/(кВт • ч).
Таким образом, подведя итоги можно назвать ряд основных преимуществ и недостатков дизельных и карбюраторных двигателей друг перед другом.
Дизели более экономичны по расходу топлива, чем карбюраторные и газовые двигатели. Это объясняется высокой степенью сжатия, улучшающей использование выделяющейся теплоты в результате большего расширения продуктов сгорания в течение рабочего хода.
Кроме того, дизели потребляют более дешевые сорта нефтяных топлив и менее опасны в пожарном отношении. Дизели имеют большой ресурс до капитального ремонта (400—800 тыс. км пробега автомобиля).
Однако дизели дороже в производстве (в 1,5—2 раза) и имеют большую массу, чем карбюраторные и газовые двигатели, поэтому их устанавливают на автомобили большой и особо большой грузоподъемности — МАЗ, КрАЗ, КамАЗ, а в ближайшее время предполагается увеличить выпуск дизельных грузовых автомобилей ЗИЛ и ГАЗ.
2.Топливоподкачивающий насос ЯМЗ-23.
Топливоподкачивающии насос (топливный насос низкого давления) двигателя ЯМЗ-236 поршневого типа. Он обеспечивает подачу топлива к насосу высокого давления.
Принцип работы.
Поршень 10 насоса (рис. 1, б) перемещается вверх под действием ролика 2 толкателя, приводимого от эксцентрика I кулачкового вала топливного насоса высокого давления, а вниз — усилием пружины 9 поршня.
При движении поршня вниз над ним создается разрежение и топливо через впускной клапан 6 поступает в полость над поршнем. Нагнетательный клапан 12 при этом закрыт (рис. 1, а).
Во время подъема поршня 10 давлением топлива открывается нагнетательный клапан 12. Топливо поступает к фильтру тонкой очистки и частично в полость под поршнем 10. При последующем движении поршня 10 вниз топливо из-под поршня вытесняется в фильтр тонкой очистки и далее к топливному насосу высокого давления.
При малом расходе топлива под поршнем 10 насоса создается избыточное давление, и он не доходит до крайнего нижнего положения. Следовательно, подача топлива автоматически уменьшается.
Дренажный канал, 8 отводит топливо, стекающее по штоку, 5 во всасывающую полость насоса. Этим предотвращается разжижение масла в картере топливного насоса высокого давления.
Ручным насосом 13 заполняют систему питания топливом при неработающем двигателе и удаляют воздух из системы.
Рис.1. Схема топливоподкачивающего насоса:
а — всасывание, б — нагнетание; 1 — эксцентрик кулачкового вала насоса высокого давления, 2 — ролик толкателя, 3— поршень толкателя, 4, 7, 9, 11 — пружины, 5 — шток, 6 — впускной клапан, 8—дренажный канал, 10 —поршень насоса, 12— нагнетательный клапан, 13—ручной насос; А — из топливного бака, Б — к фильтру тонкой очистки.
3.Сцепление автомобиля МАЗ-54227.
Назначение сцепления и условия работы.Сцепление автомобиля служит для кратковременного разъединения коленчатого вала двигателя от коробки передач и их плавного соединения, которые необходимы при переключении передач и трогании автомобиля с места. Устанавливаемое на автомобиле сцепление предназначено: для передачи крутящего момента от двигателя к силовой передаче (трансмиссии) автомобиля; обеспечения постоянного возрастания усилий в ней при трогании автомобиля с места, т. е. плавного трогания, предохранения двигателя и трансмиссии от динамической перегрузки при резком изменении скорости автомобиля.
Действие дискового сцепления основано на использовании сил трения, возникающих между трущимися поверхностями – дисками. Диски сцепления различаются на ведущие, связанные с маховиком, т.е. вращающиеся вместе с ним, и ведомые, связанные с ведущим валом коробки передач.
По числу ведомых дисков сцепления разделяются на однодисковые и двухдисковые.
Устройство и работа
Сцепление автомобиля МАЗ - 54227(рис. 2) — двухдисковое, сухое, фрикционного типа, с периферийным расположением цилиндрических пружин, установлено в литом чугунном картере.
