Цикл работы поршневого двигателя

В. А. Щеголев

Устройство

Автомобилей

 

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

НОВГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ЯРОСЛАВА МУДРОГО

 

 

В. А. Щеголев

 

УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЕЙ

 

Учебное пособие

Великий Новгород

2006

 

УДК 629.113.002.3.004	Печатается по решению
С 50	РИС НовГУ

 

Р е ц е н з е н т ы:

 

кандидат технических наук, доцент А. Н. Чадин,

кандидат технических наук, доцент П. А. Трофимов

 

 

    Щеголев В. А.

С50 Устройство автомобилей: Учеб. пособие / НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2006. – с.

 

    В учебном пособии рассмотрены основы конструкции автомобилей. Пособие предназначено для направления подготовки дипломированного специалиста 080502 «Экономика и управление на предприятиях (по отраслям)»

 

УДК 629.113.002.3.004

 

© Новгородский государственный

университет, 2006

    

 © В. А. Щеголев, 2006

   В настоящем учебном пособии даются основные принципиальные решения по устройству автомобилей. Лекционный курс развивается и конкретизируется во время лабораторных работ и самостоятельного изучения устройства, конкретных марок автомобилей.

 

Введение

    Лекции по устройству автомобилей читаются по 2 часа в неделю. После лекции студенты изучают материал во время лабораторных работ (3 часа в неделю).

    Для самостоятельной работы каждый студент выбирает конкретную марку автомобиля по согласованию с преподавателем. Лабораторные работы защищаются путём опроса. Вид итоговой аттестации – экзамен. Тестовые вопросы и экзаменационные – на сайте кафедры АТ НовГУ.

    Нумерация разделов в конспекте соответствует разделам в рабочей программе.

   

2. Технические ха р актеристики автомобиля

Основными показателями качества автомобилей являются:

 

Совокупность показателей качества отражается в технической характеристике автомобиля. К техническим характеристикам автомобиля относятся:

− Тип кузова

− Количество мест

− Масса снаряженного автомобиля

− Габаритные размеры

− Максимальная скорость

− Разгон от 0 – 100 км/ч

− Средний расход топлива

− Рабочий объем двигателя

− Мощность                             

− Привод                      

− Коробка передач

− Подушки безопасности

 

Существует система классификации автомобилей:

 

Рабочий объем двигателя	Обозначение класса	Название класса	Пример
До 1,2 л	11	Особо малый	Ока ВАЗ 1111
1,2−1,9	21	Малый	Жигули ВАЗ 2110
1,9−3,5	31	Средний	Волга 3110
Больше 3,5	41	Свободный	ЗИЛ 4117

 

 

Общая компоновка легкового автомобиля

 

Обычно выделяют три вида компоновки:

− С расположенным впереди силовым агрегатом (двигателем) и с задним ведущим мостом.(1)

− С расположенным впереди силовым агрегатом (двигателем) и с передним ведущим мостом.(2)

− С расположенным сзади силовым агрегатом (двигателем) и с задним ведущим мостом.(3)

 

Общая компоновка грузового автомобиля

 

Выделяют два вида компоновки:

− Капотная (1)

− Вагонная (2)

 

Фазы газораспределения

 

Газораспределительный механизм обеспечивает заданный цикл работы двигателя, который описывается фазами газораспределения (моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала по отношению к соответствующим мертвым точкам).

Моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положением поршня в мертвых точках. Клапаны открываются и закрываются с некоторым опережением или запозданием, это необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым воздухом (у дизелей) или горючей смесью (карбюраторные двигатели). И лучшей очистки их от отработавших газов.

 

Приборы системы смазки

Масляный насос (шестереночные)

Назначение масляного насоса – подавать масло под давлением к основным трущимся поверхностям и к приборам его очистки и охлаждения.

Обычно они состоят из 1 или 2-х секции, т.е имеющие одну или две пары шестерен.

Маслоприемник:

− Плавающий

− Жестко закрепленный

Обычно содержит фильтр предварительной очистки масла.

Масляные фильтры: МФ обычно представляют собой патроны из специальных сортов бумаги.

 

Существуют фильтр грубой очистки, который используется для очистки масла от крупных механических примесей. И фильтр тонкой очистки, который используется для фильтровки масла.

Масла для двигателей.

− Минеральные

− Синтетические

 

Системы контроля

− Амперметр, вольтметр – служат для контроля над аккумуляторной батареи.

− Спидометр, логометр – служат для определения скорости и пройденного пути автомобиля.

− Тахометр – число оборотов двигателя.

− Эконометр – указывает зоны, при которых расход бензина минимальный.

− Указатель количества бензина.

− Указатель давления масла.

− Указатель температуры охлаждающей жидкости.

− Индикаторы

− Указывающие на вкл/выкл световых приборов.

− Указывающие на исправность/неисправность приборов

 

Световая сигнализация

Системы наружного освещения:

− Дальний фары

− Передний свет

− Ближний свет

− Габаритные огни (подфарники)

− Указатели поворотов

− Сигналы торможения

− Световозвращатели (катофоты)

− Противотуманные фары.

Системы внутреннего освещения:

− Подсветка дверей

− Подсветка салона

− Подсветка багажника.

 

Амортизаторы

Амортизаторы снижают амплитуду колебании и гасят свободные колебания элементов подвески.

Сейчас устанавливаю гидравлические амортизаторы. Сопротивление колебательным движениям создается при перекачивании жидкости через небольшие отверстия в его корпусе. При увеличение скорости относительных перемещений оси и рамы резко возрастает сопротивление амортизатора. Колебания рамы можно представить себе состоящим из двух следующих движений:

1. ход сжатия, когда рама и мост сближаются

2. ход отдачи, когда рама и мост расходятся.

 

Установка управляемых колес

Для автомобиля очень важна хорошая стабилизация управляемых колес, т.е. их способность устойчиво сохранять прямолинейное движение и возвращаться к нему после поворота. Для улучшения стабилизации управляемых колес их наклоняют в поперечной и продольной плоскости. Наклоняют колеса для того, что бы точка касания колеса с грунтом была приближена к оси вращения. Такое положение называется развалом управляемых колес.

Если колеса развалены наружу, то развал называется положительным.

     

Рулевое управление

Назначение рулевого управления

− изменять направления движения

− обеспечение курсовой устойчивости.

 

РУ состоит из:

− Рулевой механизм.

− Рулевой привод

Рулевой привод обеспечивает одновременный поворот управляемых колес на заданный угол (углы разные, тюк колеса едут по разным радиусам.) Разные углы поворота обеспечивает рулевая трапеция.(система тяг обеспечивает соединение колес.)

           

1- продольные тяги; 2- поперечные тяги; 3- рулевой механизм; 4- рулевое колесо

 

 

Рулевой механизм

Рулевой механизм может представлять собой:

- Червячную

- Винтовую

- Кривошипную

- Зубчатую передачу

Различаются рулевые механизмы главной кинематической парой

- Червяк – сектор (1)

- Червяк-ролик (2)

- Винт-Гайка (3)

- Шестерня-Рейка (4)

 

(1) Эта пара не обратимая. Не обладает свойством обратимости, то есть весовая стабилизация исключена.

(2) Обладает свойствами катимости и обратимости.

(3) Этот механизм применяется для тяговых механизмов

(4) Применяют для легких машин

 

      

 

Для обеспечения работы водителя применяют усилители рулевого управления: гидравлические, пневматические, электрические и др.

 

14. Тормозные системы

Тормозные системы предназначены для замедления скорости движения вплоть до полной остановки; для удержания автомобиля на месте вл время стоянки.

Тормозные системы:

(1) Рабочая тормозная система

(2) Стояночная

(3) Запасная

(4) Вспомогательная

(5) Тормозная система прицепа

Тормозные системы могут быть выполнены с помощью колодочных или ленточных механизмов.

Колодочный тормоз может быть барабанным или дисковым.

Тормозная система состоит из колесных тормозных механизмов и тормозного привода.

 

Тормозные приводы:

− Механический (1)

− Гидравлический (2)

− Пневматический (3) 

 

Щеголев

В. А.

 

Устройство автомобилей

 

Учебное  пособие

 

Редактор

 

Лицензия ЛР № 020815 от 21.09.98

Подписано в печать 6.04.2004. Бумага офсетная. Формат 60´84 1/16.

Гарнитура Times New Roman. Печать офсетная.

Усл. печ. л.19,5. Уч.-изд. л. 21,7. Тираж 200 экз.

Заказ №   

Издательско-полиграфический центр Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. 173003, Великий Новгород,                ул. Б. Санкт-Петербургская, 41. Отпечатано в ИПЦ НовГУ. 173003,              Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41.

 

В. А. Щеголев

Устройство

Автомобилей

 

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

НОВГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ЯРОСЛАВА МУДРОГО

 

 

В. А. Щеголев

 

УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЕЙ

 

Учебное пособие

Великий Новгород

2006

 

УДК 629.113.002.3.004	Печатается по решению
С 50	РИС НовГУ

 

Р е ц е н з е н т ы:

 

кандидат технических наук, доцент А. Н. Чадин,

кандидат технических наук, доцент П. А. Трофимов

 

 

    Щеголев В. А.

С50 Устройство автомобилей: Учеб. пособие / НовГУ им. Ярослава Мудрого. – Великий Новгород, 2006. – с.

 

    В учебном пособии рассмотрены основы конструкции автомобилей. Пособие предназначено для направления подготовки дипломированного специалиста 080502 «Экономика и управление на предприятиях (по отраслям)»

 

УДК 629.113.002.3.004

 

© Новгородский государственный

университет, 2006

    

 © В. А. Щеголев, 2006

   В настоящем учебном пособии даются основные принципиальные решения по устройству автомобилей. Лекционный курс развивается и конкретизируется во время лабораторных работ и самостоятельного изучения устройства, конкретных марок автомобилей.

 

Введение

    Лекции по устройству автомобилей читаются по 2 часа в неделю. После лекции студенты изучают материал во время лабораторных работ (3 часа в неделю).

    Для самостоятельной работы каждый студент выбирает конкретную марку автомобиля по согласованию с преподавателем. Лабораторные работы защищаются путём опроса. Вид итоговой аттестации – экзамен. Тестовые вопросы и экзаменационные – на сайте кафедры АТ НовГУ.

    Нумерация разделов в конспекте соответствует разделам в рабочей программе.

   

2. Технические ха р актеристики автомобиля

Основными показателями качества автомобилей являются:

 

Совокупность показателей качества отражается в технической характеристике автомобиля. К техническим характеристикам автомобиля относятся:

− Тип кузова

− Количество мест

− Масса снаряженного автомобиля

− Габаритные размеры

− Максимальная скорость

− Разгон от 0 – 100 км/ч

− Средний расход топлива

− Рабочий объем двигателя

− Мощность                             

− Привод                      

− Коробка передач

− Подушки безопасности

 

Существует система классификации автомобилей:

 

Рабочий объем двигателя	Обозначение класса	Название класса	Пример
До 1,2 л	11	Особо малый	Ока ВАЗ 1111
1,2−1,9	21	Малый	Жигули ВАЗ 2110
1,9−3,5	31	Средний	Волга 3110
Больше 3,5	41	Свободный	ЗИЛ 4117

 

 

Общая компоновка легкового автомобиля

 

Обычно выделяют три вида компоновки:

− С расположенным впереди силовым агрегатом (двигателем) и с задним ведущим мостом.(1)

− С расположенным впереди силовым агрегатом (двигателем) и с передним ведущим мостом.(2)

− С расположенным сзади силовым агрегатом (двигателем) и с задним ведущим мостом.(3)

 

Общая компоновка грузового автомобиля

 

Выделяют два вида компоновки:

− Капотная (1)

− Вагонная (2)

 

Цикл работы поршневого двигателя

Рабочим циклом двигателя внутреннего сгорания называется совокупность процессов, которые определенной последовательности периодически повторяются в цилиндре, в результате чего непрерывно работает двигатель.

Это следующие процессы:

− Впуск – наполнение цилиндра свежим зарядом смеси или воздуха. (а)

− Сжатие газов (б)

− Сгорание топлива и расширение газов (в)

− Выпуск отработанных газов (г)

Если рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала или за четыре хода поршня, то двигатель называется четырехтактный. Если рабочий цикл происходит за один оборот коленчатого вала или за два хода поршня, то двигатель называется двухтактным.

 

 

Рис. 2. а – впуск; б – сжатие; в – расширение; г – выпуск;

1– коленчатый вал; 2 – распределительный вал; 3 – поршень; 4 – цилиндр;    5 – впускной трубопровод; 6 – карбюратор; 7 – впускной клапан; 8 – свечи зажигания; 9 – выпускной клапан; 10- выпускной клапан; 11- шатун

 

Первый такт: – впуск. При вращение коленчатого вала 1 поршень 3 перемещается из верхней мертвой точки (в.м. т.) в нижнюю мертвую точку (н. м. т.) и в верхней части цилиндра 4 создается разряжение. Распределительный вал 2 через детали газораспределительного механизма открывает впускной клапан 7, который через впускной трубопровод 5 соединяет цилиндр с карбюратором 6. Горючая смесь, поступающая под действием разрежения из карбюратора по впускному трубопроводу, заполняет цилиндр. В конце такта впуска, при работе двигателя, с полной мощностью, давление в цилиндре составляет 80—90 кН/м² (0,9 кгс/см²), а температура рабочей смеси равна 80–120 °С (у прогретого двигателя).

Второй такт — сжатие. Такт впуска заканчивается, когда поршень приходит в н. м. т. (рис. 2, б). При дальнейшем повороте коленчатого поршень перемещается из н. м. т. в в. м. т. и сжимает рабочую смесь. В течение такта сжатия оба клапана остаются закрытыми. Объем смеси при сжатии уменьшается, а давление внутри цилиндра увеличивается и достигает 1000—1200 кН/м² (10—12 кгс/см³). Повышение давления сопровождается увеличением температуры смеси до 300–400 °С.

Третий такт — расширение, или рабочий ход. Оба клапана закрываются (рис. 2, в). При подходе поршня в конце такта сжатия к в. м. т. между электродами свечи зажигания 8 проскакивает электрическая искра. Сжатая горючая смесь воспламеняется и быстро сгорает, образуя большое количество горячих газов. Газы давят на поршень, который под их давлением перемещается от в. м, т. до н. м. т. и через шатун 11 вращает коленчатый. Это основной такт, так как расширяющиеся газы совершают полезную работу. С момента воспламенения смеси давление газов быстро возрастает, а затем по мере движения поршня вниз и увеличения объема давление снижается. В конце сгорания и начале расширения давление достигает 3000—4000 кН/м² (30—40 кгс/см³) при температуре 2000—2200 °С, а в конце расширения снижается до 350—450 кН/м² (3,5—4,5 кгс/см²) при температуре 1200—1500

Четвертый такт — выпуск. Поршень 3 (рис. 2, г) движется от н. м до в. м. т. и через открытый выпускной клапан 9 вытесняет отработавшие газы в выпускной трубопровод 10, глушитель и далее в атмосферу. При такте выпуска не удается достигнуть полной очистки цилиндра от отработавших газов и часть их остается в цилиндре (остаточные газы). В конце выпуска давление равно 105—120 кН/м² (1,05—1,2 кгс/см²), а температура 700–900 °С. После окончания такта выпуска рабочий цикл двигателя повторяется рассмотренной выше последовательности.

На заднем конце коленчатого вала устанавливают тяжелый диск маховик, который во время рабочего хода накапливает энергию, а затем продолжает вращаться по инерции. При этом вместе с маховиком вращаем и коленчатый вал, который перемещает поршень в течение остальных (вспомогательных) тактов. В одноцилиндровом двигателе, работающем очень неравномерно, маховик должен обладать большим моментом инерции.