Классификация тепловых двигателей и топлив

ВВЕДЕНИЕ

Подвижным составом (ПС) автомобильного транспорта (АТ) называют автомобили, автомобильные поезда, прицепы и полуприцепы.

Различают ПС по назначению: общего назначения, специализированный, специальный;

по проходимости: обычной, повышенной и высокой проходимости.

Колесная формула автомобиля (А) выражает цифровым индексом число колес автомобиля и число ведущих колес.

Базовой называется основная модель А, на основе которой выпускаются ее модификации. Ей присваивается четырехзначный цифровой индекс, в котором первые две цифры означают класс, а две последующие цифры — модель автомобиля. При этом перед цифровым индексом ставится буквенное обозначение завода-из­готовителя.

Модификацией называется модель А, отличающаяся от базовой некоторыми показателями (конструктивными и эксплуатационными), удовлетворяющими определенным требованиям и условиям эксплуатации. Имеет пятизначный цифровой индекс, в котором пятая цифра означает номер модификации базовой модели.

ПС должен иметь высокую конструктивную безопасность — активную, пассивную и экологическую.

Активная безопасность — свойство А предотвращать ДТП.

Пассивная безопасность (внутренняя и наружная) — свойство А уменьшать тяжесть последствий ДТП.

А представляет собой сложную машину,состоящую из деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Деталь — изделие, изготовленное из однородного материала (по наименованию и марке) без применения сборочных опера­ций. Деталь, с которой начинается сборка узла, механизма или агрегата, называется базовой.

Узел — ряд деталей, соединенных между собой с помощью резьбовых, заклепочных, сварных и других соединений.

Механизм — подвижно связанные между собой детали или узлы, преобразующие движение и скорость.

Агрегат — несколько механизмов, соединенных в одно целое.

Система — совокупность взаимодействующих механизмов, при­боров и других устройств, выполняющих при работе определен­ные функции.

Все механизмы, агрегаты и системы образуют три основные части, из которых состоит А: двигатель, кузов и шасси.

Двигатель является источником механической энергии для движения А.

Кузов предназначен для размещения водителя, пассажиров, багажа и защиты их от внешних воздействий.

Шасси представляет собой совокупность механизмов, агрега­тов и систем, обеспечивающие движение и управление автомоби­лем. В шасси входят трансмиссия, несущая система, передняя и зад­няя подвески, колеса, мосты, рулевое управление и тормозные системы.

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ТОПЛИВ

 

Тепловые двигатели – это устройства для преобразования химической энергии сгорающего топлива в механическую работу. Тепловые двигатели подразделяют на двигатели с внешним сгоранием (паровые машины, турбины) и двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Наибольшее распространение в технике получили ДВС, применяемые на транспорте и во всех отраслях экономики.

 

Поршневые ДВС классифицируют по следующим признакам:

1) способ организации рабочего процесса:

двухтактные (рабочий процесс завершается за один оборот коленвала);

четырехтактные (рабочий процесс завершается за два оборота коленвала)

 

2) тип применяемого топлива:

бензиновые;

дизельные;

газобензиновые, газодизельные, использующие газообразное (альтернативное) топливо;

многотопливные (использующие несколько видов топлива)

 

3) способ смесеобразования:

с внешним смесеобразованием;

с внутренним смесеобразованием в камере сгорания (дизельные, бензиновые двигатели с непосредственным впрыском)

 

4) способ воспламенения рабочей смеси:

с искровым (принудительным) воспламенением;

воспламенением от сжатия;

другими способами воспламенения

 

5) способ наполнения цилиндров рабочим телом:

со свободным впуском воздуха;

с наддувом

 

6) быстроходности:

быстроходные (высокооборотные автотракторные);

средне- и малооборотные (стационарные)

 

Поршневые ДВС можно классифицировать и по другим признакам (по количеству и расположению цилиндров, по конструктивным особенностям, способу охлаждения, смазочной системе и т.п.).

Двухтактные двигатели, имеющие большую, чем у четырехтактных, удельную мощность, применяют ограниченно (на мотоциклах, моторных лодках, снегоходах) из-за низких технико-экономических показателей.

НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ

Двигатель автомобиля представляет собой совокупность меха­низмов и систем, преобразующих тепловую энергию сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую. Наиболее мощными являются бензи­новые двигатели, наиболее экономичными и экологичными — дизельные, имеющие более высокий коэффициент полезного действия. Так, при равных условиях расход топлива у дизелей на 25-30% меньше, чем у бензиновых двигателей.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) состоит из кривошипно-шатунный механизма (КШМ), газораспределительного механизма (ГРМ), смазочной систе­мы (СС), системы охлаждения (СО) и системы питания (СП), бензиновый двига­тель имеет еще и систему зажигания (СЗ).

КШМ осуществляет рабочий про­цесс двигателя.

ГРМ производит открытие и за­крытие клапанов двигателя.

СС подает масло к трущимся деталям двигателя.

СО отводит тепло от сильно нагретых дета­лей двигателя.

СП готовит горючую смесь для двигателя и обес­печивает выпуск из двигателя отработавших газов.

СЗ производит воспламенение ра­бочей смеси (горючая смесь и остатки отработавших газов) в цилиндрах двигателя.

Основные параметры двигателя, связанные с его работой:

верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня. В этой точке поршень наиболее удален от оси коленчато­го вала;

нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня. Поршень наиболее приближен к оси коленчатого вала. В мертвых точках поршень меняет направление движения, и его скорость равна нулю.

Ход поршня (S — расстояние между мертвыми точками, прохо­димое поршнем в течение одного такта рабочего цикла двигателя. Каждому ходу поршня соответствует поворот коленчатого вала на угол 180°.

Такт — часть рабочего цикла двигателя, происходящего при движении поршня из одной) крайнего положения в другое.

Рабочий объем цилиндра (V_h) — объем, освобождаемый поршнем при его перемеще­нии от ВМТ до НМТ.

Объем камеры сгорания (V_c) — объем про­странства над поршнем, находящимся в ВМТ.

Полный объем цилиндра (V_а) — объем про­странства над поршнем, находящимся в НМТ: V_а = V_h + V_c.

Рабочий объем (литраж) двигателя — сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя, выраженная в литрах (см³).

Степень сжатия ( ε — отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания, т.е. ε = V_а / V_c =(V_h + V_c)/ V_c. Показывает, во сколько раз сжимается смесь в цилиндре двигателя при ходе поршня из НМТ в ВМТ. При повышении степени сжатия увеличивается мощность дви­гателя и улучшается его экономичность.

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС (ЦИКЛ) ЧЕТЫРЕХТАКТНОГО БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

1 такт. Впуск. Поршень перемещается в цилиндре вниз при открытом канале впуска и закрытом канале выпуска, в результате чего цилиндр заполняется смесью паров бензина и воздуха.

2 такт. Сжатие. Поршень перемещается в цилиндре вверх при закрытых обоих каналах, сжимая смесь в камере сгорания в верхней части цилиндра.

3 такт. Рабочий ход. В конце такта сжатия искра, проскакивающая между контактами свечи зажигания, воспламеняет пары бензина, которые быстро сгорают, нагревая газ в цилиндре до высокой температуры. При этом, соответственно, увеличивается давление, вынуждающее поршень перемещаться в цилиндре вниз. Оба канала остаются при этом закрытыми.

4 такт. Выпуск. Поршень перемещается вверх, при этом канал выпуска открывается, выпуская сгоревшие газы из цилиндра. В конце этого такта канал выпуска закрывается, а канал впуска снова открывается для следующего такта впуска, который следует за ним немедленно.

Полный цикл работы совершается за два оборота коленчатого вала.

Недостатком четырехтактного цикла всегда считалось то, что на каждый рабочий такт имеются три «холостых» такта.

СИСТЕМА СМАЗКИ

 

Основным назначением смазки является разделение движущихся поверхностей для предотвращения трения и износа. Смазки могут быть твердыми, жидкими или газообразными. В двигателях автомобилей применяются жидкие смазки. Вязкость является свойством жидкости, благодаря которому она сопротивляется течению: чем больше вязкость, тем больше сопротивление и наоборот. Смазка должна иметь достаточную вязкость, чтобы противостоять максимальной нагрузке, не оказывая слишком большого сопротивления перемещению. Использование более жидкого масла позволяет достичь лучшей экономичности, но требует тщательной подгонки опорных подшипников.

 

Смазочная система (СС) предназначена для уменьшения износа трущихся поверхностей и механических потерь на трение, отвода тепла от смазываемых поверхностей и предохранения их от коррозии.

В зависимости от условий работы масло к узлам и механизмам двигателя может подводиться несколькими способами: под давлением, разбрызгиванием и масляным туманом.

 

СС дизеля КАМАЗ-740 комбинированная. Запас масла хранится в поддоне картера. Двухсекционный шестеренный насос с приводом от коленчатого вала подает масло нагнетательной секцией в полнопоточный фильтр со сменным фильтрующим элементом, откуда оно направляется в главную масляную магистраль, проходящую внутри коленчатого вала и по сверлениям поступает к коренным и шатунным подшипникам. Одновременно по вертикальным каналам в блоке поступает к опорным шейкам распределительного вала по наклонным каналам к втулкам коромысел, а от них направляется к регулировочным винтам и верхним наконечникам штанг. Стекая по внутренним отверстиям штанг, масло смазывает толкатели и кулачки распределительного вала двигателя.

Масло поступает разбрызгиванием на стенки цилиндров, где оно снимается маслосъёмным кольцом, отводится внутрь поршня и смазывает поршневой палец. Из наклонных каналов блока масло поступает для смазывания подшипников компрессора и топливного насоса высокого давления. Кроме того, от нагнетательной секции насоса через кран и регулятор-выключатель масло подается в гидромуфту привода вентилятора.

Радиаторная секция масляного насоса по маслопроводу подает масло к центрифуге, из которой оно постоянно сливается в поддон картера или проходит в радиатор, если кран маслопровода открыт.

При засорении полнопоточного фильтра или повышенной вязкости масла открывается перепускной клапан и неочищенное масло поступает в главную масляную магистраль.

 

 

МАСЛЯНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Центробежный очиститель масла двигателя КАМАЗ-740 с активно-реактивным приводом ротора. Он обеспечивает очистку масла от мелких неорганических механических примесей размером до 1 мкм и от органических продуктов окисления и осмоления. Состоит из корпуса с клапанами, оси ротора, с втулками и упорным подшипником в сборе, колпака ротора, отражателя, стопорного устройства ротора, колпака фильтра.

Ротор в сборе с колпаком приводится в движение активным моментом, возникающим в результате вытекания струи масла из щели во втулке-сопле и попадающей на турбину ротора, а также реактивными силами, возникающими при прохождении масла с большой скоростью через тангенциальные сопла в верхней части корпуса ротора. Под действием центробежных сил механические частицы, имеющие высокую плотность, отбрасываются к стенкам колпака ротора и задерживаются на них, а очищенное масло через тангенциональные сопла в роторе ось ротора и трубку поступает в масляный радиатор при открытом кране или стекает в поддон.

Полнопоточный фильтр тонкой очистки масла двойной, со сменными картонными фильтрующими элементами, очищает масло, подаваемое в главную магистраль основной секцией.

 

 

СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА

Автомобили выделяют в окру­жающую среду много ядовитых веществ, из которых 65 % содер­жат отработавшие газы, 20% — картерные газы и 15% — пары топлива.

Вентиляция картера двигателя предназначена для удаления картерных газов (состоящих из горючей смеси и продуктов сгора­ния), которые разжижают масло и образуют смолистые вещества и кислоты. Кроме того, картерные газы повышают давление в кар­тере двигателя и вызывают утечку масла через уплотнения.

 

Система вентиляции картера двигателя КАМАЗ-740 открытая с сапуном лабиринтного типа. Из картера отработавшие газы выходят через сапун и вытяжную трубку в атмосферу за счет разрежения, создаваемого во время движения автомобиля у конца вытяжной трубки. Сапун препятствует выносу масла через вытяжную трубку.

На лег­ковых автомобилях система вентиляции картера двигателя закры­того типа. За счет вакуума во впускном трубопроводе картерные газы принудительно удаляются в цилинд­ры двигателя на догорание че­рез маслоотделитель и воздуш­ный фильтр. При холостом ходе и малых нагрузках двигателя газы поступают через шланг и золотник под дроссельные заслонки карбюратора. Пламегаситель исключает проник­новение пламени в картер двигателя при вспышках в карбюраторе.

ТРЕБОВАНИЯ К СВОЙСТВАМ ТОПЛИВА ДЛЯ КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Бензин — смесь углево­дородов (соединений углерода и водорода), имеющих температуру кипения 30 — 200⁰С, и присадок, предназначенных для улучшения экс­плуатационных свойств топлива. Является топливом, наиболее пригодным для ис­пользования в двигателях автомобилей. Представляет собой чистую жидкость, которую можно легко сохранять и которая является легко теку­чей. Он образует горючие пары при достаточно низкой тем­пературе и при сгорании высвобождает большое количество тепла.

Перед тем, как бензин сгорит, он должен быть превращен в пар и смешан с соответствующим количеством воздуха.

Пропорция воздуха и топлива, необходимая для полного сгорания, называется химически сбалансированной смесью и для бензина приблизительно равна 15.

Смесь, содержащая большее количество топлива, то есть имеющая соотношение воздух/топливо ниже 15, будет на­зываться обогащенной смесью, а смесь, содержащая боль­шее количество воздуха, то есть имеющая соотношение воз­дух/топливо выше 15, будет называться обедненной сме­сью.

Смеси с соотношением воздух/топливо меньше 8 или больше 22 не могут нормально зажигаться в цилиндрах двигателя внут­реннего сгорания, но и находящееся в этом диапазоне соот­ношение воздух/топливо оказывает значительное влияние на характеристики двигателя.

Максимального значения мощности двигатель достигает при несколько обогащенной смеси.

При обеднении смеси двигатель больше разогревается в процессе работы и обеспечивается наименьший расход топлива.

Если двигатель работает на химически идеальном составе смеси, отработанный газ должен состоять из смеси двуокиси углерода (СО₂), водяного пара (Н₂О) и азота (N₂). Если смесь сделать обо­гащенной, пропорция СО₂ в отрабо­танных газах уменьшится, тогда как количество моноокиси углерода (СО, угарного газа) возрастет и будет также иметься небольшое количество несгоревшего водорода. Ког­да будет достигнут определенный предел горючес­ти, в отработанных газах появится несгоревший углерод в виде черной угар­ной сажи. Её появление является признаком переобогащенности смеси.

Если смесь будет более бедной, чем химически правиль­ный состав, количество СО₂ в отработанных газах будет уменьшаться. При небольшом обеднении смеси в отработанном газе отсутствует СО, но со­держание кислорода увеличивается.

Поскольку в цилиндрах двигателя сгорают пары бензина, а не жидкость, важно, чтобы весь подаваемый в двигатель бензин был испарен до зажигания. Когда жидкость превращается в пар, она поглощает тепло, которое она поглощает из своего окружения. Если топливо будет испаряться в карбюраторе, он будет охлаждаться, влага будет конденсироваться, собираться на трубке дроссельной и воздушной заслонок и двигатель может заглохнуть.

Детонация — неконтролируемое самовос­пламенение части бензовоздушной смеси, со­провождающееся горением взрывного характе­ра (скорость распространения фронта пламени возрастает с 15-20 до 1500-2500 м/с). Ее призна­ками являются характерные металлические сту­ки (результат многократного отражения ударных волн от поверхностей цилиндров), вибрации и снижение мощности двигателя, увеличение рас­хода топлива, повышение дымности отработав­ших газов. Детонация приводит к перегреву и оплавлению поршней, прогару прокладки голов­ки блока цилиндров, разрушению поршневых ко­лец, износу подшипников коленчатого вала. Для подавления детонации используют уменьшение угла опережения зажигания, прикрытие дросселя и увеличение скорости вращения коленвала, увлажнение воздуха..

Неуправляемое воспламенение топливовоздушной смеси от чрезмерно нагретых деталей камеры сгорания и раскаленных частей, покрытых нагаром, называется калильным зажиганием.

Октановое число (ОЧ) бензина — показа­тель стойкости бензина к детонации. Важнейшим условием бездетонационной работы двигателя являет­ся применение топлива с октановым числом, рекомендуемым заводом-изготовителем. Оно указывается в марке бензина, например у АИ-95 ОЧ =95.

Октановое число бензина может быть повышено путем добавления специальных присадок: метилтретбутилового эфира (МТБЭ), метилового или этилового спирта (метанола, этанола). Органических соединений на основе марганца и железа. В качестве антидетонаторов также применяются изопентан, изооктан, неогексан, бензол, толуол, ацетон и др.

КАРБЮРАТОР

Карбюратор смешивает воз­дух и топливо в требуемом соотношении, чтобы получить необходимые характеристики двигателя, а также распы­лить топливо до такой степени, чтобы обеспечить хорошее его сгорание.

Состоит из следующих систем:

1. Механизма поддержания постоянного уровня топлива.

2. Главной дозирующей системы.

3. Системы холостого хода.

4. Экономайзера.

5. Ускорительного насоса.

6. Системы пуска двигателя.

Объем топлива, поступающего в карбю­ратор, контролируется с помощью иголь­чатого клапана и поплавка. При падении уровня топлива в поплавковой камере, поплавок опускается вниз. Игла клапана, соединенная с поплавком, перемещается и открывает отверстие в клапане для прохода топлива в поплавковую камеру. При уве­личении уровня топлива происходит обрат­ный процесс.

Дроссельная заслонка регулирует выходную мощность двигателя путем управления подачей горючей смеси в двигатель.

Благодаря падению давления в диффузоре топливо, по­даваемое из поплавковой камеры, смешивается с воздухом, и поскольку падение давления увеличивается при увеличении количества воздуха, подаваемого через диффузор, количество топлива, подаваемого для смешивания с этим воздухом, также увеличивается.

Холостой ход – такой режим работы, когда развиваемое двигателем усилиерасходуется только на то, чтобы преодолевать собственное внутреннее трение. Воздух, протекающий при этом через диффузор, течет настолько медленно, чтобы только распылять топли­во, но при этом разрежение в диффузоре недостаточно для того, чтобы затягивать топливо из жиклеров.

Устройства, которые используются в карбюраторе для изменения состава смеси для обеспечения большей мощности или большей экономичности, называются экономайзерами.

Ускорительный насос подает смесь в камеру сгорания, когда дроссельная заслонка резко открывается.

Для запуска холодного двигателя необходимо обеспечить специальные условия. Используемые в настоящее время системы холодного за­пуска делятся на два основных типа:

воздушная заслонка;

отдельный карбюратор для холодного запуска.

Воздушная заслонка с остоит из створчатого клапана, расположенно­го в месте подачи воздуха в карбюратор. Когда клапан зак­рыт, перекрытие подачи воздуха увеличивает величину разрежения в трубке Вентури. В результате подается дополнительное топливо, обеспечивающее очень высокое обо­гащение смеси, с соотношением приблизительно 8:1.

КАТАЛИЗАТОРЫ

 

Катализатор - вещество, способствующее протеканию химической реакции и не расходующееся при этом.

Каталитический преобразователь, нейтрализатор или конвертер устанавливается в выпускной системе. В двухходовых катализаторах вещество-катализатор обеспечивает окисление содержащихся в отработанных газах углеводородов и моноокиси углерода, в результате получаются вода и двуокись углерода. В более современных конструкциях катализаторов из содержащейся в отработанных газах окиси азота удаляется кислород; такие катализаторы называются трехходовыми.

Имеются два основных типа катализаторов — монолитный и шариковый.

В катализаторе монолитного типа покрытая алюминием керамика или стальные сотовые ячейки образуют стабильную и жесткую базу для нанесения на них вещества-катализатора, обеспечивая площадь контакта с отработанным газом равную площади нескольких футбольных полей.

Катализатор шарикового типа состоит из покрытых алюминием проволочных корзинок, в которых расположено каталитическое вещество в виде засыпки.

В двухходовых окисли­тельных катализаторах используются платина и палладий. В трехходовых используются платина и родий. Поскольку каждый катализатор содержит около 4 граммов драгоценного металла, в настоящее время разрабатываются более дешевые катализа­торы, в которых в качестве базовых металлов используются медь и хром. Тем не менее, эти металлы более склонны «зара­жаться» небольшими количествами имеющейся в топливе серы.

Все катализаторы становятся неэффективными в случае, если вещество-катализатор вступает в контакт со свинцом.

 

Упрощенно ход реакций в нейтрализаторе выглядит так:

CH+O₂ → CO₂+H₂O; NO+CO → N₂+CO₂:

Трехходовой катализатор работает эффективно только в том случае, если он используется совместно с системой контроля топлива, такой, как электронная система управ­ления двигателем с петлей обратной связи; это обеспечива­ет поддержание соотношения воздух/топливо на точном стехиометрическом уровне (обеспечение химически правиль­ного соотношения).

Для того, чтобы катализатор работал эффективно, необходимо соблюдать следующие правила:

НЕ использовать этилированное топливо;

НЕ допускать длительную работу двигателя на хо­лостом ходу;

НЕ проверять работу свечей зажигания путем за­мыкания их на «массу»;

НЕ допускать длительных тестов на проверку комп­рессии;

НЕ допускать таких условий работы, когда несго­ревшее топливо может попадать в систему выпуска.

 

СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

 

Экономические и экологические показатели автомобильного дизельного двигателя (ДД) в первую очередь зависят от особенностей рабочего процесса и, в частности, от типа камеры сгорания, системы впрыскивания топлива. Камеры сгорания ДД делятся на разделенные (вихрекамерные и форкамерные), полуразделенные и неразделенные. ДД с неразделенной камерой иногда называют двигателями с непосредственным впрыском.

ДД с разделенной камерой сгорания обычно устанавливаются на грузовики малой грузоподъемности и легковые автомобили. Они имеют низкий уровень шума и меньшую жесткость работы. При подходе поршня к ВМТ воздух из основного объема камеры сгорания вытесняется в дополнительный, создавая в нем интенсивную турбулизацию заряда, что способствует лучшему перемешиванию капель топлива с воздухом. Недостатком ДД с разделенной камерой сгорания являются: некоторое увеличение расхода топлива вследствие повышения потерь в охлаждающую среду из-за увеличенной поверхности камеры сгорания, больших потерь на перетекание воздушного заряда в дополнительную камеру и горящей смеси обратно в цилиндр. Кроме того, ухудшаются пусковые качества. Для облегчения пуска ДД с разделенной камерой оснащаются электрическими свечами накаливания, устанавливаемыми в форкамеру или вихревую камеру. Реже свечи устанавливаются в ДД с непосредственным впрыском.

ДД с неразделенной камерой сгорания имеют низкие расходы топлива и легче запускаются. Недостатком их является повышенная жесткость работы и соответственно - высокий уровень шума.

 

ДИЗЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА

Дизельные топлива (ДТ) предназначены для дви­гателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Представляют собой смесь углеводо­родов с температурой кипения 180—360⁰С. ДТ, впрыснутое в сжатый и нагретый в цилиндре воздух (500-700⁰С), должно распылиться, частично испариться и самовос­пламениться за очень короткий (0,002-0,003 с) промежуток времени, называемый периодом задержки самовоспламенения (ПЗС).

Цетановое число (ЦЧ) характеризует воспла­меняемость ДТ (чем оно больше, тем мень­ше ПЗС). При ЦЧ менее 40 (большом ПЗС) топливо в цилиндре успевает хорошо прогреться, поэтому воспламенение носит взрывной характер и рез­ко повышает давление в цилиндре. Такую рабо­ту дизеля называют "жесткой", она вызывает ударные нагрузки на поршень, подшипники ко­ленвала, приводит к их ускоренному износу. ДТ с ЦЧ выше 55 (малым ПЗС), поступив в цилиндр, не успевает хорошо прогреться, поэтому давление в цилиндре нарастает равно­мерно, дизель работает "мягко". Однако при этом ухудшается процесс смесеобразования, что приводит к неполному сгоранию топлива, падению мощности и экономичности двигателя, повышению дымности отработавших газов.

ЦЧ связано с низкотемператур­ными характеристиками топлива — чем оно меньше, тем ниже температура застывания. Поэтому летние и зимние ДТ имеют разные ЦЧ. У арктического ДТ оно находится на грани "жесткой" работы дизе­ля. "Мягкой" работой двигателя "жертвуют" для обеспечения возможности его пуска, прохожде­ния топлива через фильтры, прокачиваемости по топливной системы и т.д.

Прокачиваемость ДТ долж­на обеспечивать бесперебойную подачу его в цилиндры в необходимом количестве. Опреде­ляется вязкостью, низкотемпературными ха­рактеристиками, содержанием механических примесей, смол и других загрязнений, влияю­щих на прохождение топлива через фильтр.

Вязкость ДТ должна находиться в определенных пределах. Если она чрезмерно высокая, ухудшается прокачиваемость по системе и процесс смесеобразования из-за неудовлетворительной тонкости распыления. Это снижает экономичность двигателя и повышает дымность отработавших газов. Топливо с низкой вязкостью хуже обеспечивает смазку и герметизирует зазор плунжерных пар топливного насоса высокого давления, что может привести к выходу его из строя.

Низкотемпературные свойства ДТ — температура помутнения (кристаллизации парафинов), застывания (полная потеря текучести) и предельной фильтруемости (температура, при которой топливо еще способно проходить через фильтр). Они определяют способность топлива проходить через фильтр и обеспечивать прокачку по трубопроводам в условиях низких температур.

Таблица 1. Цетановые числа дизельных топлив различных марок

Марка ДТ	Летнее	Зимнее (-35^0С)	Зимнее (-45^0С)	Арктическое
ЦЧ	47 - 51	45 - 49	40 - 42	38 - 40

Для обеспечения низкотемпературных свойств зимнее и арктическое ДТ получают из бо­лее легких фракций, чем летнее, или проводят его депарафинизацию (извлечение парафинов), а в то­пливо марки ДЗп вводят депрессорные присадки. В арктическое ДТ для повышения ЦЧ вводят специальные присадки, повышающие его с 38 до 40. Гидроочисткой получают экологи­чески чистые топлива летних (ДЛЭЧ-В и ДЛЭЧ) и зимней марок (ДЗЭЧ), которые обладают по­ниженным содержанием серы.

Введением в экологически чистое топливо присадок (летом антидымной, зимой еще и депрессорной) получают городское ДТ.

Зимнее ДТ дороже летнего, поэтому недобросовестные производители для сниже­ния температуры застывании добавляют зимой в летнюю марку бензины или керосины. У них низкое цетановое число (у керосина — 20-40, у бензина — 14-24), что приводит к жест­кой работе дизеля, соответственно к повыше­нию износа и т.д. Добавление в ДТ некачественных депрессорных присадок, понижающих только температуру застывания и не влияющих на пре­дельную температуру фильтруемости, вызыва­ет забивание фильтров.

 

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

МАССА АВТОМОБИЛЯ - величина веса автомобиля. Подразделяется на собственную и полную.

Собственная - масса автомобиля в снаряженном состоянии без нагрузки. Слагается из сухой массы топлива, охлаждающей жидкости, запасного колеса (колес), инструмента, принадлежностей и обязательного оборудования.

Полная - масса снаряженного транспортного средства с грузом, водителем и пассажирами, установленная предприятием-изготовителем в качестве максимально допустимой.

 

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ:

Паскаль — единица измерения давления (механического напряжения) в СИ.

Паскаль равен давлению (механическому напряжению), вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр;

 

Бар — внесистемная единица измерения давления, примерно равная одной атмосфере. Один бар равен 10⁵ Н/м² (ГОСТ 7664-61) или 10⁶ дин/см² (в системе СГС);

 

Миллиметр ртутного столба — внесистемная единица измерения давления, равная 101 325 / 760 ≈ 133,322 368 4 Па; иногда называется „торр“ (русское обозначение — торр, международное — Torr) в честь Эванджелиста Торричелли;

 

Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана.

Существуют две примерно равные друг другу единицы с таким названием:

1. Стандартная, нормальная или физическая атмосфера (атм, atm) — в точности равна 101 325 Па или 760 миллиметрам ртутного столба. Давление, уравновешиваемое столбом ртути высотой 760 мм при 0 °C, плотность ртути 13595,1 кг/м³ и нормальное ускорение свободного падения 9,80665 м/с².

2. Техническая атмосфера (ат, at, кгс/см²) — равна давлению, производимому силой 1 кгс, направленной перпендикулярно и равномерно распределённой по плоской поверхности площадью 1 см² (98 066,5 Па). В техническом жаргоне используют синоним «килограмм», подразумевая силу давления.

 

ВВЕДЕНИЕ

Подвижным составом (ПС) автомобильного транспорта (АТ) называют автомобили, автомобильные поезда, прицепы и полуприцепы.

Различают ПС по назначению: общего назначения, специализированный, специальный;

по проходимости: обычной, повышенной и высокой проходимости.

Колесная формула автомобиля (А) выражает цифровым индексом число колес автомобиля и число ведущих колес.

Базовой называется основная модель А, на основе которой выпускаются ее модификации. Ей присваивается четырехзначный цифровой индекс, в котором первые две цифры означают класс, а две последующие цифры — модель автомобиля. При этом перед цифровым индексом ставится буквенное обозначение завода-из­готовителя.

Модификацией называется модель А, отличающаяся от базовой некоторыми показателями (конструктивными и эксплуатационными), удовлетворяющими определенным требованиям и условиям эксплуатации. Имеет пятизначный цифровой индекс, в котором пятая цифра означает номер модификации базовой модели.

ПС должен иметь высокую конструктивную безопасность — активную, пассивную и экологическую.

Активная безопасность — свойство А предотвращать ДТП.

Пассивная безопасность (внутренняя и наружная) — свойство А уменьшать тяжесть последствий ДТП.

А представляет собой сложную машину,состоящую из деталей, узлов, механизмов, агрегатов и систем.

Деталь — изделие, изготовленное из однородного материала (по наименованию и марке) без применения сборочных опера­ций. Деталь, с которой начинается сборка узла, механизма или агрегата, называется базовой.

Узел — ряд деталей, соединенных между собой с помощью резьбовых, заклепочных, сварных и других соединений.

Механизм — подвижно связанные между собой детали или узлы, преобразующие движение и скорость.

Агрегат — несколько механизмов, соединенных в одно целое.

Система — совокупность взаимодействующих механизмов, при­боров и других устройств, выполняющих при работе определен­ные функции.

Все механизмы, агрегаты и системы образуют три основные части, из которых состоит А: двигатель, кузов и шасси.

Двигатель является источником механической энергии для движения А.

Кузов предназначен для размещения водителя, пассажиров, багажа и защиты их от внешних воздействий.

Шасси представляет собой совокупность механизмов, агрега­тов и систем, обеспечивающие движение и управление автомоби­лем. В шасси входят трансмиссия, несущая система, передняя и зад­няя подвески, колеса, мосты, рулевое управление и тормозные системы.

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ТОПЛИВ

 

Тепловые двигатели – это устройства для преобразования химической энергии сгорающего топлива в механическую работу. Тепловые двигатели подразделяют на двигатели с внешним сгоранием (паровые машины, турбины) и двигатели внутреннего сгорания (ДВС). Наибольшее распространение в технике получили ДВС, применяемые на транспорте и во всех отраслях экономики.

 

Поршневые ДВС классифицируют по следующим признакам:

1) способ организации рабочего процесса:

двухтактные (рабочий процесс завершается за один оборот коленвала);

четырехтактные (рабочий процесс завершается за два оборота коленвала)

 

2) тип применяемого топлива:

бензиновые;

дизельные;

газобензиновые, газодизельные, использующие газообразное (альтернативное) топливо;

многотопливные (использующие несколько видов топлива)

 

3) способ смесеобразования:

с внешним смесеобразованием;

с внутренним смесеобразованием в камере сгорания (дизельные, бензиновые двигатели с непосредственным впрыском)

 

4) способ воспламенения рабочей смеси:

с искровым (принудительным) воспламенением;

воспламенением от сжатия;

другими способами воспламенения

 

5) способ наполнения цилиндров рабочим телом:

со свободным впуском воздуха;

с наддувом

 

6) быстроходности:

быстроходные (высокооборотные автотракторные);