МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Силовые установки колёсных транспортных средств
Учебное пособие
2015
УДК 629.113.004.5
Рецензенты:
Потапов А.С., Беридзе В.А. Силовые установки колёсных транспортных средств. Учебное пособие. Иркутск. Издательство ИРНИТУ, 2015. - 132 с.
Изложены рабочие процессы и основы конструкции силовых установок современных автомобилей.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………… 5
1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ……….. 7
1.1Понятие «двигатель внутреннего сгорания». Классификация двигателей ………………………………………………………………... 7
1.2Общее устройство двигателя …………………………………….…. 8
1.3Основные параметры двигателя ……………………………………. 9
1.4Рабочий циклы двигателей …….……………………………………. 10
1.4.1 |
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя |
10 |
1.4.2 |
Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя …… |
12 |
1.4.3Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя …. 14
1.5Преимущества и недостатки различных типов двигателей ………. 15
1.6Наддув в дизельных двигателях ……………………………………. 17
2 КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ …………………………… |
19 |
|
2.1 |
Общие сведения ……………………………………………………… |
19 |
2.2 |
Блок цилиндров ……………………………………………………… |
19 |
2.3 Гильзы цилиндров …………………………………………………… |
22 |
|
2.4Головки блока цилиндров …………………………………………... 23
2.5Шатунно-поршневая группа ………………………………………... 25
2.6 |
Коленчатый вал ……………………………………………………… |
33 |
2.7 |
Маховик ………………………………………………………………. |
37 |
3 МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ………………………………….. |
38 |
|
3.1Детали механизма газораспределения ……………………………... 39
3.2Клапанный механизм ………………………………………………... 42
3.3Фазы газораспределения ……………………………………………. 46
4 СМАЗОЧНАЯ СИСТЕМА …………………………………………………. 47
4.1Приборы смазочной системы ……………………………………….. 49
4.2Вентиляция картера …………………………………………………. 53
4.3Масла, применяемые в двигателях …………………………………. 55
5 СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ………………………………………………. 57
5.1Жидкостная система охлаждения …………………………………... 57
5.2Приборы жидкостной системы охлаждения ………………………. 59
5.3Предпусковой подогреватель ……………………………………….. 63
5.4Воздушная система охлаждения ……………………………………. 64 6 СИСТЕМА ПИТАНИЯ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ …………... 65
6.1Горючая смесь ……………………………………………………….. 66
6.2Режимы работы двигателя …………………………………………... 67
6.3Простейший карбюратор ……………………………………………. 67
6.4Вспомогательные устройства карбюратора ……………………….. 69
6.5Устройство современных карбюраторов …………………………... 73
6.6 |
Ограничитель максимальной частоты вращения коленчатого вала |
75 |
6.7 |
Управление карбюратором ………………………………………….. |
76 |
6.8 |
Приборы системы питания двигателя ……………………………… |
76 |
3
|
|
Стр. |
6.9 |
Нейтрализация отработавших газов ………………………………... |
83 |
7 ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА …………………... |
84 |
|
8 СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА |
|
|
ГАЗОВОМ ТОПЛИВЕ ……………………………………………………….. |
87 |
|
8.1 Приборы ……………………………………………………………… |
89 |
|
9 СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ………………….. |
93 |
|
9.1 |
Смесеобразование в дизелях ………………………………………... |
94 |
9.2 |
Период задержки самовоспламенения топлива …………………… |
95 |
9.3 |
Приборы системы питания дизеля …………………………………. |
96 |
9.4 |
Топливный насос высокого давления ……………………………… |
99 |
9.5 |
Форсунки ……………………………………………………………... |
102 |
9.6 |
Регулятор частоты вращения коленчатого вала …………………… |
105 |
9.7 |
Система подачи и очистки воздуха ………………………………… |
107 |
10 СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ ………………………………………………... |
109 |
|
10.1 Назначение системы зажигания …………………………………… |
109 |
|
10.2 Принцип работы систем зажигания ………………………………. |
109 |
|
|
10.2.1 Контактная (классическая) система зажигания …………… |
109 |
10.2.2Контактно-транзисторная система зажигания …………….. 113
10.2.3Конденсаторная система зажигания ……………………….. 114
10.2.4 Бесконтактно-транзисторная система зажигания ………… |
115 |
10.3 Приборы системы зажигания ……………………………………… |
117 |
11 СИСТЕМА ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ …………………………………… |
123 |
11.1 Назначение и основные требования, предъявляемые к системе |
|
запуска ………………………………………………………………. |
123 |
11.2 Принцип работы системы запуска ………………………………… |
124 |
11.3Приборы системы запуска …………………………………………. 125
11.3.1Аккумуляторная батарея ……………………………………. 125
11.3.2Стартер ………………………………………………………. 126 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………………. 130
4
ВВЕДЕНИЕ
Автомобиль состоит из трех основных частей: кузова, двигателя и шасси. Двигатель — машина, преобразующая какой-либо вид энергии в
механическую работу.
На большинстве современных автомобилей установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), в которых часть теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в замкнутой рабочей полости, преобразуется в механическую работу.
Первый работоспособный поршневой двигатель внутреннего сгорания был построен французским механиком Ленуаром в 1860 г. Двухтактный двигатель с золотниковым распределением работал на светильном газе с воспламенением от электрической искры без предварительного сжатия рабочей смеси в цилиндре.
В1877 г. немецкий механик Н. Отто осуществил предварительное сжатие газовоздушной смеси в цилиндре, благодаря чему эффективность двигателей резко возросла.
В1892 г. немецкий изобретатель Р. Дизель получил патент на двигатель внутреннего сгорания нового типа, рассчитанный на использование жидкого топлива. Он предложил нагревать воздух в цилиндре путем сжатия до температуры, при которой мелкораспыленное впрыскиваемое топливо могло бы испаряться, окисляться, самовоспламеняться и сгорать по мере поступления
вцилиндр. Такой двигатель был впервые построен в 1899 г. на заводе Э. Нобеля в Петербурге (ныне «Русский дизель»),
В1957 г. немецкий инженер Ф. Ванкель создал роторно-поршневой двигатель. В отличие от поршневых двигателей, где возвратно-поступательные движения поршня преобразуются во вращательное движение коленчатого вала,
вроторно-поршневом двигателе (РПД) основной рабочий орган — треугольный поршень совершает вращательное движение. На каждой грани поршня
имеется камера сгорания. За полный оборот поршня в каждой из трех полостей последовательно совершаются все процессы рабочего цикла. Однако массовое применение данный двигатель не получил из-за низкой экономичности и высокой токсичности.
В 1897 г. по проекту инженера Кузьминского была построена газовая турбина. Газотурбинные двигатели (ГТД) используют в стационарных силовых установках, в авиации, на водном и железнодорожном транспорте. Начиная с 50-х годов XX века ГТД применяются на автомобильном транспорте. Через проточную часть ГТД проходит непрерывный поток газа. Последовательность процессов, образующих термодинамический цикл (впуск, сжатие, сгорание, расширение и выпуск), осуществляется, в отличие от поршневых двигателей, в специально предназначенных для этого автономных агрегатах: сжатие — в компрессоре, сгорание — в камере сгорания, расширение — в турбинах. В поршневых двигателях эти процессы осуществляются в одном замкнутом объеме — цилиндре.
5