Antoshka

Путь к Файлу: /АКАДЕМИЯ / 5 курс / ВСЁ / Подминогин / 1.Motor und seine Aufgabe.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   Antoshka
Добавлен:   20.12.2014
Размер:   111.5 КБ
СКАЧАТЬ

1. Motor und seine Aufgabe.

 

Двигатель и его функции.

 

Для приведения в движение автомобиля преимущественно используются двигатели внутреннего сгорания, лишь незначительное число электромоторов или паровых двигателей и до сих пор путем проверки турбины сгорания. ДВС характеризуется именно так, потому что он приводиться в действие с помощью возгорания топлива(бензила, бензола, дизтоплива, сырой нефти, сжиженного газа или генераторного газа).

У ДВС стоит задача производить необходимую силу передвижения автомобиля. Они относятся к тепловым двигателям. Это автомобили, в которых тепло перерабатывается в механическую работу. Самые старые тепловые двигатели – это паровые машины, в которых горючее сгорает под котлом, наполненным водой. Пар, который вырабатывается в котле проходит к двигателю по трубе и вырабатывается работа. Паровые двигатели – это тепловые двигатели, осуществляющие двойное действие.

Со временем развития двигателей сгорания горючее сгорало прямо в рабочем цилиндре. При этом, химическая энергия, которая содержится в горючем перерабатывается в тепловую. В связи с высоким давлением в рабочем цилиндре,  осуществляется механическая работа шатуна и коленчатого вала с помощью  энергии тепла.

 

2. Einteilung der Verbrennungsmotoren.

 

Распределение ДВС

По типу зажигания. 1. Двигатели с искровым зажиганием (карбюраторные д.): горючая смесь всасывается (или всасывается воздух и впрыскивается горючее), конденсируется и зажигается с помощью искры под высоким напряжением.

2. Двигатели с колоризаторным зажиганием (колоризаторные д.). Температуры сжатия всосанного воздуха не хватает для самозажигания  впрысканного  горючего . От туда зажигание следует через «калоризатор».

3. Двигатели с самозажиганием (дизельные д.): воздух всасывается и сжимается. Горючее впрыскивается в высоко-сжатый воздух, и оно в связи с высокой температурой сжатия само зажигается.

По типу смесеобразования. 1. Двигатели с внешним смесеобразованием: горючая смесь образовывается вне цилиндра во всасывающей трубе.

2. Д. с внутренним смесеобразованием:горючее образуется в цилиндре.

По типу топлива. 1. Д. для жидкого топлива: Д. легкого и Д. тяжелого топлива.

2. Д. для газообразного топлива: газовые Д.

По типу производственных методов. 1. Четырехтактные д.: при каждом четвертом ходе поршня выполняется работа.

2. Двухтактные д.: при каждом втором ходе поршня выполняется работа.

По типу числа цилиндров. 1. Одноцилиндровые д.

2. Многоцилиндровые д. (2-х, 3-х, четырехцилиндровые д. и т.д.)

По типу расположения цилиндров: 1. Рядовые двигатели: цилиндры расположены в ряд.

2. V-образные д. : цилиндры расположены в V-форме.

3. Оппозитные д.: цилиндры расположены друг на против друга.

По типу органов управления: 1. Д. с клапанным газораспределением: впуск и выпуск газа направляется по клапанам (в общем четырехтактыный).

2. Бесклапанные д.: впуск и выпуск направляется по рабочим клапанам (двухтактовые)

По типу охлаждения цилиндров: 1. Д, охлаждающиеся жидкостью: вокруг цилиндра рубашка охлаждения. Охлажденная жидкость (в основном вода) находиться в круговороте между рубашкой охлаждения , где она принимает тепло, и радиатор, где она отдает тепло.

2. Д., с воздушным охлаждением: цилиндры охлаждаются прямо через воздушный поток или через компрессор. Для лучшего отведения тепла цилиндры снабжены охлаждающими ребрами.

 

3. Allgemeiner Aufbau des Verbrennungsmotores(ДВС)

 

Несмотря на большое кол-во типов двигателей, в общем, они похожи и основные их части также схожи. В схематическом изображении четырехтактного карбюраторного д-я можно различить основные части.

Прямолинейное движение поршня, кот. движется последовательно, передвигается круговыми движениями по коленчатому валу. Цилиндр замыкается вверху через головку цилиндра. Коленчатый вал расположен в картере, нижняя часть которого называется масляный поддон или картер, и служит как емкость для смазочного масла. При трансмиссии к концу коленчатого вала прикрепляется маховик, через который круговыми движениями проходит сцепление. Топливо получается при карбюраторном двигателе, в общем, через карбюратор, который связан через всасывающую трубу с цилиндром. На свечу зажигания попадает искра, которая зажигает топливо. Выхлопные газы из цилиндра выходят(в воздух) по выпускному коллектору, глушителю и по выпускной трубе.

 

4. Arbeitsverfahren – принципы работы ДВС. Производственный метод.

 

Положение поршня, в котором он находится на минимальном расстоянии с головкой цилиндра и начинается с противоположного движения, называется верхней мертвой точкой, а его  самое большое расстояние от головки цилиндра как нижней мертвой точкой. На рисунке 1 верхняя и нижняя мертвые точки обозначены пунктиром. Путь, который поршень проходит между поршнем и обеими мертвыми точками, называется ходом поршня или просто ходом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Viertakt – четырехтактный цикл.

 

Четырехтактный карбюраторный двигатель вообще на каждый цилиндр имеет впускной клапан, который управляет впуском горючей смечи, и выпускной клапан, который управляет выходом выхлопных газов во временном соответствии с движением поршня. На свече зажигания воспламеняется горючая смесь в необходимый момент по переходящей искре к воспламенению.

Рабочие способы четырехтактного мотора следующие:

1. такт (всасывание): поршень двигается от верхней мертвой точки к нижней и через открытый впускной клапан всасывает горючую смесь.

2. такт (компрессия): поршень двигается от верхней мертвой точки к нижней и сгущает смесь. Клапаны закрыты.

3. такт (сгорание): горючее зажигание с помощью искры, расширение горючего газа прижимает поршень к нижней мертвой точке, клапаны закрыты (рабочий такт).

4. такт (выхлоп): поршень двигается от нижней мертвой точки к верхней и выталкивает  выхлопные газы через выпускной клапан.

Коленчатый вал выполняет два оборота.

Рабочий цикл повторяется. Лишь во время третьего такта выполняется работа, остальные такты затрачивают работу (пустые такты)

 

Двухтактный цикл.

 

В двухтактном карбюраторном двигателе (в основном бесклапанном двигателе) циркуляция или  процесс поворота такой же как и в четырёхтактном цикле. В двухтактном цикле так же присутствуют 4 такта, но они функционируют лишь во время вращения коленчатого вала, совпадая во временном отношении, так как нижняя часть поршня дополнительно используется здесь для процесса продувки. Как правило, двухтактный мотор работает без клапанов. Для этого цилиндра есть разрез, который открывается и закрывается поршнем (регулируется).

Горючая смесь всасывается в картер, там она подвергается компрессии и направляется по одному(или более) перепускному каналу, который объединяет картер и объем цилиндра в цилиндре. Принципы работы двухтактного цикла следующие:

1.такт: поршень движется от нижней мертвой точки к верхней и конденсирует смесь в камере сгорания. Одновременно под поршнем возникает давление.

От достижения верхней мертвой точки поршень с нижней кромкой освобождает выпускное окно 1, смесь направляется из карбюратора в картер.

2.такт: в камере сгорания смесь зажигается с помощью искры, расширении горючего газа давит поршень на нижнюю мертвую точку. При этом (впускное окно) закрывается  и находящаяся в картере смесь подвергается предварительному сжатию.

Незадолго до нижней мертвой точки кромка поршня  освобождает выпускное окно 2, а выхлопные газы выходят. Одновременно или немного позже освобождается продувочное окно, конденсирующая смесь выходит из картера в камеру сгорания и давит на остальные выхлопные газы через выпускное окно.

Коленчатый вал делает один оборот, рабочий цикл повторяется.

 

5. Четырехтактный дизельный двигатель.

 

В общем строении дизельный мотор похож на карбюраторный. В связи с большей нагрузкой отдельные детали работают сильнее/ имеют большую массу(тяжелые).

Цилиндры и картер состоят из специального чугуна, часто содержащего никель. Цилиндры в основном .... цилиндра, которая омывается холодной водой. На головке цилиндра исключительно в подвешенном виде расположены клапаны. Головка цилиндра уплотнена крышкой, чтобы (напорное) масло под давлением для оси коромысла, которая расположена на головке цилиндра, не вытекало наружу. Выбежавшее масло течет на толкатель вдоль прямо в масляный картер. Масляный картер во всех моторах внизу разделен коленчатым валом. Дизельный двигатель чаще всего подвешен на четырех точках.

Кривошипный механизм изготовлен для высшего давления в дизельном моторе особенно сильно и с более тонкой насадкой. Поршень состоит из легкого металла; поршневой палец плавучий. Днище поршня в основном фрезерованный, чтобы газ сохранял гидравлические условия, а у клапанов было место, так как поршень находился в дизельном моторе в верхней мертвой точке вблизи головки цилиндра. Это расстояние (зазор между днищем поршня  в верхней мертвой точке и головкой блока цилиндров) должно быть одинаковым во всех цилиндрах.

Шатун изготовлен из высококачественного материала и практически всегда имеет форму двойного Т(І). Коленчатый вал выполнен особенно точно из-за большой силы инерции.  Каждый подшипник шатуна находится между двумя основными подшипниками так, что шестицилиндровый коленчатый вал  имеет 7 основных подшипников. Для разгрузки основного подшипника от мощи масс шатуны установлены в противовес. Для смягчения крутильного колебания большинство моторов имеют амортизатор колебаний.

 

 

6. Kurbelhause

 

Картер

Картер - это основа двигателя. В нем выполняют свою работу - кривошипный механизм, цилиндры, система газораспределения и вспомогательные аппараты. Он находится в верхней части головки блока цилиндра. Работа двигателя приводит в движение механизмы ходовой части. Так как вибрация двигателя не должна переноситься на шасси, а также для смягчения  его роботы, двигатель устанавливается на резиновых подушках. Они завулканизированны между металлическими пластинами. Так как картер подвержен высокому напряжению, он должен быть устойчиво закреплен.  Как правило, верхняя и нижняя часть картера, например, в размере середины коленчатых валов друг с другом соеденены. Разъем стыков половин картера должен закрываться непроницаемо для смазочного средства и газа.

            Верхняя часть  картера и блок цилиндров отливаются чаще всего в одно целое изделие. В качестве материала используется серый чугун, или если транспортные средства  особенно легкие, используется легкий металл (алюминиевые сплавы, силумин).

            Нижняя часть картера одновременно служит как масляный резервуар (масляный поддон), который сделан большей частью из листовой стали, реже из легкого металла. Особенно крепкие, в корпусе картера, в поперек расположенные перегородки устанавливаются подшипники для крепления коленчатого вала и кулачкового вала. Из-за возникающих масляных паров нужно удалять воздух из картера четырехтактного двигателя. C этой целью вентиляционная труба установлена в маслоналивной горловине. На подходящее, доступное место часто подключается датчик смазочного средства.

            В картер устанавливается: топливный насос, маслоналивная горловина, патрубокподвода охлаждающей жидкости, водяной насос, распределитель зажигания, осветительный генератор, стартер, картер сцепления.

7. Цилиндр

 

Цилиндр представляет собой цилиндрический полость, которая наверху закрыта головкой цилиндра и открыта внизу. В цилиндре работает поршень, который в нижней мертвой точке ограничивает объем цилиндра, в верхней мертвой точке топочный объем. Рабочий объем это помещение цилиндра, которое поршень на его пути от верхней мертвой точки освобождает к нижней мертвой точке. Соотношение величин между объемом цилиндра и камерой сгорания - это коэффициент сжатия. Если говорить о коэффициенте сжатия 5:1, это называется: содержание объема цилиндра (рабочий объем плюс камера сгорания, поршень в нижней мертвой точке) в пять раз больше чем содержание самой камеры сгорания только (поршень в верхней мертвой точке) или: воздушно-топливная смесь сжимается(сгущается) с помощью поршня на пути от нижней мертвой точки к верхней на пятую часть. Цилиндр должен потреблять полное давление сгорания и иметь поэтому достаточную прочность.

Так как в большинстве случаев используется  материал твердый, плотный, мелкозернистый специальный серый чугун,  для особых целей, но редко, также используется сталь. Иногда для лучшей возможности обмена при запирании или по причинам стройматериала или изготовления предусматриваются  особенные цилиндровые гильзы. У больших двигателей есть в большинстве случаев мокрые гильзы цилиндра, которые омываются охлаждающей жидкостью. В верхнем бурте они  уплотнены герметиком, в нижнем, в большинстве случаев, резиновыми кольцами.  Также здесь находятся тонкие гильзы серого чугуна или стальные гильзы (сухие гильзы), которые, всесторонне окружают металла цилиндра , нигде не обмываются охлаждающей жидкостью. Они могут использоваться для ремонта сильно изношенных рабочих поверхностей поршня. Так как легкий металл, несмотря на экономию за счет уменьшения шасси, по сравнению с серым чугуном проявляет существенно лучшую теплопроводность, частично перешли также к тому, чтобы разливать блок цилиндров из легкого металла.

При многоцилиндровом двигателе все цилиндры будут в большинстве случаев в блоке (блок цилиндров) смешаны. Говорят тогда о двигателе, цилиндры которого отлиты заодно с верхней частью картера.

Если речь идет о цилиндре особенно больших диаметров, то они часто будут по 2, 3 или 4 детали смешаны.

Сегодня у всех блоков цилиндров есть съемные цилиндрические головки.

Деление цилиндрической головки – блок цилиндров соответствует уровню седла клапана.

Цилиндрическая головка укрепляется установочными штифтами в блоке и герметизируется прокладкой по направлению к выходу газообразных продуктов сгорания.

Прокладка головки цилиндра существует в большинстве случаев состоит из ткани металлического асбеста или из асбестовой пластины поверхность, которой покрыта тонкими металлическими листами.

Пластины выполняют свою цель только тогда, если они абсолютно безупречны и на уплотненных поверхностях не видно неровностей.

 С помощью уплотнения головки цилиндра разной толщины можно изменить коэффициент сжатия. Более толстая прокладка дает в итоге более незначительное, тонко-более высокое сгущение. Цилиндрическая головка создает верхнюю изоляцию камеры сгорания и четырехтактных двигателях зависит от расположения клапанов.

При этом камера сгорания  по сравнению с содержимым должна быть минимальной.  Пламя должно быть коротким и смесь должна возгораться на самом горячем месте. Для исполнения этих требований были созданы самые различные формы цилиндрической головки с целесообразным расположением вентилей и свечей зажигания .

Выделяют горизонтальные и вертикальные вентили. Горизонтальные вентили расположены головкой клапана наверх и стержнем клапана вниз, вертикальные вентили - в противоположном направлении. Рабочая поверхность цилиндра изнашивается из-за скольжения поршня в течение эксплуатационного периода. Сильнее всего износ встречается там, где высшее поршневое кольцо находится в верхней мертвой точке. Здесь встречаются самые высокие температуры и давление, в то время как смазывание хуже всего. Кроме того, стенка цилиндра подвергается на этом месте коррозии от кислоты, которая образуется при сгорании. Если применять только безупречное моторное масло, избегать чрезмерного осадков топлива (которое происходит из-за неправильного использованием воздушной заслонки, к жирной регулировке карбюратора и т.д.), соблюдать правильную рабочую температуру, регулярную чистку фильтра для очистки воздуха и т.д. можно избежать досрочного износа цилиндров.

 

 

8. Kurbeltriebwerk – кривошипно-шатунный механизм

Поршень с поршневым пальцем, шатуном и коленчатым валом с маховиком (или маховой массой) составляют кривошипно-шатунный механизм двигателя. В его работу входит превращение поступательного движения в противоположные стороны поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Поршень. В поршне различают днище поршня, юбку поршня либо тронковую часть поршня, отверстие для поршневого пальца и канавки для поршневого пальца. На верхней стороне днище поршня ровное либо немного изогнутое, а по отношению к отверстию для поршневого пальца с развитым оребрением. Днище поршня двухтактного мотора всегда имеет форму носа. В моторах с более высоким уплотнением, особенно в дизельном моторах, выемка в днище поршня, которая служит как камера сгорания, также вовлекается в работу.  Юбка поршня приводит поршень в цилиндр. Поршень должен переносить давление от сгорания через шатун, и коленчатый вал при промежуточном подключении трансмиссии на ведущие шестерни. Далее задача поршня такова: всасывание воздушно-топливной смеси, а также обеспечение выхода выхлопных газов. Поршень принимает прямолинейно-направляющий механизм головки шатуна (верхний конец шатуна), перенося на стенки цилиндра возникающее при установке под углом шатуна боковое давление.

Поршень при этом является наиболее нагруженной частью автомобиля, потому он выполняет вышеупомянутые задачи при более высокой температуре. Каким же нагрузками подвергается поршень, ясно из того, что он в момент сгорания должен выдерживать температуру от 2000 до 2500 °С и давление от 30до 60 кг/см2. Часть тепла перемещается на поршни, и оттуда преимущественно над поршневыми кольцами по возможности быстро перемещается на охлажденные стенки цилиндра. Чем быстрее и лучше поршень выполняет это задание, тем ниже находится средняя температура и тем благоприятнее происходит работа.

Поршень должен скользить с по возможностью незначительным зазором/люфтом в цилиндре, чтобы он не опрокидывался при совершении возвратного движения в наивысшей и самой глубокой точке (обе мертвые точки) и, чтобы он не вызывал дребезжащего шума. Кроме того, чем больше в поршне зазор, тем меньше степень сжатия.

Высокая температура расширяет тело. Расширение, в зависимости от градуса тепла, зависит от вида материала. Поршень из легкого металла подвергается большему тепловому расширению, например, цилиндр из серого чугуна. Поэтому поршень в холодном состоянии имеет всегда больше зазоров, чем требуется в прогретом состоянии. На днище поршня, где он разогревается сильнее всего, должны  быть большие по размеру зазоры, а диаметр поршня на этом месте станет немного меньше. В отверстии для поршневого пальца, где скапливается наибольшее количество материала и расширение увеличилось, также должно  быть большее количество зазоров.

Нижняя часть поршня нагревается меньше всего, поэтому на этом месте происходит незначительное расширение и вследствие этого у поршня должен быть больший диаметр. Этот диаметр – номинальный размер поршня, по которому определяется монтажный зазор поршня. Монтажный зазор – это диаметр цилиндра минус номинальный размер поршня, и он находится между 0,04  и 0,08мм.

 

 

Поршневые кольца. Объем цилиндра хорошо уплотнен поршневыми либо компрессионными поршневыми кольцами. Они находятся в кольцевом пазе поршня и одновременно проводят тепло в стенки цилиндра. Нижнее кольцо цилиндра должно одновременно стирать смазочное масло из стенок цилиндра. Чаще всего оно немного шире, чем компрессионные поршневые кольца и отличаются по форме.

Чтобы кольца хорошо прилегали к стенке цилиндра, они незначительное напряжение и поэтому подскакивают при извлечении поршня из цилиндра. Они имеют округленную форму лишь во встроенном состоянии. В зависимости от общего диаметра кольца стыковой шов не должен быть шире, чем от 0,2 до 0,4 мм, иначе кольца не будут хорошо уплотнены. Они не должны быть слишком тонкие, иначе они будут сжиматься при тепловом расширении. Стыковой зазор будет проверен, приведя в правильное положение кольцо, размещенное посередине цилиндра двигающегося поршня, и, измерив зазор измерительным штифтом. Концы поршневого кольца в основном находятся под углом 15°или прямые.

Для установки на поршень очень  хрупкие поршневые кольца с устройством (щипцами для установки поршневых колец) разведены настолько широко, что они проходят через днище поршня и их можно разместить в кольцевых пазах. Стыковые швы должны находиться друг против друга на рабочей стороне поршня. На этой стороне прилегает поршень вследствие оказываемого на него давления сгорания. Находящаяся здесь часть поршневого кольца обратно попадает в пазы, в результате чего стыковой шов практически полностью закрывается.

Боковой зазор поршневого кольца в кольцевом пазе не должен превышать определенные размеры. Допустимый зазор от 0,03 до 0,08 мм. Если зазор будет большим, то кольцо будет работать как насос и перемещать больше масла, чем допустимая норма в камеру сгорания. Кольца со слишком маленьким боковым зазором легко сжимаются в кольцевом пазе, и в таком случае не обеспечивается компрессия. Температура днища поршня на отдельных местах может превышать 450 °С, а в среднем она около 360°С. Под поясом поршневых колец температура около 200°С, а в нижней части цилиндра 100°С. Из-за такого высокого нагрева прочность поршня из легкого металла и вернее поршневое кольцо, которое находится в самом горячем месте, сильно бьются, по сравнению с теми, которые находятся в нижней части. Чтобы противодействовать этому, поршни часто снабжены так называемыми вставками для поршневых колец. Это литые детали кольца из сплавов никеля и термостойкого серого чугуна, и в них вставлен один или два кольцевых паза. В качестве материала для  поршневых колец используется серый чугун с особенно хорошей текучестью и более высокой эластичностью. В последнее время также большим успехом пользуются встроенные пористо-хромовые кольца, с помощью которых изнашивание наступает не так быстро.

 

 

Поршневой палец. Поршневой палец связывает поршень с шатуном  и его задача - перемещать рабочее давление, оказываемое на поршень. Чтобы уменьшить эту нагрузку и предотвратить преждевременный износ, поршневой палец изготавливают из стали для цементации, азотируемой стали или термически улучшенной стали, и хорошо обрабатывают шлифовкой или протиркой, чтобы упрочнить его. Для снижения массы, конструкцию делают внутри полой.

 

9. Шатун. В шатуне различают головку, юбку поршня и основание. Шатун значительно нагружен давлением поршня на давление и продольный изгиб, а также силой энергии поршня на движение. Стержень шатуна имеет форму римской единицы и округлое сечение. В качестве материала используется высококачественная сталь, в единичных случаях легкий металл. Головка шатуна основывается как опора поршневого пальца, и снабжена бронзовой втулкой, реже игольчатым подшипником. Между головкой шатуна и отверстие для поршневого пальца должен находиться боковой зазор в 2-3мм. Если поршневой палец крепко установлен в головке шатуна, то разъемная головка шатуна имеет зажатый паз. С помощью касательного винта болт можно крепко закрепить в подшипнике.

Нижняя головка шатуна соединяет шатун с коленчатым валом. Она разделена в центре оси; нижняя часть – это крышка подшипника, которая связана двумя или даже четырьмя болтами с основанием.

В нижней головке шатуна находятся две части вкладыша подшипника из бронзы, стали или легкого металла. Они армированы подшипниковым сплавом. Подшипниковый сплав наносится на вкладыши подшипника способом литья, литья под давлением или центробежным методом. В наше время в основном стальной вкладыш подшипника применяется со свинцовой бронзой или с армированным баббитом. Часто также он вставлен, прежде всего, в мотоциклетных двигателях и в подшипнике качения.

Закупорка шатуна в основном происходит из-за поломки или деформации. Изношенные подшипники можно возобновить так же как и изношенную втулку. Если заменить шатун, то можно заметить, что относительно новая нагрузка и положение центра тяжести выровнены по-другому.

 

Коленчатый вал. Коленчатый вал имеет одну или более поочередно расположенные шатунные шейки, которые связывает щека коленчатого вала плеча кривошипа и находящаяся между ними коренная шейка (рис.3). Шатунные шейки и относящийся туда же шатун превращают поступательные движения поршня во вращательные движения коленчатого вала.

Форма коленчатого вала зависит от количества цилиндров. В моторах с большим количеством цилиндров шатунные шейки расположены друг против друга так, что они приводят поршень в симметричное расстояние по очереди в рабочее положение, чтобы достичь  как можно более равномерного вращательного движения.

Способу положения пальцев кривошипа друг к другу также соответствует по возможности равномерная нагрузка коленчатого вала с помощью давления сгорания, которое проходит через поршень и шатун.

 

Амортизатор колебаний/демпфер

Несмотря на тщательную балансировку и тесно прилегающие друг возле друга подшипники, коленчатый вал двигается не совсем плавно. Прежде всего, для крутильного колебания неизбежно необходим коленчатый вал.

Так как сила, действующая на поршень, всегда осуществляется в определенной последовательности на коленчатый вал толчкообразно,  а у самого коленчатого вала есть собственные колебания, то происходит так, что при определенном числе оборотов колебания коленчатого вала совпадают с крутильными колебаниями, которые вызывают силу, действующую на поршень, либо напластовываются, когда выталкиваются специально. Это критическое число оборотов проявляется в связи с непрерывным ходом мотора. В неблагоприятных случаях коленчатый вал при этом может быть настолько нагружен, что происходит поломка. Поэтому на переднем конце коленчатого вала используется демпфер. Его задача уменьшать напластованные колебания. В основном демпфер состоит из маленького маховика, который закреплен между двумя фланцами, что крепко соединены с коленчатым валом,  и трется. Если колебания коленчатого вала слишком сильны, то шкив-маховик скользит на коленчатом валу и при этом смягчает колебания.

 

 

 

 

 

 

 

Маховик. Маховик должен во время рабочего хода цилиндра накапливать так много силы, что он вращает коленчатый вал настолько до тех пор, пока следующий цилиндр не начнет работу.

Из этого следует, что маховая масса может быть настолько маленькая, чем больше цилиндров имеет мотор . Большая маховая масса нуждается в большем количестве силы, чем маленькая, чтобы двигаться. Поэтому мотор с большой маховой массой не так быстро прибывает на высокие числа оборотов как мотор с маленькой маховой массой. Однако первый двигается с высоким числом оборотов, тогда он опускается при езде подъемов не так быстро, так как маховик отдает накопленную энергию и поддерживает таким образом работу мотора.

 Маховик находится на конической части коленчатого вала и защищает от вращения на валу благодаря призматической шпонке, или завинчен фланцем с коленчатым валом. У моторов стартером маховик имеет на объеме зубчатый венец. Если привести в действие включатель стартера, то малая шестерня стартера хватает зубчатый венец и прокручивает мотор. Зубчатый венец может быть привинчен либо насажен в горячем состоянии, или сделанный вместе с маховиком из куска. Чтобы малая шестерня лучше зацеплялась, зубы на стороне зацепления заострены. Маховик изготавливается из стали или стальной отливки, для работающих на малых оборотах моторов (буксир), иногда также отливка серого чугуна.

 

10. Motorsteuerung – система управления двигателем

Четырехтактный карбюраторный двигатель. Детали системы управления двигателем имеют задачу управлять процессом газообмена в цилиндре: начало и конец впуска горючей смеси во время такта всасывания и начало выпуска и конца выпуска выхлопных газов во время такта выпуска.

Не смотря на редкие случаи, в которых двигатели  оснащены золотниковым распределением, на сегодняшний день для четырехтактных моторов создано клапанное распределение.

К клапанному распределению относятся: 1) клапаны с оборудовании ем; 2) передаточные механизмы; 3) кулачковый вал с двигательными отсеками.

Клапаны

В моторостроении используются клиновые клапаны. В их структуру входят шток клапана и стержень клапана. На конце стержня находится резьба, которая служит для безопасности тарелки пружины, что проходит либо через шпонки, либо через конические сухари. У каждого клапана есть одна либо более пружин клапана. Уплотненная и отточенная поверхность конуса клапана шириной от 3 до 4 мм, угол при вершине конуса достигает 45°. Верхняя поверхность клапана (тарелки) выпуклая либо ровная, лишь изредка (у двигателей спортивных автомобилей) тюльпанообразная и пустая внутри.

При быстрой последовательности частых движений клапана отшлифованная поверхность штока клапана должна быть расположена по центру соответственно конически, однако более тонкое седло клапана (от 1 до 1,5мм) должно лежать в блоке или голове цилиндра.

При этом не обходимо рабочее управление стержнем клапана. Управление стержнем клапана можно заменить, так как во время работы оно изнашивается. Наряду с механической нагрузкой находятся клапаны с более высокой тепловой нагрузкой. В основном это касается выпускного клапана, так как он обволакивается лишь горячим газом, который во время впускного клапана в течение такта всасывания охлаждается через вытекающую смесь. По этой причине неоднократно выпускные  клапаны были изготовлены из стали, более высококачественной чем для впускного клапана. Также существуют пустотелые клапаны, которые заполнены хладагентом (натрием), благодаря чему клапан охлаждается лучше.

Расположение клапанов. Камера сгорания по возможности должна быть шарообразной, так как тогда сгорание будет происходить наиболее благоприятно. На практике шарообразная камера сгорания осуществляется лишь в приблизительной форме, потому что должны учитываться расположение клапанов и свеча зажигания. Форма камеры сгорания в основном определяется расположением клапанов (вертикальное или верхнее).

Вертикально расположенные клапаны  (рис. 6) расположены в цилиндре так, что стержни клапана показывают вниз. Так как эти клапаны всегда расположены возле цилиндра, то последующая боковая камера, так называемая клапанная коробка необходима. Она имеет очень неблагоприятную форму камеры сгорания. Среди недостатков существуют и некоторые преимущества: малейшая конструктивная высота мотора, меньшая приходящая и уходящая масса, вследствие этого мотор становится малошумным, простым и дешевым.

Клапаны верхнего расположения (рис. 7) находятся в головке цилиндра с тарелкой на поршнях. Форма камеры сгорания в основном благоприятная, если клапаны наклонены косо. Количество деталей управления в этом случае больше, нежели в вертикально расположенных клапанах. В общем, кулачковый вал находится либо на одной и той же стороне как в вертикально расположенных клапанах и таким образом приводится в движение, или клапаны управляются благодаря кулачковому валу, что расположен над головкой цилиндра.

 

11. Motorsteuerung mit stehenden Ventilen – Управление двигателем с вертикальным расположением клапанов

Коленчатый вал приводит в движение пару зубчатых колес или цепь управления через кулачковый вал. У каждого клапана есть кулачок, и он вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал, так как при двух оборотах, совершаемых кулачковым валом, каждый клапан приводится в движение лишь один раз. Количество зубцов кулачкового вала рулевого колеса и приводной шестерни распределительного вала соотносятся 1 к  2.  На каждом кулачке расположено основание толкателя, которое проходит во втулке. Другой конец толкателя находится непосредственно под стержнем клапана. Если кулачковый вал вращается, то движущийся вверх кулачок толкателя поднимает толкатель, и при этом сдвигается с места клапан, и появляется круглый зазор высотой от 8 до 9 мм ( от1/4 до ¾ диаметра головки клапана), через который поступают пазы. После того, как верхняя часть кулачка проскальзывает под тарелкой толкателя, ход толкателя снова уменьшается, пружина закрывает клапан и снова возвращает толкатель в исходное положение. Регулирующий болт толкателя в совокупности с контргайкой служит для установления зазора клапана.

 

12. Motorsteuerung mit hängenden Ventilen – Управление двигателем с верхним расположением клапанов

Управляющийся с помощью кулачков толкатель работает над штангой толкателя на качающемся рычаге. Это двуплечные рычаги, расположенные на оси коромысла, которые переносят ход кулачка на клапаны. Регулировка зазора клапана происходит на установленных пальцах с шаровой головкой в качающемся рычаге. Кроме клапанной пружины, часто предусмотрена еще одна вторая пружина.

Клапаны с верхним расположением чаще всего управляются по-другому (рис.8): распределительный вал расположен над головкой цилиндра; за перекидным или качающимся рычагом не требуется механизмов управления. При таком типе строения количество движущихся деталей меньше. Переносные механизмы между коленчатым и кулачковым валом более сложные и дорогие. Передача верхнего кулачкового вала в основном производится над двумя парами конических зубчатых колес и над валом, расположенным параллельно цилиндрам - главным валом.

В мотоциклетных двигателях часто используется цепь на передаче количества оборотов из коленчатого вала на кулачковый. Чтобы уменьшить количество движущихся деталей управления, в двигателях большой мощности отсутствует качающийся рычаг, а кулачки непосредственно работают на клапанах. В таком случае два кулачковых вала (на каждый вал впуск и выпуск) необходимы. Для принятия бокового давления и для увеличения поверхности стержня клапана на каждом клапане помещен передвижной наконечник.

 

 

13. Ventilfedern 

Пружины клапана

Пружины клапана – это винтовые пружины, иногда 2 штуки на клапан (одна внутренняя, другая внешняя), реже шариковые пружины или пружинные  скобы. Пружинные скобы используются в двигателях с большим числом оборотов (в спортивных двигателях). Их преимущества таковы: малая колеблющаяся масса и незначительное нагревание, так как пружина находится дальше от клапана и вследствие этого неочень подвергается влиянию.

Если кулачок сдвинется от толкателя, то пружина должна отодвинуть обратно клапан на седло клапана. Если пружина слишком тяжелая, то при большом количестве оборотов она не всегда может удерживать толкатель на кулачке. Она не слишком быстро возвращает клапан на место, как отходит кулачок от толкателя, и клапан не закрывается.

Слишком крепкая пружина имеет большое сопротивление при открытии клапана. При закрывании она настолько сильно ударяет седло, что оно быстро расшатывается и, кроме того, может даже деформироваться тарелка клапана. Благодаря противодействию нажимной винт работает в стержне клапана.

 

 

Ventilführung

Направляющая втулка клапана

Стержень клапана делает поступательные движения в направляющей втулке клапана. Возникающее на клапане тепло исходит из направляющей втулки клапана. Теплоотвод происходит тем  лучше, чем дальше направляющая втулка клапана достигает тарелки клапана и чем меньше зазор между отверстием и стержнем клапана. Клапан, прежде всего впускной, скользит при неблагоприятных условиях, а именно при недостаточной смазке и при высоком нагревании. Если зазор слишком маленький, то клапан может сжиматься. А если он слишком большой, то теплоотвод будет незначительным, а управление стержнем быстрым настолько, что тарелка клапана может поместиться в седло одной стороной. Тогда клапан уплотнит камеру сгорания недостаточно хорошо. Чтобы зазор снова обрел нормальный размер при  изнашивании, у большинства моторов есть сменная направляющая втулка клапана, которая, как правило, затянута с прессовой посадкой. Сменные втулки выталкиваются или вталкиваются на свое седло с помощью специализированного инструмента и замещается на новое. Направляющие втулки клапана сделаны из специального чугуна.

Ventilsitz

Седло клапана

Коническая уплотняющая поверхность для основания клапана называется седлом клапана. Постоянный детонационный стук двигателя/молотки клапана на седле клапана устанавливает высокие требования на сопротивление сжатия материала. При чугунных цилиндрах опорная поверхность может быть отфрезерована прямо в цилиндр. Для цилиндров или головок цилиндра из легкого металла предусмотрены особые вставные кольца седла клапана. Также во многих цилиндрах из чугуна помещены кольца, которые при долгом изнашивании можно заменить. В качестве материала преимущественно используется высококачественное центробежное литье.

 

14. Кулачковый вал и приведение в движение кулачкового вала

Задание кулачкового вала – открывать клапаны, держать  их определенное время открытыми и затем снова закрывать. На окружности кулачкового вала находятся кривые возвышения, которые называются кулачками. Количество этих кулачков соответствует количеству имеющихся клапанов. От их формообразования также зависит вид хода клапана, что находится возле высоты подъема клапана. Подъем может происходить внезапно или слабыми возвратно-поступательными движениями. То же самое происходит и в стадии закрытия, так как возле него может осуществлять движение клапан под давлением шпонки лишь в мере, как это допускает профиль кулачка.   Внезапные клапаны лучше работают при более высоком закрытии. Для двигателей общего назначения выбирают профили кулачка, которые обладают экономичностью и производительностью в равной мере. Наклонное положение кулачков друг под другом измеряется соответственно последовательности работы отдельных цилиндров. Приведение в действие находящихся внизу кулачковых валов происходит от коленчатого вала через цилиндрические зубчатые колеса или через цепь управления. Находящиеся вверху кулачковые валы  приводятся в движение благодаря двум конусам и вертикальному валу – так называемому главному валу - или через цепь, иногда даже  через цилиндрическое зубчатое колесо. Кулачковый вал расположен в подшипнике скольжения или в подшипнике качения и защищен от изгиба одним или несколькими промежуточными подшипниками. Смазка подшипников производится маслом под давлением. Так как коленчатый вал во время работы  (в четырехтактном процессе) осуществляет два оборота, и каждый клапан за это время открывается лишь раз, то кулачковый вал вращается с половиной оборотов коленчатого вала. В основном кулачковые валы выкованы в штампе из высококачественной стали для цементации, которые отверженные и шлифованные кулачками и опорными шейками.

 

15. Kipphebel und  Schwinghebel

Качающийся рычаг и балансир.

Принципиальное различие этих обеих видов рычагов – это расположения точки поворота (рис. 9). В двигателях с толкателем качающийся рычаг всегда  необходим, потому как движение штоков вверх может превращаться лишь через двуплечный рычаг движением вертикально расположенного клапана вниз (открытие клапана).

У моторов с верхним распределительным валом оба вида рычагов распространены. В точке приложения толкателя или на конце рычага, который давит на клапан, находится болт толкателя с контргайкой, который регулирует зазор клапана.

Zweck des Ventilspiels

Назначение зазора клапана

Между каждым кулачком должен быть постоянный зазор. Возникающее во время работы двигателя тепло, сопровождается линейным расширением всех относящихся к управлению частей передачи и, прежде всего, стержни клапана. Если стержень клапана находится на болте толкателя без зазора, то клапан закрывается уже при линейном расширении стержня клапана безупречно. Блок цилиндров также расширяется в том же направлении, что и клапан; стержень клапана нагревается больше, чем блок цилиндров, и он оказывается разной ширины. Чтобы клапан закрывался безупречно, существует необходимый зазор между стержнем клапана и болтом толкателя. При высокой температуре этот зазор становится меньше, поэтому большинство выпускных клапанов имеют большой зазор.

Зазор клапана уменьшается, когда тарелка клапана попадает на свое место, а во время изнашивания на месте нажима между болтом толкателя и стержнем клапана зазор уменьшается.

В клапанах, расположенных вверх, возникает такое же явление, однако в таких клапанах обусловленное температурой изменение зазора в больших массах зависит от положения толкателя. Если он расположен так, что он меньше нагревается, чем цилиндр, то в основном при увеличении температуры зазор увеличивается.

 

 

 

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика