22. Коленчатый вал. Материалы. Технология изготовления. Требования.

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная частькривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. 

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций.

Коленвал должен выдерживать боьшие нагрузки.

23. Маховик. Назначение. Параметры.

Функции:

• снижение неравномерности вращения коленчатого вала (маховик - конструктивный элемент кривошипно-шатунного механизма);

• передача крутящего момента от двигателя к коробке передач (маховик – ведущий диск сцепления);

• передача крутящего момента от стартера на коленчатый вал двигателя (маховик – ведомая шестерня редуктора системы запуска).

Различают следующие виды конструкции маховиков:

• сплошной;

• двухмассовый;

• облегченный.

24. Кинематика КШМ. Перемещение. Рисунок. Формулы. Гармоники 1 и 2 порядка.

S – ход поршня

s – путь поршня;

a – угол поворота коленчатого вала;

b - угол отклонения оси шатуна от оси цилиндра;

R – радиус кривошипа

lш – длина шатуна;

– отношение радиуса кривошипа к длине шатуна;

п – угловая скорость вращения коленчатого вала.

Перемещение поршня:

шаг 10°.

перемещение поршня может быть представлено как сумма двух гармонических перемещений первого и второго порядков:

Скорость поршня:

.Ускорение поршня:

25. Динамика КШМ. Схема сил Pr, Pj, Ps, N, T, K.

26. Динамика КШМ. Шатун, распределение масс.

27. ГРМ. Назначение. Признаки. Классификации. Схема.

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм управления фазами газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

По расположению распределительного вала выделяют двигатели:

• С распредвалом, расположенным в блоке цилиндров (Cam-in-Block);

• С распредвалом, расположенным в головке блока цилиндров (Cam-in-Head).

28. ГРМ. Клапанная группа. Фазы газораспределения.

В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.

Фазы газораспределения — это моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы подбирают опытным путем в зависимости от быстроходности двигателя и конструкции его впускной и выпускной систем.

29. ГРМ. Распредвал. Привод. Требования.

Распределительный вал —предназначен для своевременного открытия клапана и подачи топливной смеси,или выпуска отработавшей смеси. Основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации впуска или выпуска и тактов работы двигателя.

Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала двигателя. В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания привод обеспечивает вращение коленчатого вала со скоростью в два раза медленнее коленчатого вала.

На двигателях легковых автомобилей привод распределительного вала осуществляется с помощью цепной или ременной передачи. Данные виды привода на равных используются как в бензиновых двигателях, так и дизелях. Ранее для привода использовалась шестеренная передача, но ввиду громоздкости и повышенного шума перестала.

30. ГРМ. Схема нижнеклапанного двигателя. Особенности.

Нижнеклапанный двигатель (англ. «L-Head», «Flathead», SV, «Side-Valve») — двигатель, у которого распредвал расположен в блоке и клапаны расположены также в блоке, в ряд сбоку от цилиндров, тарелками вверх. Привод непосредственно от расположенного под ними распредвала.

Плюсы схемы — малая шумность и простота изготовления. Минусы — из-за сложного пути бензовоздушной смеси значительно ухудшается наполнение цилиндров, как следствие — достигается ощутимо меньшая мощность по сравнению с остальными конфигурациями. Кроме того, длинные выхлопные каналы способствовуют перегреву двигателей.

31. ГРМ. Схема верхнеклапанного двигателя. Особенности.

У этих двигателей клапаны расположены в головке цилиндров, а распредвал — в блоке. Привод клапанов — штангами-толкателями через коромысла.

Плюс такой схемы — относительно простая конструкция и обеспечиваемая ей конструктивная надёжность — в частности, как правило используется простой и надёжный привод распределительного вала шестернями, что исключает саму возможность таких неисправностей, как разрыв ремня ГРМ или «перескакивание» цепи в механизме с цепным приводом.

32. Система охлаждения. Признаки. Классификации. Схема элементов.

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания — совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в атмосферу лишней теплоты, которая должна обеспечивать наивыгоднейшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.

Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового состояния двигателя в пределах 80-90 °.Сильный нагрев может вызвать нарушения нормальных рабочих зазоров и, как следствие, усиленный износ, заклинивание и поломку деталей, а также снижение мощности двигателя, за счёт ухудшения наполнения цилиндров горючей смесью, самовоспламенения и детонации. 

Существует три типа систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания: воздушная, жидкостная и гибридная.

33. Система охлаждения воздушная. Особенности конструкции, состав элементов.

Воздушная система охлаждения имеет следующие преимущества: простота конструкции и обслуживания, меньший вес двигателя, пониженные требования к температурным колебаниям окружающей среды. Недостатками двигателей с воздушным охлаждением являются большая потеря мощности на приводе охлаждающего вентилятора, шумная работа, чрезмерная тепловая нагрузка на отдельные узлы, отсутствие конструктивной возможности организации цилиндров по блочному принципу, сложности с последующим использованием отводимого тепла, в частности – для обогрева салона.

34. Система охлаждения жидкостная. Особенности конструкции, состав элементов.

Система жидкостного охлаждения позволяет равномерно забирать тепло у всех узлов двигателя, независимо от тепловых нагрузок. Двигатель водяного охлаждения является менее шумным относительно двигателя с воздушным охлаждением, менее склонен к детонации, быстрее разогревается при запуске. Основными элементами системы жидкостного охлаждения двигателя как бензинового, так и дизельного являются: «водяная рубашка» двигателя; радиатор системы охлаждения; вентилятор; центробежный насос (помпа); термостат; расширительный бачок; радиатор отопителя; элементы управления.

35. Система смазывания. Назначение. Признаки Классификация. Схема. Система смазывания двигателей позволяет уменьшить потери на трение, возникающие в сопряженных поверхностях, обеспечивает отвод теплоты и удаление из зоны трения продуктов изнашивания. Смазывание способствует, кроме того, более тщательному уплотнению внутрицилиндрового пространства и предохраняет детали и узлы от коррозии. В зависимости от конструкции двигателя смазывание его может осуществляться разными способами.

Для уменьшения фрикционного износа, в двигателях применяется система смазки трущихся деталей. Для двигателей внутреннего сгорания применяется самая распространенная система смазки двигателя – комбинированная. Для двухтактных двигателей – топливная, то есть моторное масло смешивается с топливом. Во время работы подмешанное масло смазывает узлы и детали двигателя.

Комбинированная система смазки ДВС включает в себя несколько основных элементов:

• Поддон

• Масляный насос

• Заборник

• Масляный фильтр

• Контуры подачи масла к деталям и узлам

36. Система смазывания. Шестеренчатый насос. Клапаны.

Масляный насос шестеренчатого типа создает в системе смазки необходимое давление масла и подает его к трущимся поверхностям. Нагнетающая секция нагнетает масло в масляную магистраль, а радиаторная — в масляный радиатор. Редукционный клапан служит для поддержания определенного давления в системе смазывания, а перепускной клапан предотвращает масляный радиатор от повреждения при пуске двигателя в холодное время года (при загустевании масла), а также в случае загрязнения радиатора.

37. Система смазывания. Фильтры. Назначение. Требования.

Масляный фильтр очищает масло от загрязнений и частиц, вырабатываемых в результате механического износа. В фильтре установлен перепускной клапан. При повышенной вязкости масла или чрезмерном загрязнении фильтра под действием повышенного давления перепускной клапан открывается и направляет масло мимо фильтра (без очистки). Это позволяет сохранить необходимое давление масла в системе. Масляный фильтр обычно заменяют одновременно с заме­ной масла двигателя. Вентиляция картер а необходима для поддержания в нем нормального давления, а также для удаления паров бензина и газов, прорывающихся из цилиндров.

повышение давления в картере может привести к выходу из строя уплотнений и, как следствие , утечке масла. А пары бензина и газов, скопившись в картере, загрязняют и разжижают масло, вызывают коррозию (разрушение) деталей двигателя.