- •Класифікація джерел та перетворювачів енергії
- •2.1. Призначення, вимоги, класифікація, конструкція і принцип дії двигунів Призначення
- •Класифікація двигунів
- •2.2. Типи двигунів внутрішнього згоряння
- •V8tdi cr Audi з турбонаддувом, інтеркулером та
- •2.3. Загальна конструкція та принцип дії теплового поршневого двигуна внутрішнього згоряння
- •2. Додаткові системи:
- •2.4. Робочі цикли автомобільних двигунів
- •2.5. Кривошипно-шатунний механізм Призначення
- •2.5.1. Нерухомі деталі кривошипно-шатунного механізму Блок циліндрів
- •V образним (100) розташуванням циліндрів та плазмовим напиленням
- •Головка блока циліндрів (головка циліндрів)
- •Маховик Призначення
- •Конструкція
- •Конструкція
- •Поршневі кільця
- •Поршневі пальці
- •Верхня головка; 2- стержень; 3- нижня головка; 4- кришка нижньої головки; 5- втулка верхньої головки; 6- підшипник ковзання; 7- болт;
- •2.6. Газорозподільний механізм Призначення
- •Конструкція
- •Принцип дії
- •Фази газорозподілу
- •Розподільний вал
- •Клапани
- •Конструкція
- •2.7. Механізми приводу обладнання двигуна
- •2.8. Система зміни кутів відкриття (закриття) та висоти піднімання клапанів
- •Принцип дії
- •2.9. Система мащення
- •Призначення
- •Класифікація систем мащення:
- •Конструкція системи мащення
- •Принцип дії системи мащення
- •Робота системи мащення двигуна автомобіля зил-131
- •2.9.1. Мастильнільні насоси Призначення
- •Класифікація
- •Конструкція
- •Принцип дії
- •Принцип дії
- •Принцип дії
- •2.9.2. Мастильні фільтри
- •Конструкція фільтра
- •Принцип дії відцентрового фільтра-центрифуги
- •2.9.3. Мастильні радіатори
- •Призначення
- •Принцип дії циклонного очищувача картерних газів
- •2.11. Система охолодження
- •Призначення
- •Конструкція систем охолодження
- •Принцип дії системи рідинного охолодження
- •Принцип дії системи при температурі охолоджуючої рідини менш ніж 870
- •Принцип дії при температурі охолоджуючої рідини
- •Принцип дії при температурі охолоджуючої рідини більш ніж 1050
- •Б). Повітряна система охолодження
- •Принцип роботи радіатора
- •Конструкція
- •Призначення
- •Конструкція
- •Принцип дії пробки радіатора
- •Призначення
- •Конструкція
- •Принцип дії
- •Класифікація:
- •Конструкція
- •Конструкція
- •Принцип дії
- •Робота електрофакельного обладнання
- •Робота спеціального обладнання з використанням ефірних рідин
- •2.13. Система живлення двигунів паливом та повітрям
- •Призначення
- •Специфічні вимоги:
- •Класифікація:
- •Конструкція систем живлення
- •Робота системи живлення
- •2.13.1. Система живлення карбюраторних двигунів
- •Пусковий пристрій
- •Конструкція карбюратора к-88а
- •2.13.2. Система живлення двигунів із впорскуванням легкого палива
- •Переваги систем живлення із впорскуванням бензину:
- •Класифікація систем впорскування бензину:
- •Застосування основних систем впорскування
- •Принцип дії
- •Конструкція та принцип дії багатоточкової, електронно-керованої, переривчатої системи впорскування палива
- •Принцип дії
- •Системи живлення з впорскуванням палива “мe-Мотронік” і електронної цифрової системи запалювання
- •Конструкція
- •Для керування впорскуванням палива центральний блок керування виконує наступні функції:
- •Аналіз конструкції
- •Застосування систем впорскування палива на автомобілях
- •Перспективи розвитку систем впорскування палива
- •2.13.3. Система живлення автомобільних двигунів газом
- •Класифікация систем живлення газом
- •2.13.5. Система живлення дизелів Особливості робочого циклу дизеля
- •Призначення системи живлення дизеля
- •Класифікація систем живлення дизеля:
- •Конструкція системи живлення дизеля
- •Робота системи живлення дизеля
- •Принцип дії
- •Принцип дії
- •V8 tdi cr Audi з системою впорскування Common Rail
- •2.13.6. Паливні насоси
- •Принцип дії
- •Призначення паливного насоса
- •Конструкція насоса
- •Принцип дії паливного насоса
- •2.13.7. Форсунки
- •Призначення
- •Конструкція
- •Призначення
- •Паливні баки
- •Конструкція бака
- •2.13.8. Паливні фільтри
- •Призначення фільтра тонкого очищення пального
- •Конструкція фільтра тонкого очищення
- •Конструкція нагнітача повітря
- •Vw fsi з заслінкою та електронною системою керування
- •Повітряні фільтри
- •Призначення
- •Конструкція повітряного фільтра впм-3 з триступеневим очищенням
- •Принцип дії фільтра
- •2.15. Система охолодження рециркуляційних відпрацьованих газів Призначення
- •Принцип дії
- •2.17. Система запалювання
- •Призначення
- •Вимоги:
- •Параметри іскроутворення:
- •Конструкція системи запалювання:
- •Цифрові та мікропроцесорні системи запалювання Призначення
- •Переривник – розподільник Призначення
- •Свічки запалювання Призначення
- •Принцип дії
- •2.18. Система випуску відпрацьованих газів Призначеня
- •Конструкція
- •2.19.Система керування та контролю за станом двигуна
- •2.20. Загальна будова та принцип дії роторно-поршневого двигуна Загальна будова
- •Принцип дії роторно-поршневого двигуна
- •2.21. Загальна будова та принцип дії ротороно-лопатного двигуна(дослідницького)
- •Конструкція
- •Принцип дії
- •2.22. Загальна будова та принцип дії газотурбінного двигуна
- •Принцип дії газотурбінного двигуна
- •Перспективи розвитку двигунів внутрішнього згоряння
- •Низька собівартість та технологічність виготовлення.
- •Простота обслуговування.
- •2.27. Конденсатори
- •До переваг конденсаторів відноситься
- •Характеристика конденсаторного модуля 20эк501-29
- •Режими зарядки і розрядки 20эк501-29
- •Конденсаторний модуль 30эк503-45
- •Режими зарядки і розрядки 30эк503-45
- •Характеристика конденсаторного модуля 30эк404-45
- •Режими зарядки і розрядки 30эк404-45
- •Конденсаторний модуль 20эк901-29
- •Режими зарядки і розрядки 20эк901-29
- •Конденсаторна установка "Тарзан”для запуску двигунів
- •2.28. Сонячні батареї
- •2.29. Маховичні (Інерційні) накопичувачі енергії
- •2.30. Газогенераторні установки
V8tdi cr Audi з турбонаддувом, інтеркулером та
системою рециркуляції відпрацьованих газів
Рис. 2.10. Дванадцятициліндровий W- образний двигун Ауді А8
Рис. 2.11. Вісімнадцятициліндровий трирядний дизель BUGATTI
Рис. 2.12. Діапозитний шестициліндровий двигун автомобіля Subaru з наддувом
Зменшені габарити по висоті та покращена рівномірність обертання і зрівноваженість колінчастого вала.
Рис. 2.13. Багатопаливний двигун МСЕ-5 автомобіля Peugeut-407
зі змінним ступенем стискання
Рис. 2.14. Роторно-поршневий двигун Renesis автомобіля Mazda RX8
Рис. 2.15. Газотурбінний двигун
Рис. 2.16. Кульовий двигун внутрішнього згоряння
зі змінним ступенем стискання
Рис. 2.17. Зовнішній вигляд кульового двигуна внутрішнього згоряння
Рис. 2.18. Двотактний двигун внутрішнього згоряння без
кривошипно-шатунного механізму
Рис. 2.19. Пневмодвигун-компресор автомобіля MDI
2.3. Загальна конструкція та принцип дії теплового поршневого двигуна внутрішнього згоряння
Перетворення теплової енергії згоряння робочої суміші у механічну роботу в поршневих двигунах внутрішнього згоряння здійснюється з допомогою різноманітних механізмів та систем.
Поршневий двигун внутрішнього згоряння, як правило складається з кривошипно-шатунного, газорозподільного механізмів та систем, до складу яких входять наступні:
1. Основні системи:
- Мащення (під тиском, деякі деталі-розбризкуванням);
- Охолодження (повітряного або рідинного);
- Живлення (карбюраторних, інжекторних та дизельних двигунів) паливом та повітрям;
- Запуску (з використанням стартера, енергії маховика, що обертається, стисненого повітря);
- Запалювання (контактна або безконтактна - іскрове та розжаренням, поєднана з системою живлення “Мотронік”);
- Випуску відпрацьованих газів.
2. Додаткові системи:
- Рециркуляції відпрацьованих газів;
- Охолодження відпрацьованих рециркуляційних газів;
- Передпускового підігріву охолоджувальної рідини, мастила та повітря;
- Керування тяговим зусиллям;
- Керування та контролю за станом двигуна;
- Вентиляції картера;
- Зміни кутів відкриття(закриття) та висоти піднімання клапанів.
Рис. 2.20. Будова двигуна автомобіля Auris Corolla зі
змінними кутом відкриття та висотою піднімання клапанів
Рис. 2.21. Поперечний та повздовжній розріз двигуна автомобіля Auris Corolla
Рис. 2.22. Кульовий 4-х тактний двигун внутрішнього згоряння
на стендових випробуваннях
Рис. 2.23. Деталі кульового поршневого двигуна внутрішнього згоряння
Рис. 2.24. Деталі двотактного двигуна внутрішнього згоряння
без кривошипно шатунного механізму
2.4. Робочі цикли автомобільних двигунів
Робочим циклом двигуна внутрішнього згоряння є сукупність процесів, які повторяються у визначеній послідовності в циліндрі, що забезпечує безперервну роботу двигуна.
Робочий цикл поршневого двигуна складається з впускання паливної суміші (повітря), стискання, запалювання та робочого ходу, випуску відпрацьованих газів. За тактністю двигуни бувають дво або чотири тактні.
Якщо робочий цикл здійснюється за два оберти колінчастого вала, або за чотири хода поршня, то це двигун чотиритактний. Якщо робочий цикл здійснюється за один оберт колінчастого вала, або за два хода поршня, то це двигун двотактний.
Робочий цикл дизельного двигуна та бензинового з впорскуванням бензину в циліндр відрізняється від робочого циклу карбюраторного двигуна.
В циліндри дизеля та інжекторного двигуна з прямим впорскуванням бензину поступає чисте повітря. У дизельних двигунах повітря стискується до 18-22 раз та нагрівається. В стиснуте нагріте повітря впорскується під тиском 1300-1850 кПа у вигляді туману паливо, яке самозапалюється від високої температури.
У карбюраторних двигунах та інжекторних зі впорскуванням бензину у впускний колектор в циліндр поступає паливна суміш, яка перемішується в циліндрі з остатками відпрацьованих газів і створює робочу суміш. Робоча суміш у кінці такту стискання запалюється електричною іскрою.
Під час здійснення впуску в кінці такта впуску при роботі двигуна в режимі повного навантаження тиск в циліндрі карбюраторного двигуна складає 8-9 кПа, а температура робочої суміші досягає 80-1200 С, дизеля
8-9 кПа і температура 50-800 С.
Під час здійснення стискання робочої суміші тиск у циліндрі карбюраторного двигуна досягає 100-120 кПа, температура до 300-4500 С, а тиск повітря дизеля 400-500 кПа і температура до 500-7000 С. Для надійної роботи дизеля температура стиснутого повітря повинна бути значно вищою температури самозагоряння палива.
Під час робочого ходу гази тиснуть на поршень, який пересуваючись до нижньої мертвої точки через шатун тисне на шатунну шийку колінчастого вала і обертає колінчастий вал. З моменту загоряння тиск газів швидко піднімається, а потім при руху поршня вниз та зі збільшенням об’єму знижується. В кінці згоряння та на початку розширення тиск у циліндрі карбюраторного двигуна досягає 300-450 кПа, а у кінці розширення понижується до 35-45 кПа при температурі 1200-15000 С. Згоряючі в циліндрі дизеля гази підвищують тиск до 550-800 кПа і температуру до 1800-20000 С.
Під час випуску відпрацьованих газів поршень рухається від нижньої мертвої точки до верхньої витискаючи відпрацьовані гази у випускний трубопровід. Під час випуску відпрацьованих газів не вдається досягти повної очистки циліндрів і частина з них остається в циліндрах. В кінці такту випуску карбюраторних двигунів тиск досягає 10,5-12 кПа при температурі 700-9000 С, а дизелях 11-12 кПа при температурі 600-7000 С.
Рис. 2.25. Одноциліндровий двотактний двигун внутрішнього згоряння
У двотактного двигуна намає спеціального механізму газорозподілу, а є впускні та випускні вікна. Поршень пересуваючись всередині циліндра у визначеній послідовності відкриває та закриває вікна і виконує функції механізму газорозподілу. В циліндр двотактного двигуна з кривошипно-камерною продувкою пальна суміш поступає через картер.
Перший такт.Пересування поршня знизу вверх та перекривання боковою поверхнею поршня спочатку перепускного, а потім і випускного вікон. В циліндрі проходить стискання робочої суміші, а в картер внаслідок розрідження поступає пальна суміш. Під час підходу прошня до верхньої мертвої точки між електродами свічки запалювання виникає іскра, яка запалює робочу суміш.
Другий такт. Горючі гази розширюються та тиснуть на поршень, заставляючи його в ході робочого ходу опускатися вниз. При ходу поршня вниз, він тисне на шатун, шийку колінчастого вала, заставляючи обертатися колінчастий вал. В кінці робочого ходу поршень відкриває випускне вікно і відпрацьовані гази з циліндра випускаються в атмосферу.
Опускаючись нижче поршень відкриває перепускне вікно і паливна суміш поступає в циліндр витісняючи відпрацьовані гази. Незначна частина пальної суміші разом з відпрацьованими газами виходить в атмосферу.
Якщо картер двотактного двигуна сухий то для змащення деталей в паливо добавляється масло, яке в розпиленому виді разом з паливом та повітрям, як паливна суміш поступає спочатку в картер а потім у циліндр.
Рис. 2.26. Робота чотиритактного чотирициліндрового двигуна внутрішнього згоряння
(В кожному циліндрі такти впускання, стискання, горіння пальної
суміші та випуску відпрацьованих газів при працюючому двигуну постійно повторяються).
Рис. 2.27. Індикаторна діаграма чотиритактного двигуна
Рис. 2.28. Такт впуску (Впорскування бензину у впускний трубопровід та впускання паливної суміші в циліндр, або впускання повітря у дизелів) Кулачки розподільного вала відкрили впускні клапани, а випускні клапани закриті. Поршень рухається до нижньої мертвої точки).
Рис. 2.29. Такт стискання (Клапани впускні та випускні закриті,
а поршень рухається до верхньої мертвої точки )
Рис. 2.30. Такт робочого ходу
(Впускні та випускні клапани закриті. Тиск горючих газів штовхає поршень до нижньої мертвої точки. Рухаючись до нижньої мертвої точки поршень тисне на шатун, який тисне на шатунну шийку колінчастого вала та примушує його обертатись).
Рис. 2.31. Такт випуску відпрацьованих газів
(Випускні клапани відкриті, а впускні закриті. Поршень рухається до верхньої мертвої точки витискуючи відпрацьовані гази).
Рис. 2.32. Камери згоряння дизелів