Автомобільний поршневий двигун

В сучасному світовому енергетичному балансі двигуни внутрішнього згорання займають перше місце як в кількісному відношенні так і по виробляє мій сумарній потужності. Практично на сьогоднішній день вони знайшли найпоширеніше застосування. На армійських машинах двигуни внутрішнього згорання використовуються не тільки в ролі основних силових установок, але й для приводу допоміжного обладнання (насосів для перекачування нафтопродуктів, компресорів, для приводу бурових установок, електростанцій, тощо).

Метою заняття є практично ознайомитись та засвоїти загальну будову двигунів основних марок армійських машин та застосування базових автомобілів та автомобільних двигунів на технічних засобах служби пального

Під час проведення заняття будуть розглянуті наступні навчальні питання:

1. Загальна будова двигунів основних марок армійських машин.

2. Застосування базових автомобілів та автомобільних двигунів на технічних засобах служби пального

1. Загальна будова двигунів основних марок армійських машин.

Поршневий двигун складається з циліндра й картера, який знизу закрито піддоном. Усередині циліндра переміщується поршень із компресійними(ущільнювальними) кільцями, що має форму стакана з днищем у верхній частині. Поршень через поршневий палець та шатун зв`язаний з колінчастим валом, що обертається в корінних підшипниках, розташованих у картері. Колінчастий вал складається з корінних шийок, щік і шатунної шийки. Циліндр, поршень, шатун і колінчастий вал утворюють кривошипно-шатунний механізм, який перетворює зворотно-поступальний рух поршня на обертальний рух колінчастого вала.

Зверху циліндр накрито головкою з клапанами, відкриття й закриття яких точно узгоджуються з обертанням колінчастого вала, а отже, і з переміщенням поршня.

Верхнє крайнє положення поршня в циліндрі, в якому його швидкість дорівнює нулю, називається верхньою мертвою точкою(ВМТ),нижнє крайнє положення-нижньою мертвою точкою(НМТ).Відстань, що її проходить поршень від однієї мертвої точки до іншої, називається ходом поршня S,а відстань між осями корінних і шатунних шийок - радіусом кривошипа R.

Об`єм над поршнем у положенні його у ВМТ називають об`ємом камери згорання V_c, а об`єм над поршнем, коли він перебуває у НМТ,- повним об`ємом циліндра V_a. Об’єм, що вивільнюється поршнем, коли той переміщується від ВМТ до НМТ,становить робочий об`єм циліндра V_h ,л. Звідси витікає, що:

V_c+V_h=V_a

Робочий об`єм циліндра ще називають літражем двигуна. Для багатоциліндрового двигуна його визначають множенням робочого об`єму одного циліндра на кількість циліндрів двигуна.

Відношення повного об`єму циліндра до об`єму камери згорання називають ступенем стискання: = V_a/V_c. Ступінь стискання показує, в скільки разів зменшується об`єм суміші(повітря),що міститься в циліндрі, коли поршень переміщується від НМТ до ВМТ.У карбюраторних двигунах, які працюють на бензині, ступінь стискання становить 10…14,у дизелях - 14…21.

Переміщення поршня від однієї мертвої точки до іншої спричинює повертання колінчастого вала на половину оберту.

Ступінь стискання-один із найважливіших параметрів двигуна, оскільки істотно впливає на його економічність і потужність: із збільшенням ступеня стискання двигуна його економічність і потужність підвищуються. За цим показником дизелі економічніші, ніж карбюраторні і газові двигуни. Проте дизелі дорожчі у виробництві й мають більшу масу, ніж карбюраторні та газові двигуни.

Застосування базових автомобілів та автомобільних двигунів на технічних засобах служби пального.

Базові автомобільні шасі широко використовуються для обладнання технічних засобів служби пального.

Стаціонарні карбюраторні двигуни мають невелику масу і габаритні розміри, володіють високими пусковими характеристиками і прості в експлуатації. Вони знайшли мирне використання для приводів насосів при перекачуванні нафтопродуктів.

Такі двигуни розраховані для роботи з номінальною потужністю при наступних умовах:

- температурі навколишнього повітря від 50 до –50⁰ С;

- висоті над рівнем моря до 1000 м; при відповідному пониженню потужності двигуни можуть працювати і на висоті 4000 м;

- відносній вологості повітря до 98% при Т=25⁰ С;

- дії атмосферних опадів;

- дії довгого транспортування по ґрунтовим, кам’яним і шосейним дорогам при швидкості, яка допустима для автомобільного транспорту;

- роботі при запорошеності повітря до 0,5 г/м³.

Двигуни допускають перевантаження, яке рівне 10% номінальної потужності.

Як правило, стаціонарні карбюраторні двигуни мають уніфіковані з мопедними, мотоциклетними або транспортними двигунами кривошипно-шатунні механізми і інші вузли, крім того, основні моделі стаціонарних карбюраторних двигунів одного типу максимально уніфіковані й утворюють сімейство.

Для розширення діапазону використання кожний тип двигунів, які випускаються, має дві і більше модифікацій.

Ми будемо вивчати в основному двигуни, які використовуються для приводу засобів по перекачуванню нафтопродуктів, тобто двигуни технічних засобів служби пального (тзсп).

Стаціонарні чотирьохтактові двигуни з рідинним охолодженням являють собою рідинні автомобільні карбюратори і дизельні двигуни, переобладнанні для роботи в стаціонарному режимі. Застосування транспортних двигунів для роботи в стаціонарному режимі викликано тим, що потреба народного господарства у двигунах потужністю 15 к.с. невелика й організовувати їх спеціальне виробництво економічно недоцільно.

В той же час транспортні двигуни серійно випускають великі заводи з передовою технологією, що позитивно відбивається на їх якості і вартості, а витрати на переобладнання таких двигунів для роботи стаціонарному режимі незначні. Крім того, застосування транспортних двигунів у стаціонарних умовах спрощує їх ремонт і експлуатацію.

Чотирьохтактові стаціонарні двигуни з рідинним охолодженням - чотирьохциліндрові, верхнєклапанні з циліндрами, розташованими в ряд. Циліндри двигунів об'єднані в одному загальному блоку, відлитому разом із верхньою частиною картера. Створені циліндри стінками блока або легкознімними "мокрими" гільзами, які відлиті із сірого чавуну. Водяна сорочка охолодження блоку циліндрів виконана на всю висоту циліндрів.

Загальна для всіх циліндрів головка блока відлита з алюмінієвого сплаву. Поршні виготовлені також з алюмінієвого сплаву. Зовнішня циліндрична поверхня верхнього компресійного кільця хромована, а решта кілець - луговані.

Поршневі пальці плаваючого типу. Шатуни сталеві, штамповані із стержнем двотаврового січення. Верхня головка шатуна нероз'ємна, має втулку з олов'янистої бронзи, нижня головка - роз'ємна, забезпечена тонкостінними змінними вставками.

Колінчастий вал кований з вуглецевої сталі або відлитий з спеціального чавуна. Для розвантаження корінних підшипників від відцентрових сил вал статично й динамічно відбалансований. В шатунних шийках є брудовловлювачі, які захищають шатунні підшипники від попадання в них твердих дрібних включень. Корінні і шатунні підшипники колінчастого валу забезпечені тонкостінними взаємозамінними вставками.

Газорозподільний механізм має верхнє однорядне розташування клапанів. Для покращення наповнення циліндрів пальною сумішшю головка впускного клапана має більший діаметр, ніж головка випускного. Направляючі втулки клапанів металокерамічні, а сідла зі спеціального чавуну.

Привід клапанів здійснюється від розподільного валу за допомогою штовхачів, штанг штовхачів і коромисел. Розподільний вал обертається у втулках, які скручені з залитої бабітом маловуглецевої стальної стрічки. Приводиться в обертовий рух розподільний вал від колінчастого вала за допомогою пари циліндричних косозубих шестерень.

Система змащення комбінована. Найбільше навантажені деталі двигунів змащуються під тиском, решта - розбризкуванням або самопливом. В системі змащення здійснюється грубе і тонке очищення картерного масла або фільтрування його повнопоточним фільтром із змінним картонним фільтруючим елементом і охолодженням масла і спеціальному радіаторі. Для продовження терміну служби картерного масла здійснюється вентиляція картера.

Система охолодження закрита (герметична) із примусовою циркуляцією рідини від відцентрованого водяного насосу. Потік повітря для охолодження радіатора створюється шестилопастним вентилятором, який розташований у спеціальному кожусі. Найвигідніший тепловий режим роботи двигуна підтримується автоматично термостатом, а також вручну - із використанням жалюзі радіатора.

Система живлення з подачею палива бензиновим насосом. В системі здійснюється підігрів пальної суміші у впускному трубопроводі. Повітря очищується повітряним фільтром інерційно-контактного типу.

Двигуни оснащені регулятором, який автоматично підтримує частоту обертання колінчастого вала в визначених межах при зміні навантаження від нуля до номінальної величини. До обертання регулятор частоти приводиться клиновидним пасом від шківа колінчастого вала.

Система запалювання батарейна або від магнето високої напруги. Для подолання радіоперешкод деталі системи запалювання можна екранувати.

Пуск двигуна здійснюється електростартером. Первинна ланка запалювання має додатковий опір, який вимикається при включенні стартера, що підвищує напругу вторинної ланки, збільшуючи надійність запуску. Для полегшення пуску в умовах низьких температур навколишнього повітря й збільшення служби основних його деталей система охолодження забезпечена пусковим підігрівачем.