Пособие устройство автомобиля

Устройство автомобиля

О книге «Устройство автомобиля»

В пособии представлены этапы развития автомобилестроения и классификация автотранспортных средств. Подробно рассмотрены устройство и работа основных механизмов и систем автомобиля: двигателя, трансмиссии, несущих конструкций, систем управления.

Пособие составлено в соответствии с государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования и предназначено для студентов и преподавателей средних профессиональных учебных заведений по специальности 1705 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», может быть полезно для студентов вузов и учащихся учреждений начального профессионального образования, а также для работников автотранспортных предприятий.

На нашем сайте вы можете скачать книгу «Устройство автомобиля» Передерий Виктор Павлович бесплатно и без регистрации в формате djvu, читать книгу онлайн или купить книгу в интернет-магазине.

Устройство и ремонт автомобиля

Устройство и ремонт автомобиля – это бесплатная и простая в использовании система обучения водителей, которая дает возможность эффективно изучить устройство автомобиля, двигаясь по содержанию обучающего материала. Кроме того, благодаря сайту «Устройство автомобиля» посетители смогут изучить строение и конструкцию автомобиля, узнают как ремонтировать автомобиль самому, познакомятся с технологиями ремонта, покраски, сварки автомобиля и даже смогут пройти обучение токарному делу.

АВТОМОБИЛЬ СОСТОИТ ИЗ:

1) Кузов (рама) — это часть автомобиля предназначенная для размещения водителя и пассажиров или груза. Кузов является самой основной и дорогостоящей деталью автомобиля, так как прямолинейно влияет на долговечность автомобиля. При покупке автомобиля покупатель первым делом обращает внимание на состояние кузова и его внешний вид.

2) Двигатель (мотор) — это сердце автомобиля, задача, которого преобразовать тепловую энергию в механическую работу. Двигатель создает крутящий момент и через трансмиссию передает вращение на колеса, для того, чтобы автомобиль начал движение. Двигатель состоит из

  • Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — воспринимает на себя давление газов после сгорания горючей смеси и преобразует возвратно-поступательное движение поршня-шатуна в вращательное движение коленчатого вала.
  • Газораспределительный механизм (ГРМ) — открывает и закрывает клапана для впуска в цилиндры горючей смеси и выпуска отработавших газов.
  • Система охлаждения двигателя — отводит тепло от нагреваемых деталей двигателя, обеспечивая оптимальный температурный режим работы.
  • Система смазки двигателя -для подвода масла к трущимся поверхностям деталей, что вследствие уменьшает трение между ними и снижает потери мощности двигателя.
  • Система питания двигателя — для приготовления оптимальной горючей смеси, которая состоит из топлива и воздуха. Подает горючую смесь в цилиндры двигателя и отводит отработавшие газы.
  • Система зажигания двигателя — создает и подает ток высокого напряжения в цилиндры для последующего воспламенения рабочей смеси.

3) Трансмиссия автомобиля отвечает за передачу крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также изменяет величину и направление этого момента. Конструкция трансмиссии в корне зависит от количества ведущих мостов. Автомобиль у которого все мосты являются ведущими называется полноприводным.

Трансмиссия автомобиля состоит из

  • Сцепление — служит для разъединения двигателя и коробки передач во время переключения передач (без остановки двигателя) и плавного их соединения при трогании с места.
  • Коробка передач — изменяет силу тяги, скорость и направление движения автомобиля. Обеспечивает отсоединение двигателя от трансмиссии за счет включения нейтральной передачи.
  • Карданная передача — обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач к ведущим мостам.
  • Главная передача — увеличивает крутящий момент и передает его на полуоси.
  • Дифференциал — обеспечивает вращения колес ведущего моста с разной угловой скоростью
  • Раздаточная коробка — распределяет крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам, увеличивая передаточное число. Позволяет включать и отключать передний ведущий мост.

4) Рулевое управление — обеспечивает движения автомобиля в заданном направлении.

5) Тормозная система — для снижения скорости и полной остановки автомобиля или его удержания на месте.

6) Ходовая часть — выполняет роль тележки и служит для перемещения автомобиля по дороге. Механизмы и детали ходовой части обеспечивают комфортные условия передвижения, уменьшая вибрации и тряску.

4) Система электрооборудования автомобиля — это устройства, которые вырабатывают, передают или потребляют электроэнергию на автомобиле, обеспечивая стабильную работу двигателя, трансмиссии, ходовой части автомобиля, а также влияют на автоматизацию процессов автомобиля, безопасность движения и комфорт водителя и пассажиров.

УЧЕБНИК УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ

Для того, чтобы изучить устройство грузового и легкового автомобиля необходимо последовательно изучать материалы учебника. Для эффективного обучения рекомендуем изучать материал схематически, в следующей последовательности:

1) Назначение автомобиля (прежде чем изучать устройство и работу автомобиля надо знать его предназначение);

2) Устройство автомобиля (первым шагом необходимо изучить общее устройство автомобиля, затем можно приступать к изучению устройства агрегатов и систем автомобиля);

3) Принцип работы автомобиля (если вы изучили назначение и устройство автомобиля, вам будет легче понять принцип работы автомобиля).

Такая схема обучения устройству автомобиля поможет вам изучить учебник «Устройство автомобиля» в кратчайшие сроки. Придерживаться схематичности обучения необходимо при рассмотрении строения всех агрегатов и систем автомобиля.

Не каждый опытный автомобилист знает как устроен современный автомобиль, а если вы новичок вам обязательно придется столкнуться с вопросами технического обслуживания, ремонта и диагностики автомобиля. А могут возникать такие ситуации, в которых придется ремонтировать автомобиль самому. Для того, чтобы понять как ремонтировать автомобиль самому, необходимо изучать книги по ремонту автомобилей

Если вы начинающий водитель, вам понадобиться выбрать хорошую станцию технического обслуживания (СТО), и научится ремонтировать автомобиль самому. Для того, чтобы облегчить вам обучение, были созданы разделы посвященные техническому устройству, ремонту и обслуживанию автомобиля

1) Как ремонтировать автомобиль самому — У вас поломался автомобиль и вы хотите его отремонтировать сами? Тогда раздел « Как отремонтировать автомобиль самому», для вас.

2) Капитальный ремонт двигателя автомобиля — это техническая информация о том, как ремонтировать двигатель своими руками

3) Неисправности автомобиля и как устранять неисправности — раздел сайта, где собрана информация о том как определить неисправности, причины их возникновения и способы устранения неисправностей

Современные марки автомобилей так быстро развиваются, что не успеваешь изучать устройство современных автомобилей . Но это ни есть плохо, ведь развитие современных автомобилей облегчает нам жизнь, а именно: управление автомобилем становится более легким, безопасным и комфортабельным. В последнее время лучшие авто производители обращают внимание на расход топлива и экологию, в связи с этим создаются новые, современные двигатели нового поколения . Проектирование и расчет надежного нового автомобиля это главная задача инженера, который его создает

1) Проектирование и расчет автомобиля — это раздел, в котором находятся материалы, которые помогут вам изучить расчет и проектирование автомобиля, получить теоретические знания автомобильного дела, разобраться в автомобильных терминах и обозначениях.

2) Надежность автомобиля — это раздел, где вы найдете различные способы повышения надежности агрегатов и механизмов автомобиля.

3) Обучение токарному делу — если вы решили изучить токарное дело, понять основы токарного дела, освоить приемы работы токаря и оборудование с которым он работает вам сюда.

4) Технология сварки автомобиля — это раздел, который поможет вам изучить различные технологии сварки и понять принципы сварочного дела.

5) Технология покраски кузова автомобиля — если вы хотите научится ремонтировать кузов, узнать современные технологии покраски кузова, а также оборудование и материалы, которые используются для покраски кузова , вам сюда.

Ну что же, думаю у каждого из Вас, есть огромный запас терпения, чтобы разобраться с тем, как устроен автомобиль, принцип работы автомобиля, как ремонтировать автомобиль самому, а также освоить правила эксплуатации и обслуживания автомобиля. Желаю Вам приятного обучения!

Онлайн-учебник по устройству автомобиля

Об издании

Одна из самых динамично развивающихся отраслей. Десятки миллионов проданных по всему миру единиц техники каждый год и добрая сотня фирм-производителей. Все это об автомобилях. По развитию технологий на третьем месте, впереди только космическая и авиапромышленность. Причем автопромышленность постоянно использует разработки, позаимствованные у своих старших «братьев». Дешевые, дорогие, спортивные и не очень, автомобили проникают в нашу жизнь постоянно. Будущий или уже состоявшийся автомобилист, со своей стороны, перестал быть просто потребителем — человеком, который знает, только как включить, выключить и как управлять машиной. Им движет здоровое любопытство. Ведь интересно и престижно знать, что заставляет автомобиль двигаться. Свою лепту вносят различные СМИ и блоггеры, обзоры марок и моделей которых пестрят различными терминами и аббревиатурами систем и механизмов. Не хочется от них отставать, наоборот, есть желание быть, как говорится, в тренде. Да и знания технического толка никогда не будут лишними, например, при посещении СТО. Нельзя быть отстающим в жизненно необходимых вопросах. А выбор автомобиля, его правильная эксплуатация и надлежащее обслуживание непосредственно связано со знанием его конструкции и особенностей устройства тех или иных агрегатов. Ведь после покупки смартфона вы его изучаете. Для чего? Чтобы максимально эффективно использовать все его ресурсы, стремясь при этом не навредить сему устройству. Такая же ситуация и с автомобилем.

Парадоксально, но факт — современный автомобиль сложен настолько, насколько же и прост. Это так в силу того, что базовые элементы, при сочетании которых машину можно назвать автомобилем, остаются, по сути, неизменными уже добрую сотню лет. Усложняются лишь элементы, добавляются новые вспомогательные системы. Эти системы, двигаясь в ногу со временем, расширяют свой функционал (как, например, произошло с антиблокировочной системой — при добавлении определенного программного обеспечения появилась система курсовой устойчивости, которая использует все элементы ABS). Все делается для повышения безопасности и улучшения комфорта при управлении автомобилем. Но, возвращаясь к вопросу о знаниях, пусть и базовых, можно прийти к выводу, что они могут быть полезны и при покупке нового (или старого, но очередного) автомобиля. «Сладкое пение» менеджеров по продажам в автосалоне про крайнюю необходимость той или иной системы в автомобиле могут затуманить глаза любому, но только не человеку, который четко знает, за что эти системы отвечают. А рассказ о расходе топлива у двухлитрового бензинового двигателя в 6 литров (если это не гибридный силовой агрегат) может стать решающим при выборе автомобиля. Однако подкованный знаниями автомобилист сразу же переспросит, расход при каком цикле эксплуатации — городском, загородном или смешанном – указан. Можно быть уверенным, что данный вопрос, как минимум, обескуражит продавца.

Это интересно:  Старшая медицинская сестра требования к квалификации

Все вышеописанные вопросы и нюансы раскрыты в данном учебнике. Изучив его, можно будет понять, что заставляет двигаться автомобиль, из каких элементов он состоит и для чего они необходимы. Какие системы применяются на современных транспортных средствах. По каким параметрам и как классифицируются автомобили.

Устройство автомобиля: Учебное пособие (стр. 1 )

ЧТО ТАКОЕ ЛЕГКОВОЙ АВТОМОБИЛЬ?

Автомобиль — это самодвижущееся четырехколесное транспортное средство с двигателем, предназначенное для перевозок небольших групп людей по автодорогам. Легковой автомобиль, обычно вмещающий от одного до шести пассажиров, именно этим, в первую очередь, отличается от других автотранспортных средств с двигателем, например автобусов, грузовых автомобилей и тракторов. Легковой автомобиль (далее называемый просто автомобилем) обычно имеет обычно бензиновый двигатель внутреннего сгорания, опирается на четыре колеса с пневматическими шинами, снабжен дверями и отличается разнообразными типами кузова (седан, кабриолет, фаэтон, универсал и спортивное купе).

Основные части и агрегаты легкового автомобиля

К транспортным средствам категории «В» относятся автомо­били, разрешенная максимальная масса которых не превы­шает 3500 кг и число сидячих мест которых, помимо сиденья водителя, не превышает восьми. Самым массовым предста­вителем данной категории является легковой автомобиль, с устройством которого вы познакомитесь в настоящей части издания.

Легковой автомобиль состоит из узлов и механизмов, которые образуют три его основные части: двигатель, шасси и кузов.

Двигатель — устройство, превращающее тепловую энергию топлива в механическую энергию, приводящую транспортное средство в движение.

Шасси состоит из следующих элементов:

— трансмиссии (элементов, передающих вращение вала двига­теля к колесам);

— ходовой части (колес, а также устройств их крепления и свя­зи с кузовом);

— механизмов управления (рулевого и тормозного).

При движении водитель использует механизмы управ­ления (поворачивает руль, разгоняется, тормозит), элек­трооборудование (включает «мигалки», фары, габарит­ные огни, фонари, пользуется звуковым сигналом и т. д.), дополнительное оборудование (отопитель салона, омы- ватели, стеклоочистители и др.), а также кузов.

Чтобы транспортное средство поехало, что-то должно заста­вить вращаться его колеса. Причем у автомобиля должно быть хотя бы два ведущих колеса.

В зависимости от того, какие колеса приводят машину в движение, автомобили подразделяют на:

Заднеприводные автомобили (рис. 1.1) — автомобили, которые движутся за счет вращения задних колес (т. е. крутящий момент от двигателя передается только на задние колеса). Задние колеса таких машин являют­ся ведущими и толкают перед собой автомобиль. Пе­редние колеса в этом случае нужны для опоры, измене­ния направления движения и снижения скорости (так как тормоза легкового автомобиля установлены на всех четырех колесах). Поскольку вращение от двигателя передается только на задние колеса (ведущие), то пе­редние в этом случае играют роль ведомых.

У переднеприводных автомобилей (рис. 1.2) крутящий момент от двигателя передается на передние колеса. Ши­рокому распространению таких машин одно время пре­пятствовало следующее обстоятельство: передние коле­са, став ведущими, в отличие от задних должны еще и по­ворачиваться для изменения направления движения. Ку­да проще было передать вращение на неуправляемые задние колеса. Эти трудности удалось преодолеть с изоб­ретением свечеобразной подвески («макферсон») и по­вышением надежности шарниров равных угловых скоро­стей (ШРУСов), через которые вращение передается на колеса независимо от того, повернуты они или нет. Задние (ведомые) колеса таких автомобилей выполняют опорные и тормозные функции, а передние колеса при­водят машину в движение. В отличие от заднеприводно­го автомобиля, у которого ведущие колеса толкают авто­мобиль перед собой, у переднеприводного авто ведущие колеса тянут его за собой. При этом передние колеса еще и управляемые, сила тяги прикладывается в направлении поворота колеса, из-за чего транспорт с передним приво­дом более устойчив на дороге, чем заднеприводный.

Полноприводные автомобили (рис. 1.3) — это автомо­били, у которых ведущими являются как задние, так и передние колеса, а ведомых вообще нет. У них все че­тыре колеса одновременно тянут и толкают машину. Некоторые полноприводные автомобили имеют отклю­чаемый передний или задний мост (т. е. по желанию во­дителя ведущими у них могут быть как четыре, так и два колеса). Полноприводные легковые «вездеходы» хоро­ши в сельской местности, при езде по плохим дорогам в распутицу. Кроме того, полный привод поможет со­хранить необходимую траекторию на скользкой дороге.

Колесная формула легкового авто­мобиля

Определить, сколько у автомобиля ведущих колес, помо­жет так называемая колесная формула. Первая цифра в ней указывает общее количество колес, а вторая соот­ветствует количеству ведущих колес.

Для легкового автомобиля с двумя ведущими колесами запишем 4×2, а для полноприводного легкового автомо­биля — 4×4.

Итак, ведущие колеса, получающие вращение от двигате­ля, сдвигают с места транспортное средство, а потом тол­кают или тянут его. Вращение от двигателя передается через агрегаты трансмиссии на ведущие колеса, и машина едет.

Почему машина едет ?

Итак, двигатель работает. Синхронно с ним работают все системы его «жизнеобеспечения»: система охлаждения, топливная система, система смазки, система зажигания. Но что происходит дальше с энергией вращающегося коленчатого вала автомобиля? Будем рассматривать «классику», т. е., заднеприводной тип автомобиля (в переднеприводных моделях, в общем-то, почти то же самое, за исключением некоторых нюансов).

Почему же двигатель работает, но машина стоит на месте? «Секрет» кроется в сцеплении и коробке передач. Силовой агрегат автомобиля (двигатель в сборе) «заканчивается» маховиком (тем самым, который крутит стартер), который насажен на коленчатый вал двигателя. Естественно, что, когда двигатель работает, то вместе с коленвалом вращается и маховик. А вот дальше начинается самое «интересное». К силовому агрегату со стороны маховика крепится коробка передач автомобиля со сцеплением. Точнее, сначала идет сцепление, а затем коробка передач. Поскольку автомобиль, как правило, заводится на нейтральной передаче, то при работающем двигателе все «рабочие» зубья выведены из зацепления и первичный (ведущий) вал коробки передач вращается «вхолостую», т. е. крутящий момент на колеса автомобиля не передается — поэтому автомобиль стоит на месте. Для того, чтобы автомобиль тронулся и начал движение, необходимо включить первую передачу. Для этого следует выжать педаль сцепления (при этом сам механизм сцепления выключается, тем самым разъединяя работающий коленвал двигателя и первичный (ведущий) вал коробки передач) и рычагом переключения передач включить первую скорость (при этом шестерни соответствующей скорости войдут в зацепление с первичным (ведущим) валом коробки передач, но, поскольку, сцепление выключено, то крутящий момент двигателя не передается на коробку передач) и плавно отпустить педаль сцепления (для новичков это поначалу довольно трудный момент — научиться плавно трогаться с места). При этом сцепление опять включается, тем самым соединяя коленвал двигателя с первичным (ведущим) валом коробки передач, а, поскольку, первичный (ведущий) вал коробки передач уже находится в зацеплении с шестернями первой передачи, то крутящий момент от двигателя передается на колеса по цепочке:
поршень → коленвал → сцепление → коробка передач → карданный вал → главная передача заднего моста → полуось → колесо

СЕРДЦЕ АВТОМОБИЛЯ — ДВИГАТЕЛЬ

Двигатели внутреннего сгорания в зависимости от их конструктивных особенностей могут работать на бен­зине (инжекторные и карбюраторные двигатели), на соляре (дизели) и на газе.

Бензиновые двигатели являются самыми распрост­раненными в мировом легковом автомобилестрое­нии.

Они работают на жидком топливе (бензине) с принуди­тельным зажиганием от свечей. Перед подачей в ци­линдры двигателя бензин смешивается с воздухом в оп­ределенной пропорции с помощью специального уст­ройства: карбюратора или инжектора, закрепляемых на двигателе снаружи. Поэтому бензиновые двигатели называют также двигателями с внешним смесеобразо­ванием.

Иногда вместо бензина в таких двигателях использу­ют газ (пропан-бутан). Для перевода бензинового двигателя на газ используется специальное оборудо­вание.

Дизели — двигатели, работающие на соляре (дизель­ном топливе). В отличие от бензиновых двигателей в них применяется воспламенение от сжатия (в дизе­лях отсутствуют свечи зажигания). Смесеобразование (смешивание соляра с воздухом) в дизельных двига­телях происходит непосредственно внутри цилинд­ров. Это двигатели с внутренним смесеобразованием.

Задача двигателя — «выдать на-гора» механическую энергию в виде вращения выходящего из него вала. По аналогии электродвигатель преобразует электро­энергию во вращение вала.

Топливо, находящееся в баке, потенциально несет теп­ловую энергию, которую двигатель превратит в меха­ническую.

Итак, двигатель — это преобразователь тепловой энергии топлива в механическую

Различают следующие основные типы ДВС:

    поршневой двигатель внутреннего сгорания; роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания; газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.
Это интересно:  Заключив договор о ненападении с германией ссср значительно укрепил

Из представленных типов двигателей самым распространенным является поршневой ДВС, поэтому устройство и принцип работы рассмотрены на его примере.

Достоинствами поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечившими его широкое применение, являются:

    автономность; универсальность (сочетание с различными потребителями); невысокая стоимость; компактность; малая масса; возможность быстрого запуска; многотопливность.

Вместе с тем, двигатели внутреннего сгорания имеют ряд существенных недостатков, к которым относятся:

    высокий уровень шума; большая частота вращения коленчатого вала; токсичность отработавших газов; невысокий ресурс; низкий коэффициент полезного действия.

В зависимости от вида применяемого топлива различают следующие поршенвые ДВС:

    бензиновые двигатели; дизельные двигатели.

Альтернативными видами топлива, используемыми в двигателях внутреннего сгорания, являются природный газ, спиртовые топлива – метанол и этанол, водород.

Водородный двигатель с точки зрения экологии является перспективным, т. к. не создает вредных выбросов. Наряду с ДВС водород используется для создания электрической энергии в топливных элементах автомобилей.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания имеет следующее общее устройство:

    корпус; кривошипно-шатунный механизм; газораспределительный механизм; впускная система; топливная система; система зажигания (бензиновые двигатели); система смазки; система охлаждения; выпускная система; система управления.

Корпус двигателя объединяет блок цилиндров и головку блока цилиндров. Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Газораспределительный механизм обеспечивает своевременную подачу в цилиндры воздуха или топливно-воздушной смеси и выпуск отработавших газов.

Впускная система предназначена для подачи в двигатель воздуха.

Топливная система питает двигатель топливом. Совместная работа данных систем обеспечивает образование топливно-воздушной смеси. Основу топливной системы составляет система впрыска.

Система зажигания осуществляет принудительное воспламенение топливно-воздушной смеси в бензиновых двигателях. В дизельных двигателях происходит самовоспламенение смеси.

Система смазки выполняет функцию снижения трения между сопряженными деталями двигателя.

Охлаждение деталей двигателя, нагреваемых в результате работы, обеспечивает система охлаждения. Важные функции отвода отработавших газов от цилиндров двигателя, снижения их шума и токсичности предписаны выпускной системе.

Система управления двигателем обеспечивает электронное управление работой систем двигателя внутреннего сгорания.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на эффекте теплового расширения газов, возникающего при сгорании топливно-воздушной смеси и обеспечивающего перемещение поршня в цилиндре.

Работа поршневого ДВС осуществляется циклически. Каждый рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала и включает четыре такта (четырехтактный двигатель):

    впуск; сжатие; рабочий ход; выпуск.

Во время тактов впуск и рабочий ход происходит движение поршня вниз, а тактов сжатие и выпуск – вверх. Рабочие циклы в каждом из цилиндров двигателя не совпадают по фазе, чем достигается равномерность работы ДВС. В некоторых конструкциях двигателей внутреннего сгорания рабочий цикл реализуется за два такта – сжатие и рабочий ход (двухтактный двигатель).

На такте впуск впускная и топливная системы обеспечивают образование топливно-воздушной смеси. В зависимости от конструкции смесь образуется во впускном коллекторе (центральный и распределенный впрыск бензиновых двигателей) или непосредственно в камере сгорания (непосредственный впрыск бензиновых двигателей, впрыск дизельных двигателей). При открытии впускных клапанов газораспределительного механизма воздух или топливно-воздушная смесь за счет разряжения, возникающего при движении поршня вниз, подается в камеру сгорания.

На такте сжатия впускные клапаны закрываются, и топливно-воздушная смесь сжимается в цилиндрах двигателя.

Такт рабочий ход сопровождается воспламенением топливно-воздушной смеси (принудительное или самовоспламенение). В результате возгорания образуется большое количество газов, которые давят на поршень и заставляют его двигаться вниз. Движение поршня через кривошипно-шатунный механизм преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, которое затем используется для движения автомобиля.

При такте выпуск открываются выпускные клапаны газораспределительного механизма, и отработавшие газы удаляются из цилиндров в выпускную систему, где производится их очистка, охлаждение и снижение шума. Далее газы поступают в атмосферу.

Рассмотренный принцип работы двигателя внутреннего сгорания позволяет понять, почему ДВС имеет небольшой коэффициент полезного действия — порядка 40%. В конкретный момент времени как правило только в одном цилиндре совершается полезная работа, в остальных – обеспечивающие такты: впуск, сжатие, выпуск.

Благодаря высокой эффективности дизельный двигатель широко применяется на грузовых автомобилях. Вместе с тем, большинство легковых автомобилей имеют в линейке своих моторов дизельные двигатели. В Европе дизель постепенно вытесняет бензиновые двигатели, к примеру, свыше 50% новых легковых автомобилей там имеют дизельный двигатель. На легковых автомобилях используются быстроходные дизели, обладающие высокой эластичностью, т. е. способностью развивать номинальный крутящий момент в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала.

Принцип работы дизельного двигателя основан на самопроизвольном (компрессионном) воспламенении дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания и смешиваемого со сжатым и нагретым до высокой температуры воздухом. В отличие от бензинового двигателя процесс работы дизеля не зависит от коэффициента избытка воздуха, а определяется гетерогенностью (неоднородностью) топливно-воздушной смеси.

Дизельный двигатель имеет ряд отличительных особенностей:

    имеет большую степень сжатия и как следствие более высокий коэффициент полезного действия, больший вес и габариты, низкий расход топлива; имеет низкие обороты коленчатого вала и как следствие меньшую удельную мощность, сопровождаемые неполным сгоранием топлива, сажеобразованием; не имеет дроссельной заслонки, поэтому развивает высокий крутящий момент на низких оборотах; имеет сложную конструкцию топливной аппаратуры и как следствие высокую чувствительность к качеству топлива.

Основными направлениями совершенствования дизельных двигателей являются:

    снижение расхода топлива; снижение токсичности отработавших газов; повышение мощности двигателя; снижение уровня шума; облегчение холодного запуска.

Система впрыска предполагает накопление топлива в аккумуляторе высокого давления и его впрыск электронно-управляемыми форсунками. Электроника обеспечивает впрыск строго определенных порций топлива, чем достигается высокая экономия, полное сгорание и повышение мощности. При необходимости топливо может впрыскиваться многократно в течение одного цикла. Выпускная система современного дизеля ориентирована на снижение в отработавших газах сажи, несгоревших углеводородов и оксидов азота. Для этого в системе устанавливается сажевый фильтр. Накапливаемая в фильтре сажа удаляется путем регенерации. Система рециркуляции отработавших газов предназначена для снижения содержания в отработавших газах оксида азота, для чего часть газов возвращается во впускной коллектор. Для повышения эффективности работы системы отработавшие газы принудительно охлаждаются в специальном охладителе, включенном в систему охлаждения двигателя. Впускная система дизельного двигателя может оборудоваться впускными заслонками. Применение заслонок образует два канала всасывания, обеспечивает завихрение воздушного потока и улучшенное смесеобразование на всех режимах. При запуске двигателя и работе на низких оборотах заслонки закрыты, при высокой частоте вращения коленчатого вала и высоком крутящем моменте – открыты. Закрытие заслонок приводит к снижению в отработавших газах оксида углерода и несгоревших углеводородов. Наиболее эффективной системой повышения мощности дизельного двигателя является турбонаддув. Для создания оптимального давления наддува на всех режимах работы двигателя в системе используется турбонагнетатель с изменяемой геометрией турбины. Для облегчения запуска дизельного двигателя в холодное время применяется система предпускового разогрева, представляющая собой электронно-управляемые свечи накаливания, установленные во впускном коллекторе. Дополнительно на автомобиль может устанавливаться подогреватель дизельного топлива

И так… Задача двигателя — «выдать на-гора» механическую энергию вам вроде понятна. А что же дальше? На что передаётся механическая

На коленчатый вал.

Коленчатый вал – один из наиболее ответственных и дорогостоящих конструктивных элементов двигателя внутреннего сгорания. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршней в крутящий момент. Коленчатый вал воспринимает периодические переменные нагрузки от сил давления газов, а также сил инерции движущихся и вращающихся масс.

Коленчатый вал двигателя, как правило, цельный конструктивный элемент, поэтому правильно его называть деталью. Вал изготавливается из стали с помощью ковки или чугуна путем литья. На дизельных и турбированных двигателях устанавливаются более прочные стальные коленчатые валы

И так. Если коленчатый вал – это деталь, то двигатель – это сложная система, о которой мы говорили выше, когда рассматривали системы двигателя. Если вы поймёте, как работает эта система в целом, вам будет легко и просто не только эксплуатировать автомобиль, но и его ремонтировать.

Прежде чем приступать к эксплуатации (а уж тем более, к ремонту) чего-либо неплохо было бы выяснить, КАК это работает. Автомобиль не является исключением. Конечно же, автомобили существенно различаются друг от друга по оснащению, компоновке, мощности и т. д. Но принцип работы у всех автомобилей одинаков — его-то мы сейчас и рассмотрим.

1.Все начинается с аккумулятора. Поворачивая ключ в замке зажигания вы замыкаете электрическую цепь: Аккумулятор — Стартер.

2.Электрическая энергия аккумулятора преобразуется в стартере во вращательную механическую энергию.

3.Зубья пусковой шестерни стартера входят в зацепление с зубьями маховика и прокручивают его. С маховиком жестко связан коленвал, на котором крепятся шатуны с поршнями (кривошипно-шатунный механизм). Вращательные движения коленвала преобразуются в возвратно-поступательные движения поршня в цилиндре двигателя.

4.С движениями поршней жестко увязаны топливная система, система смазки, система охлаждения и система зажигания автомобиля. Т. е., все эти системы с момента начала движения поршней начинают синхронно работать, выполняя каждая свою «задачу»:

5.Система смазки: масляный насос под давлением подает масло из поддона картера во все трущиеся части двигателя, тем самым обеспечивая низкое трение и плавность работы двигателя;

6.Топливная система: топливный насос качает топливо из бензобака (обычно расположенного сзади автомобиля) по топливопроводу в карбюратор (или другое устройство для приготовления горючей смеси), где бензин мелко распыляется и смешивается с потоком воздуха для дальнейшей подачи в камеру сгорания цилиндров двигателя;

7.Система охлаждения: помпа (водяной насос) начинает циркуляцию охлаждающей жидкости из кожуха блока цилиндров двигателя в радиатор и обратно;

Это интересно:  Транспортный налог курск ставки

8. Система зажигания: катушка зажигания формирует высокое напряжение, которое при помощи распределителя зажигания «снимается» с катушки и распределяется в определенные периоды времени по свечам цилиндров двигателя.

Вся эта сложная система начинает одновременно работать, как только ключ в замке зажигания повернут в позицию «II».

Как только двигатель «запустится» (начнет устойчиво работать) ключ в замке зажигания следует убрать с позиции «II», при этом зубья стартера и маховика уже работающего двигателя разъединяются — двигатель работает автономно. Как только вал генератора раскрутится более 1000 оборотов/минуту, генератор начнет вырабатывать ток и питать все электросистемы автомобиля (до этого питание происходит за счет аккумулятора) и подзаряжать аккумулятор.

Сложно? Пока да. Но я советую Вам при изучении систем двигателя постоянно вoзвращаться к этому тексту для того, что бы изучив их все, осознать принцип работы двигателя в целом.

Раз всё начинается с аккумулятора, с него и начнём.

НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

Что там внутри? Да все то же самое, что и раньше, поскольку принципиально конструкция аккумуляторов остается неизменной с незапамятных времен: свинцовые пластины и кислота.

Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести 2-вольтовых элементов, что дает на выходе 12 вольт. Каждый элемент состоит из свинцовых решетчатых пластин, покрытых активным веществом и погруженных в кислотный электролит.

Отрицательные пластины покрыты мелкопористым свинцом, а положительные двуокисью свинца.

Когда к аккумулятору подключают нагрузку, активное вещество вступает в химическую реакцию с сернокислотным электролитом, вырабатывая электрический ток.

На пластинах при этом осаждается сульфат свинца, и электролит, соответственно, истощается. При зарядке эта реакция проходит в обратном направлении, и способность аккумулятора давать ток восстанавливается.

Автомобильный аккумулятор выполняет три функции: во-первых, он запускает двигатель, во-вторых, питает некоторые электрические устройства, например, сигнализацию и телефон, когда двигатель не работает. И, наконец, он «помогает» генератору, когда тот не справляется с нагрузкой.

Аккумулятор обычно соседствует с двигателем. А как раз высокой температуры этот агрегат не переносит. Законы, ограничивающие уровень шума, заставляют производителей все тщательнее затыкать любые отверстия в отсеке двигателя, что приводит к повышению температуры в моторном отсеке. На сегодняшний день это, пожалуй, самая большая проблема для производителей аккумуляторов.

Свинцовая стартерная аккумуляторная батарея (АКБ) — вторичный источник электрической энергии. Это значит, что после глубокого разряда ее работоспособность можно полностью восстановить при помощи заряда — пропускания электрического тока в направлении, обратному тому, в котором протекал ток при разряде.

У свинцовых стартерных АКБ в зависимости от исполнения свои конструктивно-технологические особенности, однако, в их устройстве много общего. Все они содержат разноименные электроды, разделенные сепараторами, которые помещают в сосуд, заполненный электролитом.

В зависимости от применяемых при производстве материалов и используемых конструктивных, технологических и эксплутационных особенностей,современные батареи можно подразделить на два основных вида: классического исполнения и необслуживаемого исполнения.

Классическое (традиционное) исполнение

Основы традиционного исполнения батарей сформировались уже в начале 20-го века и постепенно трансформировались до современного состояния по мере появления новых конструкционных материалов, но их эксплуатационные недостатки при этом сохранились.

В России батареи традиционного исполнения выпускают как в моноблоках с отдельными крышками, герметизируемыми битумной смазкой, так и в моноблоках с общей крышкой, герметизируемой контактно-тепловой сваркой.

Аккумуляторные батареи с отдельными крышками (рис. 1) собирают в одном многоячеечном корпусе — моноблоке (2), выполненном из эбонита или другой кислотостойкой пластмассы, разделенном перегородками (16) на отдельные камеры-ячейки (банки), по числу аккумуляторов в батарее. В каждую из ячеек помещен блок, состоящий из чередующихся положительных (5) и отрицательных (3) электродов, разделенных сепараторами (4). Он представляет собой отдельный аккумулятор напряжением 2 В. Пространство между дном моноблока и верхними кромками фиксирующих электроды опорных призм (1) служит для накаливания шлама — осадка, образующегося в процессе эксплуатации вследствие оплывания частиц активной массы положительных электродов. Когда объем шламового пространства заполняется, происходит замыкание нижних кромок разноименных электродов и аккумулятор теряет работоспособность.

Рис. 1 Аккумуляторная батарея с отдельными крышками

Электроды состоят из активной массы, нанесенной на токоотвод решетчатой конструкции — решетку. Сепараторы разделяют участвующие в электрохимических превращениях реагенты, а также обеспечивают возможность диффузии электролита от одного электрода к другому. Сторона сепаратора, обращенная к положительному электроду для облегчения доступа электролита к поверхности активной массы, выполнена ребристой.

Борн (8), который служит наружным токоотводом аккумулятора, последовательно соединяет соседние аккумуляторы между собой в батарею. К выводным борнам

крайних аккумуляторов батареи привариваются полюсные выводы (9) и (14), служащие для соединения батареи с внешней электрической цепью. Положительный (9) и отрицательный (14) выводы имеют разный диаметр, что позволяет исключить возможность переполюсовки при подключении АКБ к бортовой цепи автомобиля.

В верхней части электродного блока устанавливают щиток (7), предохраняющий верхние кромки сепараторов (4) от повреждения при замерах уровня и плотности электролита.

Каждый аккумулятор после установки электродного блока в камеру-ячейку моноблока закрывают сверху отдельной пластмассовой или эбонитовой крышкой (15). В ней выполняют по два отверстия с втулками для выводных борнов электродного блока. Между ними расположено резьбовое отверстие для заливки электролита и периодического обслуживания аккумулятора в процессе эксплуатации. После заливки электролита резьбовое отверстие закрывают пробкой из полиэтилена (11), имеющей небольшое вентиляционное отверстие (13), предназначенное для выхода газов при эксплуатации.

Для герметичной укупорки новых сухозаряженных батарей в верхней части пробки над вентиляционным отверстием выполнен глухой прилив. Для обеспечения нормальной эксплуатации этот прилив, после заливки электролита в батарею, необходимо срезать.

Благодаря специфическим свойствам термопластичной пластмассы появились аккумуляторные батареи с общей крышкой в моноблоке из сополимера пропилена с этиленом, устройство которых показано на рис. 2.

В моноблоке (1) установлены электродные блоки, состоящие из разноименных электродов (2) и (3), разделенных сепараторами (4). Эти блоки соединены между собой при помощи укороченных межэлементных соединений (6) через отверстия в перегородках (5) моноблока. Крышка (7) сделана единой на все шесть аккумуляторов батареи. Свойства термопластичной пластмассы позволили применить для герметизации АКБ с общей крышкой метод контактно-тепловой сварки, обеспечивающий сохранение герметичности как по периметру, так и между отдельными аккумуляторами в широком диапазоне температур (от −50°C до 70°C).

Рис. 2 Аккумуляторная батарея с общей крышкой

Недостатки традиционных свинцовых батарей обусловлены тем, что содержащаяся в сплаве положительных токоотводов сурьма постепенно, по мере их коррозии, через раствор переходит на поверхность отрицательного электрода. Осаждение большого количества сурьмы на поверхности отрицательной активной массы снижает напряжение на электродах батареи, при котором начинается разложение воды на водород и кислород. Поэтому, в конце зарядного процесса и при небольшом перезаряде, происходит бурное газовыделение, сопровождающееся «кипением» электролита вследствие электролитического разложения входящей в него воды.

За последние 20-25 лет, по мере развития технологии и совершенствования оборудования, появилось несколько разновидностей батарей так называемого «необслуживаемого» исполнения. Их основная отличительная особенность — использование сплавов с пониженным содержанием сурьмы или вовсе без нее для производства токоотводов.

Усовершенствование конструкции при создании необслуживаемых АКБ заключается еще и в том, что для увеличения запаса электролита без изменения высоты батареи, один из аккумуляторных электродов помещают в сепаратор-конверт, который изготовлен из микропористого полиэтиленового материала с низким электросопротивлением. В этом случае замыкание электродов различной полярности, при отсутствии сбоев в работе сборочного оборудования, практически исключено. Поэтому опорные призмы становятся ненужными, и блок электродов можно установить прямо на дно ячейки моноблока. В результате та часть электролита, которая раньше находилась в шламовом пространстве между призмами и не принимала участия в работе аккумулятора, теперь находится над электродами и пополняет его запас, расходуемый при эксплуатации батареи.

Питание стартер при пуске получает от аккумуляторной батареи, поэтому электродвигатель, применяемый в стартере постоянного тока с последовательным или последовательно-параллельным соединением обмоток статора и якоря. Включение электродвигателя происходит через контакты замыкаемые якорем втягивающего реле в конце хода, после введения в зацепление, посредствам рычагов, шестерни обгонной муфты. Обгонная муфта (бендикс) передаёт крутящий момент от якоря стартера на маховик двигателя внутреннего сгорания. Бендикс по валу якоря перемещается по шлицам расположенным вдоль вала винтообразно навстречу вращению, что способствует отбросу шестерни при пуске двигателя, когда частота вращения маховика превышает число оборотов электродвигателя. Так же шестерня бендикса вращается в одну сторону свободно, а в другую с якорем. Это сделано для предотвращения работы стартера одновременно с двигателем. На некоторых автомобилях применяется схема для предотвращения включения стартера при работающем двигателе. Принцип работы стартера заключается в следующем: с «+» АБ на стартер подаётся питание, при включении замка зажигания в режим стартера подаётся питание на обмотку втягивающего реле. Якорь втягивающего реле перемещается внутрь катушки перемещая по валу обгонную муфту. После входа в зацепление шестерни происходит замыкание контактов соединяющих «+» АБ с двигателем который начинает вращаться приводя в движение маховик двигателя.
Электродвигатель состоит из статора, ротора (якоря), щёточного узла со щётками. После 2002 года большое распространение получили редукторные стартера. Бендикс в таких стартерах имеет свой вал, соединённый с валом якоря через редуктор. Принцип работы стартера практически такой же как у обыкновенных стартеров.