рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Философия
/
Клапанний вузол

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Клапанний вузол

Клапанний вузол - раздел Философия, КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З ДИСЦИПЛІНИ дорожні, меліоративні машини та обладнання Вимоги До Клапанного Вузла: - Забезпечення Наповненн...

Вимоги до клапанного вузла:

- забезпечення наповнення циліндра та його герметизація;

- мінімальна маса;

- достатня міцність та жорсткість;

- мала теплосприйнятливість поверхні головки клапана;

- ефективне тепловідведення;

- висока зносостійкість сполучень „клапан-втулка” та „клапан-сідло”;

- висока корозійна стійкість сполучення „клапан-сідло”.

Клапанний вузол включає клапан, пружину, елементи кріплення клапана та пружини,

напрямну втулку, сідло клапана (рис. 8.45).

Клапани забезпечують з’єднання циліндра з трубопроводами впускної та випускної

систем у процесах газообміну та герметизацію камери згоряння у процесах стиску та

розширення. Клапан складається з головки (тарілки) та стержня. Головки клапанів омиваються

гарячими газами в камері згоряння, а головка і стержень випускних клапанів нагріваються

додатково в періоди випуску, коли швидкість газів складає 400ч700 м/с, а температури

досягають 1200°С. Діаметр головки впускного клапана часто роблять більше, ніж випускного

(рис.8.2, 8,4, 8.10). Впускні клапани виготовляють із хромистої сталі, випускні клапани (чи їхні

головки) – з жаростійкої сталі. У останньому випадку стержень виготовляють з сталі 40ХН та

зварюють встик з головкою. Для збільшення довговічності та зносостійкості на фаску головки

та торець стержня наносять сплави стеліт чи ніхром. Форма головки може бути плоскою,

опуклою (у випускних клапанів – для кращого обтікання газів при випуску), увігнутою (рис.

8.45, а-г). Робоча поверхня головки клапана (фаска) звичайно має кут 45°, іноді цей кут дорівнює

(у впускних клапанів) 30°. Фаску головки клапана ретельно обробляють і притирають до сідла.

Для кращого охолодження в деяких конструкціях (ЗіЛ, Mercedes-Benz) внутрішню

порожнину випускних клапанів заповнюють на дві третини металевим натрієм (рис. 8.45,г).

Натрій при нагріванні плавиться і при різкому закритті клапана переміщається у верхню частину

порожнини, де віддає тепло охолодній рідині.

Пружини клапанів призначені для замикання кінематичного зв’язку системи „кулачок –

клапан” при переміщенні останнього, а також для утримання клапана у закритому положенні у

тактах стиску та розширення. Матеріалом є пружинна сталь. Існують пружини з постійним

шагом, перемінним та конічні. Для підвищення надійності часто використовують дві пружини на

клапан. Для запобігання попадання витків однієї у іншу вони повинні мати протилежні напрямки

чи різні кути навивки. Під пружину встановлюють сталеву штамповану тарілку для збільшення

довговічності опорної поверхні головки.

Напрямна втулка забезпечує поступове переміщення клапана та відведення теплоти від

стержня. Для фіксації втулки виконують з проточкою під стопорне кільце, з заплечиками або з

конічною зовнішньою поверхнею (рис. 8.45, а-г). Виготовляють втулки з чавунів, бронзи або

металокераміки.

Клапан з пружиною кріпляться опорною тарілкою та двома розрізними сухарями з

кутом конусу 10ч15° (рис. 8.45,д). Для установки сухарів у верхній частині стержня клапана

виконують виточки відповідної форми.

Маслознімний ковпачок або манжета (рис. 8.45,е) з бензостійкого гуму попереджають

попадання масла до камери згоряння.

Сідло клапана (рис. 8.45, ж-л) призначено для підвищення довговічності зони контакту

клапана з головкою циліндра. Виготовляють їх з жаростійкого чавуна.

Випускні клапани деяких двигунів при роботі примусово провертаються, що запобігає

їхньому заїданню й обгорянню. Конструктивно механізм повороту може бути реалізованим як

мимовільне провертання під дією вібрації ДВЗ при додаванні у конструкцію конічної втулки 4

(рис. 8.45, е). Площа її контакту з опорною тарілкою невелика, що забезпечує самопровертання

клапана.

У деяких ДВЗ (ЗіЛ, Oldsmobile) встановлено механізм примусового провертання клапанів

(рис. 8.46) у вигляді обойми з підпружиненими шариками у похилих канавках. За рахунок руху

шариків у похилих канавках обертається обойма.

Рисунок 8.45. Елементи клапанного механізму:

а-г – клапани, д-е – деталі кріплення тарілки пружини клапана; ж-л – сідла клапанів; 1 –

пружинне стопорне кільце; 2 – сухарі; 3 – опорна тарілка; 4 – втулка; 5 – маслознімний ковпачок

Рисунок 8.46. Механізм повороту випускного клапана ЗіЛ-508

8.7. Десмодромні механізми

Десмодромні механізми забезпечують двосторонній зв’язок клапана з кулачком. Їх

використовують при високих частотах обертання, коли інерційність клапанної пружини не

дозволяє якісної роботи (клапанна пружина не встигає спрацьовувати). Десмодромні механізми

дозволяють роботу зі значно більшими прискореннями (у п’ять-дев’ять разів більше, ніж у

серійних ДВЗ), що підвищує наповнення циліндрів. Основними недоліками є складність

конструкції та компенсація зазорів, що виникають у процесі експлуатації. Це обмежує їх масове

використання у ДВЗ, тому їх використовують у спортивних моторах.

Примусове відкриття та закриття клапанів забезпечуються окремими кулачками. Деякі

схеми зображені на рис. 8.47.

Рисунок 8.47. Десмодромні механізми: а – двовальний; б – механізм Mercedes-Benz GP; в

– механізм Ducati; 1,2 – кулачки відповідно відкриття та закриття клапана; 3 – штовхач; 4 – ричаг

8.8. Механізми відключення циліндрів

Відключення циліндрів є одним з найефективніших засобів економії палива. Його

застосовують у багатоциліндрових ДВЗ, відключаючи частину циліндрів при неповних

навантаженнях.

Дослідження в цьому напрямку проводяться вже близько 50 років. Теорія регулювання

потужності автомобільного двигуна шляхом відключення циліндрів уперше була розроблена в

СРСР академіком Е.О.Чудаковим. У теорії такий спосіб допомагає знизити витрату палива

бензиновим поршневим двигуном до 25%, двосекційним роторним – до 20% і дизелем – до 15%.

Запас потужності двигунів V6, V8 або V12 такий, що при русі з постійною швидкістю в

середньому вони працюють тільки на 25% своїй потужності. При цьому наявність опору у

вигляді дросельної заслінки приводить до часткового наповнення циліндрів свіжим зарядом та

малого ККД.

На початку 1980-х відключення частини циліндрів (2-х або 4-х) застосовував на своїх V8

Cadillac, однак широкого поширення цей двигун тоді не одержав (відключення та підключення

циліндрів супроводжувалися ривками та шумом). Відключення циліндрів здійснювалося

поворотом коромисел доверху так, що коромисло переставало діяти на клапан (рис. 8.48).

Одночасно виключалася подача палива у ці циліндри. На рубежі століть концерн General Motors

розробив V8 із системою відключення циліндрів Displacement-on-Demand («робочий об’єм за

вимогою»). Під час пуску ДВЗ працюють усі циліндри. Після прогріву електронний блок

керування «оцінює» реальне навантаження. Якщо мотор не навантажений, електроніка припиняє

подачу палива в чотири циліндри з восьми. Одночасно включаються соленоїди (рис. 8.50,б), які

дозволяють маслу з системи змащення поступати до штовхачів. Штовхачі (рис. 8.50,а) з

гідрокомпенсаторами відрізняються тим, що плунжер з’єднується з корпусом через поршень-

фіксатор, що під дією пружини поперечно розташований у штовхачі. Коли соленоїди

відкривають подачу масла, масло давить на поршень-фіксатор, стискуючи пружину. Поршень

переміщається та роз’єднує плунжер і корпус. Клапан відключається (рис. 8.49,а-б). На рис.

8.49,в показано систему змащення, де у верхній частині видно соленоїди та масляні канали

системи виключення клапанів (2, 3, 5 та 8-го циліндрів для забезпечення ритмічної роботи

відповідно до режиму роботи ДВЗ).

Рисунок 8.48. Схема відключення циліндрів Cadillac V8-6-4:

1 – електромагнітний привод; 2 – пластина блокування; 3 – виступ корпуса; 4 – корпус;

5 – пружина; 6 – точка повороту коромисла при відключенні клапана

Аналогічну систему під назвою Multi-Displacement System (MDS) розробила фірма

Chrysler для двигуна HEMI V-8 (2005 р.). Принцип її роботи аналогічний (рис. 8.51-8.53). На рис.

8.53 добре видно поршень-фіксатор штовхача, а на рис. 8.51 – масляні канали.

У обох системах забезпечується непомітним процес переключення за рахунок

електронного керування дросельною заслінкою та подачею палива.

Рисунок 8.49. Схема відключення циліндрів (а – клапан працює, б – клапан відключено)

та схема масляної системи (в) двигуна GM Vortec 5300 (2005 р.)

Рисунок 8.50. Штовхач клапана (а) та соленоїди відключення клапанів (б) двигуна GM

Vortec 5300 (2005 р.)

Рисунок 8.51. Система відключення клапанів двигуна Chrysler Hemi

Рисунок 8.52. Розподільний вал та штовхачі двигуна Chrysler Hemi

Рисунок 8.53. Конструкція штовхача з відключенням двигуна Chrysler Hemi

У Європі в 1990-х роках технологію відключення окремих циліндрів використовує

Mercedes-Benz на V12 об’ємом 6,0 л та V8 об’ємом 5,0 л. На часткових навантаженнях у V8

відключаються чотири циліндри, а при необхідності збільшення потужності вони підключаються

знову. Електронна система керування двигуном відключає циліндри – 2-й, 5-й та 8-й.

Відбувається це відразу після переходу двигуна на режим часткового навантаження за рахунок

відключення відповідних впускних і випускних клапанів і припинення подачі палива до

зазначених циліндрів. Витрата палива в середньому зменшилася приблизно на 7%.

Перехід від 4-циліндрового режиму роботи двигуна до 8-циліндрового і назад

здійснюється непомітно. Електроніка миттєво змінює положення дросельної заслінки й кут

випередження запалювання таким чином, щоб запобігти раптовій зміні крутного моменту.

Автоматичне відключення циліндрів здійснюється в діапазоні частот обертання колінчастого

вала від 1000 до 3500 хв^-1на 3-й, 4-й й 5-й передачах при використанні автоматичної коробки,

що відповідає діапазону швидкостей від 40 до 160 км/год. Щоб запобігти переохолодженню

відключених циліндрів, випускний клапан після робочого ходу не відкривається, і гарячі

відпрацьовані гази після згоряння залишаються у циліндрі, зберігаючи тепловий режим.

Механізм відключення клапанів двох типів. У першому (рис. 8.54) привод здійснюється

через тарілку з нажимними штангами та сегментний елемент. При його повороті втулка з

сегментним елементом виходить за межі нажимних штанг, і клапан залишається у закритому

положенні.

У другому варіанті використовуються коромисла, що складаються з двох частин (рис.

8.55), що з’єднані між собою маленьким поршнем-фіксатором. Коли система спрацьовує, на

поршень під тиском подається масло. Фіксатор, переборюючи опір зворотної пружини,

зміщується убік, чим розривається твердий зв'язок між частинами коромисла. Частина

коромисла, що контактує з кулачком, продовжує рухатися, але друга частина зупиняється й не

передає зусилля на клапан. Підключення клапана до роботи відбувається, коли знімається тиск

масла на поршень-фіксатор. Під дією пружини він повертається на місце, знову з'єднуючи

коромисла в єдине ціле. Робота клапанів відновлюється, а комп'ютер дає команду на подачу

палива до циліндрів.

Рисунок 8.54. Механізм відключення клапанів Mercedes-Benz 500 SE

1 – привод електричного виконавчого механізму; 2 – тарілка з нажимними штангами; 3 –

поворотна втулка з сегментним елементом

Рисунок 8.55. Механізм відключення клапанів Mercedes-Benz S500 зі складеними коромислами

Фірмою Honda розроблено ДВЗ V6 із системою Variable Cylinder Management. Працює

вона у такий спосіб: при низькому навантаженні процесор керування відключає три з шести

циліндрів (один ряд); їхні клапани залишаються закритими, циліндри не працюють. ДВЗ

оснащений двома розподільними валами – по одному у кожній головці блоку (при 4 клапанах на

циліндр). Клапани приводяться в рух коромислами, у які вбудовано (у головці одного ряду

циліндрів) механізми гідроблокування. Залежно від положення поршеньків коромисла або

жорстко блоковані (клапани працюють), або «ламаються» (клапани відключені). Тобто, система

аналогічна попередній.

Для поглинання підвищених вібрацій конструктори Honda передбачили «активну»

гідроопору силового агрегату, що управляється центральним процесором і міняє твердість у такт

спалахам у циліндрах.

Рисунок 8.56. Механізм відключення клапанів Honda V6

Крім того, у гібридному двигуні Honda IMA (Integrated Motor Assist) застосовано систему

відключення трьох з чотирьох циліндрів при русі автомобіля накатом. Принцип роботи

механізму – аналогічний (рис. 8.57).

Рисунок 8.57. ГРМ двигуна Honda IMA

Технологія відключення циліндрів поки не одержала широкого поширення. Причини –

ступінчастість регулювання, наявність дроселювання між режимами роботи, порушення

температурного режиму й рівномірності зношування циліндрів.

Роботи над механізмами відключення циліндрів ведуться й в Україні. Але вітчизняні

вчені пішли іншим шляхом. Ще у 1967 році в Київському автомобільно-дорожньому інституті

(нині – Національний транспортний університет) професор П.І.Андрусенко запропонував

принципово новий спосіб регулювання потужності двигуна – відключенням не певних циліндрів,

а окремих робочих циклів. У 1996 році метод регулювання потужності двигуна відключенням

окремих робочих циклів (ДРЦ) був представлений разом з «АвтоВАЗом» на виставці

«Автомобілебудування» у Детройті й викликав колосальний інтерес великих закордонних

автомобільних компаній. На даний момент на цю систему отримано близько 30 патентів.

Сутність даного методу полягає у тому, що в міру зменшення (або збільшення)

навантаження за рахунок припинення подачі палива в різні циліндри відключається частина

робочих циклів, що забезпечують одержання потужності, що необхідна у даному режимі.

Реалізується це за допомогою електромагнітних форсунок. Дросельна заслінка у всьому

діапазоні зміни навантажень двигуна залишається повністю відкритою, що веде до збільшення

індикаторного й механічного ККД двигуна.

Економія палива при використанні даного методу на режимах часткових навантажень

становить 20ч23% з одночасним істотним зменшенням в 2,5ч4 рази токсичності відпрацьованих

газів. На холостому ходу витрата палива зменшується майже вдвічі.

На даний момент у Національному аграрному університеті розроблені й досліджені

системи регулювання потужності відключенням окремих робочих циклів для бензинових

двигунів і частково для дизелів.

Переваги відключення циклів:

- кількість циклів, що відключені, може бути будь-яким, що дозволяє забезпечити роботу

двигуна на оптимальному складі суміші у широкому діапазоні навантажень, аж до холостого

ходу. Величина зменшення потужності обмежується числом циліндрів.

- при регулюванні потужності відключенням циліндрів змінюється їхній температурний

режим, тому що вони залишаються незадіяними протягом тривалого часу. При методі ДРЦ

пропущені цикли доводяться на різні циліндри, тому вони практично не встигають

охолоджуватися.

- не потрібно особливих змін конструкції (на відміну від інших подібних методів).

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З ДИСЦИПЛІНИ дорожні, меліоративні машини та обладнання

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ... ДОНБАСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Клапанний вузол

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Макіївка, 2007 р.
Модуль 1. Основи теорії ДВЗ ЗМІСТ ТЕМА 1. ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ТА КЛАСИФІКАЦІЯ ДВЗ. ЗАГАЛЬНА БУДОВА ДВИГУНІВ

ДВИГУНІВ
Ключові слова і поняття: Двигунвнутрішньогозгоряння (ДВЗ) (1.1) – сукупність механізмів та систем, що перетворює теплоту газі

Коротка історія розвитку ДВЗ
Перший діючий ДВЗ був побудований у Франції ЖаномЕтьєномЛенуаром у 1860 р. Паливом був світильний газ, попередній стиск суміші не здійснювався, тому

Рудольф Крістіан Карл ДИЗЕЛЬ
(1858-1929 рр.) Народився у Парижі. Вже у 14 років Дизель вирішив працездатного двигуна внутрішнього згоряння. Народився 10 липня 1832 р. у місті Хольцхаузен

Жан Етьен ЛЕНУАР
(1822-1900 рр.) Закінчивши зі срібною медаллю гімназію, він поступив у Петербурзький технологічний інститут. За

Класифікація ДВЗ
Ознаки класифікації ДВЗ можуть бути різними і визначаються як призначенням, особливостями практичного застосування, так і принципами побудови, елементами конструкції

І двигуни з самозапалюванням від стиску (1.14) та з запалюванням від запальної дози
рідкогопалива (1.15). 6. За способом регулювання потужності: з якісним (дизелі, газодизелі), кількісним (бензинові та газові) та змішаним регулюванням.

Робочий цикл чотиритактного двигуна з примусовим запалюванням
Рисунок 1.3. Схема робочого процесу чотиритактного двигуна з примусовим запалюванням а – впуск, б – стиск, в – робочий хід, г – випуск

Робочий цикл чотиритактного дизеля
Рисунок 1.4. Схема робочого процесу чотиритактного дизеля а – впуск, б – стиск, в – робочий хід, г – випуск. 1 – паливний насос, 2 – поршень, 3 – форсунк

Робочий цикл двотактного двигуна з примусовим запалюванням
Рисунок 1.5. Схема робочого процесу двотактного двигуна з примусовим запалюванням а – впуск та стиск, б – робочий хід, в – стиск суміші у кривошипній кам

Робочий цикл двотактного дизеля
Рисунок 1.7. Схема робочого процесу двотактного дизеля а – робочий хід, б – випуск, в – продувка. 1 – нагнітач, 2 – впускне вікно, 3 – ви

Порівняння чотиритактних двигунів із двотактними
Переваги чотиритактних двигунів у порівнянні з двотактними: - більший ККД, особливо при часткових навантаженнях; - менша теплова напруженість деталей; - к

Основні механізми та системи двигунів
Для забезпечення нормальної роботи, зручності монтажу сучасні двигуни внутрішнього згоряння зібрані з окремих механізмів, систем, вузлів і агрегатів, кожний з яких має особ

Компонувальні схеми двигунів
Різноманіття областей застосування ДВЗ і вимог до їхніх конструкцій обумовлюють складність їхньої класифікації за конструктивними ознаками. Конструкції двигунів залежать ві

V-подібні ДВЗ
V-подібні двигуни розрізняються за кутом розвалу β (рис. 1.16). Якщо він дорівнює 180є, такий двигун називають опозитним(1.43). У інших випадка

Інші конструктивні схеми ДВЗ
W-подібними називають двигуни, які мають три ряди циліндрів. Але „з легкої руки” концерну Volkswagen AG зараз так часто називають чотирирядні ДВЗ. W

ТЕМА 2. ПАЛИВО ДЛЯ ДВЗ ТА ПРОЦЕСИ ЙОГО ЗГОРЯННЯ
Ключові слова і поняття: Бензин (2.1) – суміш нафтових дистилятів (продуктів перегонки), що википає при температурах 25ч215єС

Вимоги до палив
Теплота, яка потрібна для виконання роботи, у ДВЗ утворюється при згорянні палива у циліндрі. На сьогодні основними видами палив для ДВЗ є бензини та дизельні палива, які

Бензини
С 0,855 0,870 0,375 0,520 Н 0,145 0,126 0,125 0,140 Вміст

Дизельні палива
Дизельне паливо (ДП) за технологією виробляти простіше, але його сировинна база обмеженіша – його одержують прямою перегонкою нафти та каталітичним крекінгом нафто

Газоподібні палива
Перші ДВЗ на газовому паливі працювали ще у середині ХІХ сторіччя. Але на сьогодні вони менш популярні, ніж бензин та дизельне паливо. Переваги газоподібних палив

Альтернативні палива
Швидке зменшення світових запасів нафти вимагає пошуку та розвитку альтернативних У якості альтернативних видів палива можуть використовуватися с

Біодизельне паливо
0,02 Водень Н2є найбільш перспективною альтернативою вуглеводневим типам палив. Крім того, він є перспе

Хімічні реакції при згорянні палива
Для повного згоряння палива необхідно визначити кількість повітря, що називається теоретично необхідною і визначається за елементарним складом палива. Кількість по

Порівняння ідеальних циклів з реальними
Згадаємо, що до замкнутих теоретичних (ідеальних) ДВЗ належать цикли (рис. 3.1): Отто (з ізохорним підведенням теплоти), Дизеля (з ізобарним підведенням теплоти) та Трінкле

Процес впуску
Процесом впуску звичайно називають процес наповнення циліндра двигуна свіжим зарядом. Цей процес трохи відрізняється для двигунів без наддуву і з наддувом.

Процес стиску
ηv = 0,8ч0,94; ηv = 0,8ч0,97; ηv = 0,75ч0,8. При розгляді ідеальних циклів

Процес згоряння
Процеси сумішоутворення та згоряння у ДВЗ будуть ще розглянуті окремими темами, а у цьому підрозділі розглянемо розрахунок процесу згоряння (c-z на рис. 3.2).

Процес розширення
Тz= 2400ч3100 К Тz= 1800ч2300 К Тz = 2200ч2500 К Тz= 2000ч2300 К За аналог

Процес випуску
Відкриття випускного клапана в ДВЗ здійснюється за 40ч80є за кутом повороту колінчастого вала до приходу поршня в НМТ (точка 3 на рисунках 3.3). При цьому трохи

ТЕМА 4. ПОКАЗНИКИ РОБОЧОГО ЦИКЛУ ДВИГУНА. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВЗ
Ключові слова і поняття: Середнійіндикаторнийтиск (4.1) – розрахункова робота газів, віднесена до ходу поршня.

Регулювальна характеристика двигуна із зовнішнім сумішоутворенням за складом
суміші (4.19) – залежність зміни потужності й питомої витрати палива, а також інших показників від якісного складу суміші, що обумовлений коефіцієнтом надлишку повітря

Індикаторні параметри робочого циклу
Робочий цикл (1.22) характеризується індикаторними показниками. Ці показники стосуються процесів, що відбуваються усередині циліндра двигуна, та характеризують дос

Ефективні показники двигуна
Індикаторні показники достатньою мірою відображають якісні сторони перетворення тепла в роботу в двигуні, але не враховують втрати енергії на тертя, привод допоміжних

Поняття про характеристики
Призначення двигуна – виробляти механічну енергію, яка може бути використана для привода в дію будь-якої машини, агрегату або вузла. Таким чином, машина або силова передача

Швидкісні характеристики
Розрізняють зовнішню і часткові швидкісніхарактеристики (4.11). Зовнішнюшвидкіснухарактеристику (ЗШХ)(4.12) одержують при повно

Регулювальна характеристика двигуна із зовнішнім сумішоутворенням за складом
суміші (4.19). Залежність потужності й питомої витрати палива, а також інших показників від якісного складу суміші, що обумовлений коефіцієнтом надлишку повітря, або в

Регулювальна характеристика дизеля за кутом випередження подачі палива (4.21).
Залежність показників роботи двигуна від кута випередження подачі палива при незмінному положенні рейки паливного насоса й незмінній частоті обертання вала називається регулювальн

Регуляторні характеристики
Умови роботи двигуна можуть характеризуватися необхідністю збереження частоти обертання вала при змінному навантаженні (робота на генератор електричної енергії, на

Навантажувально-швидкісні характеристики
Навантажувально-швидкіснахарактеристика (4.23) поєднує (синтезує) швидкісні й навантажувальні характеристики – див. рис. 4.16. Як правило, такі характе

ЗАПАЛЮВАННЯМ
Ключові слова і поняття: Сумішоутворення (5.1) – комплекс взаємозалежних процесів дозування палива й повітря, розпилювання й

Загальна характеристика процесу
Основними ознаками робочого циклу двигунів з примусовим запалюванням (1.13) є: 1. Відносно низький ступінь стиску (1.28) свіжого заряду (ε = 7ч11 і трохи вище);

Утворення гомогенних сумішей
Змішення компонентів суміші відбувається в результаті молекулярної дифузії одного газу в іншій. У сучасних двигунах тривалість процесу сумішоутворення складає 0,0005ч0,06 с

Утворення гетерогенних сумішей
Безпосереднєвпорскуванняпалива. Метою внутрішнього приготування неоднорідної робочої суміші є забезпечення роботи ДВЗ на усіх його режимах без дросельн

Процес згоряння
При згорянні однорідних вуглеводневих палив максимальна швидкість полум'я Uнмах досягається при трохи збагачених пальних сумішах. У випадку, коли Uнмin=0,1 м/

Вплив різних факторів на процес згоряння.
Кут випередження запалювання φв.з. на кожному режимі повинен забезпечувати найкращі показники двигуна. Такий кут називається оптимальним φв.з.опт. При цьо

Порушення процесу згоряння
В міру поширення фронту полум'я від іскри незгоріла суміш буде нагріватися і стискуватися внаслідок росту тиску при згорянні. У цій частині свіжої суміші можуть створи

СО2→С+О2.
Рисунок 5.14. Індикаторні діаграми при порушеннях процесу згоряння у ДВЗ з примусовим запалюванням: а – слабка детонація, б – сильна детонація

Фактори, що впливають на виникнення детонації.
Хімічний склад палива: а) груповий склад палива – парафіни, олефіни, ароматичні вуглеводні; парафіни детонують більше, ніж олефіни; олефіни більше, ніж нафтени і т.д.

Передчасне запалення
Передчасне (жарове) запалення (ЖЗ) виникає під час процесу стиску (до моменту появи іскри) від нагрітих (вище 700ч800°С) зон центрального електрода свічі, головки випускног

Запалення від стиску при виключеному запалюванні
Таке запалення спостерігається в двигунах з ε > 8,5. При переході двигуна від режиму максимальної потужності до режиму холостого ходу після вимикання запалюв

Загальна характеристика процесу
Основними ознаками робочого циклу двигуна із внутрішнім сумішоутворенням (1.11) є: 1. Висока ступінь стиску (1.28) повітряного заряду (ε = 14ч24); 2. Впорскув

Впорскування й розпилювання палива
Процес подачі палива у дизеля починається наприкінці процесу стиску до приходу поршня у ВМТ (1.19). Впорскування палива в циліндр здійснюється з розпилювача форсунки

Сумішоутворення
Загальні вимоги до процесу сумішоутворення й згоряння Процес сумішоутворення й згоряння в дизелях повинен відповідати наступним основним вимогам: 1

Процес згоряння
Згоряння є складним фізико-хімічним процесом. Воно визначає енергетичні, економічні й екологічні показники циклу, динамічні навантаження на деталі двигуна.

ТЕМА 7. КРИВОШИПНО-ШАТУННИЙ МЕХАНІЗМ
Ключові слова і поняття: Циліндр (7.1) – напрямний елемент для поршня. Блокциліндрів (7.2) – єдиний елем

Циліндр
Циліндр (7.1) є напрямним елементом для поршня. У ДВЗ з рідинним охолодженням, як правило, усі циліндри з’єднані у єдиний елемент – блокцилі

Головка циліндрів
Головкициліндрів (7.10) (рис. 7.13) закривають циліндри зверху і служать для розміщення камери згоряння. Вимоги до головок циліндрів:

Рухомі деталі КШМ
Поршень (7.12) являє собою металевий стакан, що розташований днищем до головки циліндра. Він сприймає тиск газів при робочому ході і передає силу

Поршневі кільця
За призначенням і функціями відрізняють поршневі кільця: - компресійнікільця (7.13); - маслознімнікільця (7.14).

Поршневий палець
Поршневийпалець (7.15) служить для з'єднання поршня із шатуном і являє собою коротку трубку. У залежності від способу кріплення розрізняють дв

Колінчастий вал
У групу колінчастоговала (7.17) входять: колінчастий вал, противаги, маховик, елементи приводу ГРМ та інших механізмів, вузол осьової фіксації та де

Підшипники колінчастого вала
В основному у сучасних ДВЗ використовують підшипники ковзання, у важких ДВЗ можуть використовуватися й підшипники кочення (у якості корінних, при цьому колінчастий в

Балансування ДВЗ
Сили і моменти, що виникають при здійсненні деталями КШМ зворотно-поступальних й обертальних рухів, утворюють вібрації, які передаються через опори двигуна на кузов.

Тенденції розвитку КШМ
1. Подальше зменшення маси блоку циліндрів використанням алюмінієвих блоків без гільз. У поверхні циліндрів електролітичним шляхом утворюється підвищений вміст кремнію,

Загальна конструкція ГРМ
Газорозподільний механізм (ГРМ) (1.34) призначений для забезпечення періодичної зміни робочого тіла у циліндрах (7.1) ДВЗ при реалізації дійсного циклу. Зміна робочого тіла

Класифікація ГРМ
Класифікаційних ознак ГРМ багато. Розглянемо основні: 1) за взаємним розташуванням розподільного вала та клапанів: - SV (8.4) (Side Valves)

Розподільний вал
Розподільнийвал (8.9) призначений для керування клапанами за допомогою кулачків, які розташовані на ньому. У ДВЗ з примусовим запалюванням він може так

Деталі передачі
При нижньому розташуванні розподільного вала та верхньому розташуванні клапанів у деталі передачі входять (рис 8.36): - штовхач 2, я

Фази газорозподілу
Фазигазорозподілу (8.11) звичайно зображують у виді кругової діаграми, яку називають діаграмою фаз газорозподілу (рис. 8.58).

Тенденції розвитку ГРМ
1. Виконання перспективних екологічних вимог, а також економії палива вимагає все частішого використання систем змінення фаз газорозподілу, причому, як впускних, так і

ТЕМА 9. СИСТЕМИ ЗМАЩЕННЯ ДВЗ
Ключові слова і поняття: Системазмащеннязмокримкартером (9.1) – система, у якій запас масла зберігається в піддоні картера.

Загальна конструкція системи змащення
Основне призначення систем змащення (1.35) ДВЗ – забезпечення працездатності двигунів, у тому числі: - забезпечення масляного шару між усіма поверхнями тертя;

Умови змащування
У ДВЗ переважає тертя ковзання, яке буває сухим, напівсухим, напіврідинним, рідинним. Умови змащення для окремих вузлів і деталей двигуна вибирають у залежності від

Вузли та агрегати систем
Резервуаром для зберігання запасу масла у ДВЗ з мокрим картером, якими є більшість двигунів, є піддон картера (масляний піддон, нижній картер) (7.9) (рис. 9.3, 9.4).

Класифікація та властивості моторних масел
Масла, що застосовують для змащування поршневих ДВЗ, називають моторними. Залежно від призначення, їх підрозділяють на масла для дизелів, масла для бензинових двигун

Властивості масел і методи їхньої оцінки.
Миючі присадки забезпечують необхідну чистоту деталей двигуна та знижують схильність масла до утворення низькотемпературних відкладень і швидкість забруднення фільтрів тонк

Рекомендована область застосування
Нефорсовані бензинові двигуни і дизелі Б Б1Малофорсовані бензинові двигуни, що працюють в умовах, які сприяють утворенню високот

Бензинові двигуни
Двигуни, що працюють у легких умовах Двигуни, що працюють при помірних навантаженнях Двигуни, що працюють із підвищеними навантаженнями (моделі випуску до 1964 р.) Двигун

Дизельні двигуни
Двигуни, що працюють при помірних навантаженнях на малосірчастому паливі Двигуни без наддуву, що працюють при підвищених навантаженнях на сірчастому паливі Двигуни (у тому числі з

Дизельні двигуни
Двигуни без наддуву, що працюють при звичайних умовах Двигуни без наддуву для тяжких умов або з наддувом для помірних умов Двигуни з наддувом для особливо тяжких умов Дви

Область застосування й властивості масла
Бензинові двигуни Двигуни, конструкція яких допускає застосування енергозберігаючих масел, що знижують тертя, малов’язких при високій температурі (150°С) і великої швидкост

А/В: масла для бензинових і дизельних двигунів легкових автомобілів
Масла, що призначені для бензинових і дизельних двигунів легкових автомобілів і фургонів, що допускають застосування масел, які мають знижену в'язкість при високих температурах і швидкостя

С: масла, що сумісні з каталітичними нейтралізаторами відпрацьованих газів
Масла з високою стабільністю властивостей, що призначені для застосування у високопродуктивних бензинових і дизельних двигунах з DPF та TWC легкових автомобілів і фургонів,

Е: масла для потужних дизельних двигунів вантажних автомобілів, автобусів
Призначені для широкого застосування в дизельних двигунах з і без турбонаддуву вантажних автомобілів, що працюють у середніх і тяжких умовах і з нормальним інтервалом заміни. Масло

Дизельних двигунів великовантажних автомобілів.
Донедавна мастильні матеріали для важких дизельних двигунів комерційного транспорту розроблялися з урахуванням вимог регіональних ринків: у Європі – специфікації АСЕА, у Японії

Дизельних двигунів легкових автомобілів і легких комерційних вантажівок.
Нові світові специфікаціями Global DLD були спільно розроблені ACEA, Асоціацією компаній-виготовлювачів двигунів США (EMA) і Японською асоціацією виготовлювачів

Volvo Truck
VDS (Volvo Drain Specification), специфікація на подовжені інтервали заміни для моторних масел, що застосовують у дизельних двигунах з турбонаддувом.

VW/Audi
VW 500.00 Легкоплинні енергозберігаючі всесезонні масла SAE 5W-30, 5W-40, 20W-30 або 10W-40, що призначені для застосування у бензинових двигунах.

Способи охолодження ДВЗ
При роботі двигунів їхні деталі нагріваються в результаті контакту з гарячими газами і тертя. Інтенсивність нагрівання залежить від режиму роботи двигуна, тому при малих

Рідинні системи охолодження
При рідинному охолодженні тепло від стінок і головок циліндрів передається рідині. Нагріта в такий спосіб рідина надходить у радіатор, що продувається повітрям, де теплота

Повітряні системи охолодження
При повітряному охолодженні тепло від стінок циліндра і головки циліндра передається безпосередньо повітрю. Для збільшення поверхні охолодження циліндр і головки циліндрів

Норма за ГОСТ 28084-89
Прозора однорідна пофарбована рідина без механічних домішок мінус 40 5. Корозійний вплив на метали, г/м2

ТЕМА 11. СИСТЕМИ ЖИВЛЕННЯ БЕНЗИНОВИХ ДВИГУНІВ
Ключові слова і поняття: КарбюраторніДВЗ (11.1) – бензинові ДВЗ, у яких приготування пальної суміші відбувається у спеціально

Класифікація та вимоги до систем живлення бензинових ДВЗ
Система живлення (1.37) призначена для приготування пальної суміші (1.30), яка потрібна для роботи ДВЗ. Згадаємо, що фактично ДВЗ працюють на робочій суміші (1.31)

Загальна будова системи
Паливні системи карбюраторних двигунів включають звичайно наступні основні вузли й елементи (рис. 11.1): 1. Паливний бак з датчиком та покажчиком рівня палива.

Конструкція елементів системи
Паливний бак (рис. 11.2) виготовляють штампуванням зі сталі зі свинцевим покриттям для попередження корозії або з пластмаси. Усередині часто для збільшення

Допоміжні пристрої карбюратора.
Пусковийпристрій (рис. 11.16) служить для приготування карбюратором багатої суміші при пуску холодного двигуна, тому що в цих умовах відбувається погане розпилювання п

Пристрої збагачення суміші при максимальному навантаженні.
Економайзер (збагачувач) карбюратора призначений для збагачення пальної суміші при великих навантаженнях двигуна. Дія збагачувача обумовлена зміною опору паливної сист

Карбюратори зі змінним перетином дифузорів.
Більшістю це карбюратори з горизонтальним потоком суміші. Вони існують двох типів: - зі змінним перетином дифузора, що виконує роль дроселя; - з регулюванням кількості суміші дрос

Карбюратори з електронним керуванням.
Поява таких карбюраторів пов’язана з підвищенням вимог до викидів токсичних речовин у відпрацьованих газах. Ефективна робота трикомпонентних каталітичних нейтралізаторів вимагає п

Класифікація систем впорскування
У системах з впорскуванням палива внаслідок відсутності карбюратора знижується опір впускної системи, підвищується рівномірність розподілу палива по циліндрах і зменшується

Паливні системи фірми BOSCH.
Компанія Bosch почала експерименти зі створення бензинового впорскування ще у 1921 році. У результаті численних експериментів (1923ч1928 рр.) було створено першу систему

Комплексна система керування двигуном "Digifant" фірми VOLKSWAGEN
складається із двох підсистем: керування впорскуванням палива й керування кутом випередження запалювання. Робота всіх підсистем управляється електронним контролером, що є спеціалі

Системи розподіленого впорскування
Система (рис. 11.35) забезпечує подачу палива електромагнітними форсунками у зону впускних клапанів. До її переваг відносяться краща економічність та потужність чере

Конструкція елементів систем
Паливні насоси. У системах впорскування робочий тиск у паливній магістралі форсунок треба забезпечити безпосередньо перед моментом запуску двигуна, тому бе

Форсунки.
При центральному впорскуванні форсунку об’єднано у єдиний агрегат з регулятором тиску та дросельною заслінкою (рис. 11.52). Форсунка (рис. 11.53) електромагнітна, у виключеному ст

ТЕМА 12. СИСТЕМИ ЖИВЛЕННЯ ДИЗЕЛІВ
Ключові слова і поняття: РяднийбагатоплунжернийПНВТ (12.1) – паливний насос високого тиску, у якого кількість секцій дорівнює

Основні схеми систем живлення дизелів
Паливна система дизеля забезпечує збереження, підготовку і подачу палива у визначений період робочого циклу і його розподіл у камері згоряння. Система також здійснює дозува

Елементи системи
Паливні баки мають витримувати подвійний робочий тиск контуру низького тиску. Надлишковий тиск стравлюється крізь отвори або клапани. Пали

Рядні багатоплунжерні ПНВТ
Схема системи живлення зі стандартним ряднимбагатоплунжернимПНВТ (12.1) наведена на рис. 12.10. Прийняття більш жорстких екологічних норм привело до удо

Насос-форсунки
Для оптимізації систем впорскування, збільшення тиску впорскування та скорочення шляху, який проходить паливо під високим тиском, використовують індивідуальні системи

Індивідуальні ПНВТ
ІндивідуальнийПНВТ (12.5) (англ. UPS – Unit Pump System) схожі з насос-форсунками, але у них ці елементи відокремлені та поєднані через короткий

Акумуляторні паливні системи
Акумуляторніпаливнісистеми (12.6) почали використовуватися з 1910 р. до 1950-х рр. на суднових дизелях. Припинення їх використання пов’язано з недоліка

Тенденції розвитку систем живлення дизелів
Усі нові моделі дизелів мають нерозділені камери згоряння. Для нових моделей характерний осесиметричний процес сумішоутворення, 4-клапанний газорозподіл, турбонаддув

Класифікація систем живлення газових ДВЗ
Основною метою використання газових палив є економія нафтових ресурсів, а також екологічні міркування. До газових палив відносяться пропан-бутанові суміші та природні

Системи живлення скрапленим нафтовим газом
Скраплені вуглеводневі гази (пропан-бутан) (СНГ або LPG) застосовуються як паливо давно. Розвиток газових систем відбувався повільніше за бензинові системи.

Назва газової системи живлення
SGI (Sequential Gas Injection) GSI (Gaseous Sequential Injection) LPI (Liquid Propane Injection) «Sequent» «Polaris»

Системи живлення компримованим природним газом
Природний газ як моторне паливо на автомобільному транспорті використовується і може бути використаний для таких типів двигунів і транспортних силових агрегатів: 1

Системи живлення скрапленим природним газом
Система включає (рис. 13.9): бак для зберігання СПГ, газифікатор, запірну і розподільну арматури, систему забезпечення безпеки, систему вимірів параметрів рідкої і газової

Водневі системи живлення
Прагнення знизити токсичність відпрацьованих газів обумовило інтерес до водневих ДВЗ. При згорянні водню практично не утворюються СО і СН, оскільки у паливі в

Тенденції розвитку систем живлення
Історія розвитку газомоторного палива показує, що застосування його, а також того або іншого газу у двигунах внутрішнього згоряння залежить від наступних основних факторів:

Системи впуску
Система впуску (1.40) призначена для підведення свіжого заряду у циліндри ДВЗ, очищення повітря та його підігріву. У двигунах із зовнішнім сумішоутворенням (1.10) у

Динамічний наддув
У цій системі нагнітача як такого немає. Для підвищення наповнення використовують хвильові явища, що виникають у впускній системі внаслідок періодичного відкриття-закриття

Механічний наддув
При механічному наддуві нагнітач (Supercharger, Kompressor) приводиться у дію від ДВЗ. Нагнітачі можуть бути об’ємними або відцентровими. Керування т

Турбонаддув
Рисунок 14.29. Турбокомпресор у розрізі (кольором показано розподіл температур при роботі)

Охолодження повітря
На багатьох ДВЗ з наддувом установлюється проміжнийохолодникнаддувногоповітря (14.4) (intercooler, aftercooler). При

Нетрадиційні схеми наддуву
Система Maxidyne. Сутність цієї системи з газотурбінним наддувом полягає у тому, що оптимальних умов входу газу на лопати турбіни домагаються на пон

Загальна будова системи
Система випуску (1.41) призначена для: - зниження концентрації шкідливих речовин у відпрацьованих газах, - випуску відпрацьованих газів з припустимим рівнем шуму і

Акустичні показники ДВЗ. Глушники шуму
ДВЗ є джерелом дуже сильного акустичного шуму. Весь звуковий діапазон коливань від 16 Гц до 20 кГц поділяють на низькочастотний – до 400 Гц, середньочастотний – 400ч1000 Гц

Утворення токсичних речовин у двигунах
Джерелами викидів шкідливих речовин є вихлопні, картерні гази і пари палива. До складу відпрацьованих газів (ВГ) входять близько 200 компонентів. Усі ці речовини,

Засоби і системи зниження токсичності
Повністю уникнути вмісту шкідливих речовин у ВГ неможливо. Тому для зменшення викидів застосовують спеціальні заходи: 1. Шкідливі компоненти ВГ у випускній системі

Нейтралізатори відпрацьованих газів
У термічних і каталітичних нейтралізаторахвідпрацьованихгазів(14.6) відбуваються хімічні реакції, у результаті чого зменшується концентрація газових

Системи рециркуляції відпрацьованих газів
Системарециркуляціївідпрацьованихгазів (14.8) (EGR – Exhaust Gas Recirculation) (рис. 14.57) примусово повертає частину ВГ у циліндри ДВЗ. При ц

Нормативні вимоги щодо викидів токсичних речовин
Автопромисловість США щорічно витрачає 18,4 млрд. доларів на дослідження і розробку нових технологій для створення більш паливноекономічних та екологічно ч

Загальна характеристика систем запалювання
Система запалювання (1.39) призначена для формування імпульсів високої напруги, які забезпечують надійне іскроутворення у свічі та запалювання робочої суміші (1.31). До її

Джерела струму
У якості джерел електричного струму звичайно використовують генератор і акумуляторну батарею (АКБ). Робочою напругою найчастіше є 12 В. Генератор (15.1)

Контактно-транзисторна система запалювання
Рисунок 15.5. Схема контактно- транзисторної системи запалювання: 1 – свіча; 2 – ротор; 3 – розподільник; 4 –

Електронні системи запалювання
У електронних системах запалюваннях контактний переривник замінено на безконтактні датчики (рис. 15.6). У якості датчиків використовують найчастіше магнітоелектричні датчик

Способи пуску ДВЗ
Пуск двигуна можливий тільки в тому випадку, коли колінчастий вал приводиться в обертання допоміжним пристроєм. Провертання колінчастого вала від стороннього джерела

Загальна будова електричної системи пуску та її елементи
Рисунок 16.3. Схема електростартерного пуску ДВЗ: 1 – стартер у зборі; 2 – акумуляторна батарея; 3 – вимикач; 4 – електродвигун;

Особливості пуску бензинових ДВЗ
У карбюраторних ДВЗ для полегшення пуску у вхідному каналі карбюратора встановлюється повітряна заслінка, що забезпечує збагачення суміші в період пуску. Дросельна

Пуск ДВЗ у зимових умовах
Зимовим періодом експлуатації називається такий, коли температура навколишнього повітря встановлюється нижче +5°С. Низька температура повітря утрудняє пуск двигуна,

Допоміжні способи пуску ДВЗ
Пуск двигуна буксируванням, тобто розкручуванням колінчастого вала ведучими колесами транспортного засобу. Такий метод пуску двигуна допустимо використовувати лише у

Газотурбінні двигуни
Бурхливий розвиток авіаційних газотурбінних двигунів у 40-х роках ХХ століття сприяв розгортанню робіт зі створення суднових, локомотивних і автомобільних двигунів. На дани

Двигуни Стірлінга
ДвигунСтірлінга (17.1) – теплова машина, що працює за замкнутим термодинамічним циклом, у якому ізотермічні процеси стиску і розширення відбуваються пр

Роторно-поршневі двигуни
Рисунок 17.4. Роторно-поршневий ДВЗ (Mazda Renesis, кращий двигун 2003 р.)

Адіабатні двигуни
Досить перспективним напрямом розвитку двигунів у майбутньому є застосування дизелів з обмеженим відведенням теплоти в охолодне середовище, тобто наближення процесів,

Парові двигуни
Парові двигуни широко використовувалися на перших автомобілях, однак через ряд недоліків (великі маса і габарити, складності пуску, велика витрата води) їх повністю замінил

Електричні двигуни
Перші транспортні засоби з електричною тягою були побудовані у середині ХІХ століття. Широке застосування електричних двигунів обмежується недостатнім рівнем розвитку джере

Гібридні двигуни
Рисунок 17.11. Toyota Prius з гібридною силовою установкою: 1 – поршневий ДВЗ; 2 – блок перетворювачів енергії; 3 – електромотор

Широкий діапазон зміни температури повітря.
Це зв'язано з експлуатацією машин, так само як автомобілів і тракторів, у різноманітних кліматичних умовах. В умовах Крайньої Півночі температура узимку досягає –60°С, у місцевост

Пересіченій місцевості.
Зі збільшенням висоти над рівнем моря зменшуються температура, тиск і густина повітря. Це приводить до збільшення періоду затримки запалення і підвищенню «жорсткості» роботи, особ

Передачі будівельних і дорожніх машин
У процесі роботи більшості типів будівельних і дорожніх машин практично безупинно змінюються частоти обертання двигунів, що працюють то за зовнішньою швидкісною, то за

Післямова
Розвиток двигунів дорожніх машин спрямований на забезпечення росту продуктивності, скорочення енерговитрат; зменшення витрат праці на виготовлення, технічне обслуговування

ЛІТЕРАТУРА
1. Двигатели внутреннего сгорания / Хачиян А.С., Морозов К.А., Луканин В.Н. и др. – М.: Высш.шк., 1985. – 311 с. 2. Сергеев В.П. Ав

МЕТОДИЧНІ ПОСІБНИКИ
1. Методичні вказівки до виконання теплового розрахунку ДВЗ у курсових і дипломних проектах та роботах (для студентів спеціальностей «Автомобілі та автомобільне господарств