Принцип дії поршневого ДВЗ

При обертанні кривошипа колінчастого валу поршень разом з шатуном переміщається в циліндрі прямолінійно вгору і вниз. При русі вниз в циліндрі створюється розрідження, за рахунок якого через клапан впускання циліндр заповнюється горючою сумішшю. При переміщенні поршня вгору суміш стискається і запалюється від стороннього джерела тепла. При згорянні робочої суміші виділяється велика кількість тепла, унаслідок чого гази, що утворилися при згорянні, нагріваються і тиск їх сильно зростає. Під дією тиску газів поршень в циліндрі переміщається вниз, виконуючи корисну роботу. При зворотному ходу поршня вгору відпрацьовані гази видаляються з циліндра.

Робочий цикл 4-х тактного двигуна складається з 5 процесів: 1 – Впуск. 2 – Стиск. 3 – Згорання. 4 – Розширення. 5 – Випуск.

Користуючись індикаторними діаграмами можна охарактеризувати послідовність зміни процесів в 4-тактних карбюраторних і дизельних двигунах.

Робочий цикл чотиритактного карбюраторного двигуна:

1 – впускний клапан; 2 – свічка запалювання; 3 – випускний клапан; 4 – поршень.

Індикаторна діаграма показує характер зміни тиску газів в циліндрі (Р) в залежності від зміни об’єму циліндра (V).

	А	С	Z	В	R
Тиск, кгс/см2	0,7—0,8	8— 12	25 -30	3—4	1,05 — 1,15
Температура, °С	100—130	450—500	1800 – 2000	1100—800	300—400

Фазами газорозподілу називаються моменти відкриття і закриття впускних і випускних клапанів, виражені в градусах кута повороту колінчастого валу щодо мертвих точок.

Для кращого наповнення циліндрів горючою сумішшю впускні клапани відкриваються з випередженням, тобто до підходу поршня до ВМТ в такті випуску, а закриваються із запізненням — після проходження поршнем НМТ в такті стиснення. В цілях кращого очищення циліндрів від відпрацьованих газів випускні клапани також відкриваються до підходу поршня до НМТ в такті розширення, а закриваються після проходження поршнем ВМТ в такті впускання.

Призначення, будова і робота механізмів двигуна.

КШМ.

Кривошипно-шатунний механізм служить для сприйняття тиску газів і перетворення зворотно-поступального руху поршня в обертовий рух колінчатого вала.

Нерухомі частини КШМ:

1. Блок циліндрів;

2. Головки блоку циліндрів;

3. Гільзи циліндрів;

4. Картер щеплення та маховика;

5. Піддон (масляний картер).

Рухомі частини КШМ:

1. Поршень.

2. Поршневі кільця.

3. Шатун.

4. Колінчастий вал.

5. Маховик.

ГРМ.

Газорозподільний механізм призначений для своєчасного впуску в циліндри двигуна необхідного заряду свіжої горючої суміші та випуску із них відпрацьованих газів.

Будова ГРМ:

1. Газорозподільний вал.

2. Штовхачі.

3. Штанги штовхачів.

4. Коромисла.

5. Клапани.

Робота механізму газорозподілу полягає в наступному. Обертання колінчатого вала двигуна через пару розподільних шестерень передається на розподільний вал. Кулачок цього вала набігає на штовхач і змушує його переміщатися. Переміщаючись, штовхач передає зусилля на клапан через передатні деталі й змушує клапан відкриватися. При збіганні кулачка зі штовхача клапан під дією пружини закриває отвір впускного або випускного каналу.

Призначення, ТХ, будова та робота системи охолодження двигуна ЗІЛ-131.

Необхідність системи охолодження викликається тим, що деталі двигуна, що стикаються з розпеченими газами, при роботі сильно нагріваються. Якщо не охолоджувати внутрішніх деталей двигуна, то внаслідок перегріву може відбутися вигоряння шару змащення між деталями і їх заїдання. Неможнадопускати й переохолодження двигуна, тому що при цьому збільшуються теплові втрати й зменшується кількість корисно використовуваного тепла, зростають втрати на тертя внаслідок загущеннязмащення, погіршуються умови сумішоутворення, знижується потужність і погіршується економічність.

Система охолодження призначена для відведення тепла від деталей двигуна, що стикаються з гарячими газами з метою підтримки нормального теплового режиму двигуна.

Технічна характеристика:

Тип: закрита, рідинна, із примусовою циркуляцією охолоджувальної рідини.

Заправний об'єм:

- 29 л без розширювального бачка;

- 31 л з розширювальним бачком.

Нормальний тепловий режим роботи двигуна - 80—95 °С.

Використовувані охолоджувальні рідини:

- помягшена вода;

- НОР (антифриз марки «40» або «65»).

Охолоджувальні рідини повинні задовольняти наступним основним вимогам: мати високу теплоємність, невелику в'язкість, бути негорючими, нешкідливими та дешевими, мати низьку температуру замерзання, високу температуру кипіння й не сприяти утворенню накипу в системі охолодження.

Вода як охолодна рідина має ряд позитивних властивостей: високу теплоємність, оптимальну в'язкість, безпечна в пожежному відношенні, не токсична.

Основні недоліки води: недостатньо низька температура замерзання, збільшення об'єму при замерзанні (приблизно на 10%), невисока температура кипіння, утворення накипу, що має погану теплопровідність. Інтенсивність утворення накипу в системі охолодження залежить від жорсткості води, що створюється розчинними в ній солями, в основному кальцію й магнію.

Групи жорсткості води:

- м’яка (до 2);

- помірної жорсткості (2-4);

- середньої жорсткості (4-6);

- жорстка (6-8);

- дуже жорстка (>10).

Кількість низькозамерзаючої рідини, що заливається в систему охолодження, беруть на 6-8 % менше її місткості, тому що антифриз при нагріванні збільшується в об'ємі більше, ніж вода;

Етиленгліколеві антифризи - сильні отрути, тому при роботі з ними необхідно дотримуватись правил техніки безпеки.

Система охолодження включає:

1. Сорочки охолодження.
2. Водяний насос.
3. Вентилятор.
4. Термостат.
5. Радіатор.
6. Пароповітряний клапан.
7. Жалюзі.
8. Сполучні трубопроводи й шланги.
9. Зливні краники.
10. Контрольні прилади (термометр, контрольна лампа).
11. Радіатор опалювача кабіни.
12. Кран опалювача.

Водяной насос призначений для забезпечення примусової циркуляції охолодної рідини в системі.

Тип: відцентровий.

Встановлений на передньому торці блоку циліндрів. Конструктивно поєднаний з вентилятором.

Насос складається з:

- корпуса,

- корпуса підшипників,

- валика,

- крильчатки,

- сальника,

- маточини шківа вентилятора

- шківа привода.

Корпус підшипників має маслянку й контрольний отвір для виходу змащення. В нижній частині насоса є контрольний отвір для виходу охолодної рідини у випадку ушкодження сальника. Крильчатка насоса закріплена на валику болтом.

Вентилятор призначений для утворення потоку охолоджуючого повітря через радіатор.

Вентилятор шестилопастний, виготовлений з листової сталі.

Розміщений в направляючому кожуху (дифузорі) для збільшення швидкості потоку повітря через радіатор.

Привод вентилятора й водяного насоса здійснюється від шківа колінчатого вала двома ременями. Причому вентилятор приводиться в дію незалежно від водяного насоса, що дозволяє при подоланні бродів відключати вентилятор ослабленням ременя, не припиняючи обертання водяного насоса, компресора й насоса гідропідсилювача рульового керування. Ремінь привода вентилятора охоплює шків генератора, а ремінь привода водяного насоса охоплює шків насоса гідропідсилювача рульового привода. Від шківа водяного насоса приводиться в дію компресор.

Термостат призначений для прискорення прогріву холодного двигуна й запобігання його від переохолодження.

Тип: із твердим наповнювачем.

Активна маса – церезин (нафтовий віск) та мідний порошок.

Розміщений між верхнім і нижнім патрубками.

Будова:

– корпус;

– заслінка;

– шток;

– балон з активною масою та мембраною;

– зворотна пружина.

Робота термостата. При прогріві холодного двигуна канал, що з'єднує сорочку двигуна з радіатором, перекритий заслінкою термостата. Охолодна рідина через перепускний патрубок, що з'єднує нижній випускний патрубок з усмоктувальною порожниною корпуса водяного насоса, інтенсивно циркулює, минаючи радіатор, що прискорює прогрів двигуна. Ця циркуляція зберігається й при повністю відкритому термостаті. При температурі охолодної рідини, рівної 70—83 °С, активна маса (церезин), що міститься в балоні термостата, плавиться, і збільшення її об’єму викликає переміщення штока доверху, при цьому відкривається заслінка, після чого охолодна рідина починає циркулювати через радіатор. При зниженні температури ОР об’єм церезину зменшується і заслінка під дією пружини зачиняється.

Радіатор призначений для відведення тепла від нагрітої охолоджувальної рідини.

Тип: трубчасто-стрічковий, трьохрядний.

Складається із:

– верхнього бачка;

– серцевини;

– нижнього бачка.

Пробка заливної горловини радіатора із двома клапанами: впускним (повітряним) і випускним (паровим).

Випускний (паровий) клапан допускає підвищення тиску в системі охолодження на 100 кПа (1 кгс/см²) вище атмосферного. Це сприяє зменшенню втрат ОР від випаровування, а температура кипіння підвищується до 119°С. Таким чином підвищується ефективність системи охолодження, і автомобіль можна експлуатувати в тяжких умовах більше тривалий час без закипання охолодної рідини в радіаторі.

Впускний (повітряний) клапан перешкоджає створенню в системі великого розрідження при остиганні двигуна й охороняє деталі радіатора від ушкодження. Відкривається при розрідженні 1—13 кПа (0,01—0,13 кгс/см²).

Жалюзі радіатора призначені для регулювання потоку повітря, що проходить через радіатор.

Складаються із окремих пластин, що шарнірно закріплені спереду радіатора.

Керування жалюзі здійснюється з кабіни водія. Ручка керування розташована під щитком з лівої сторони кабіни. Щоб закрити жалюзі, треба потягнути ручку на себе. Закривати жалюзі треба при прогріві двигуна, а також при русі у випадку зниження температури охолодної рідини.