Содержание отчета
1. Тема работы
2. Цель работы
3. Оборудование и инструмент
4. Теоретическое обоснование
5. Сравнительный анализ конструктивных особенностей кузовов автомобилей различных моделей (по указанию преподавателя)
6. Заключение по результатам проделанной работы.
Контрольные вопросы
1. В чем состоит назначение автомобиля?
2. Перечислите основные части автомобиля.
3. По каким параметрам классифицируют автомобили?
4. Какие компоновочные схемы автомобилей и автобусов вы знаете, и чем они определяются?
5. Какие типы кузовов легковых автомобилей вы знаете?
6. Какие квалификационные признаки используют при составлении типажа автомобилей?
7. Что принято в основу обозначения (индексации) легковых, грузовых автомобилей и автобусов?
Лабораторная работа №2 Общая компоновка двигателя. Назначение, устройство и работа кривошипно – шатунного механизма (кшм)
Цель работы:
Изучить принцип действия двигателя, его конструкцию и характеристики. Ознакомиться с техническими параметрами двигателя.
Оборудование рабочего места
1. Двигатель ВАЗ(2106-70, 2108); ЗИЛ 130; ЗМЗ 24Д; УМЗ- 414.10
2. Набор инструментов слесаря – автомеханика
3. Инструкционные карты по разборке КШМ двигателя
План работы
Ознакомиться с методическими указаниями, техническими условиями и требованиями по технике безопасности
Подготовить рабочее место
Изучить общее устройство КШМ и подготовить к работе слесарный инструмент
Произвести внешний осмотр двигателя автомобиля
Произвести разборку КШМ двигателя
Ознакомиться с устройством деталей КШМ
Произвести сборку КШМ в обратной последовательности разборки
Составить отчет
Краткие сведения
Двигатель – машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. На большинстве современных автомобилей установлены тепловые поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС).
Классификация двигателей:
- по назначению – транспортные и стационарные;
- по способу осуществления рабочего цикла – четырех – и двух тактные;
- по способу смесеобразования – с внешним (бензиновые и газовые) и с внутренним смесеобразованием (дизели);
- по способу воспламенения рабочей смеси – с принудительным воспламенением от электрической искры и воспламенением от сжатия (дизели);
- по виду применяемого топлива - бензиновые, газовые и дизельные;
- по числу цилиндров одно- и многоцилиндровые;
- по расположению цилиндров – однорядные с вертикальным расположением цилиндров или с наклоном оси цилиндров к вертикали на 20…40˚, V-образные двухрядные с расположением цилиндров под углом 180˚;
- по способу охлаждения – с жидкостным и воздушным охлаждением.
Двигатель включает в себя два механизма и четыре системы. Механизмы – кривошипно – шатунный механизм и газораспределительный механизм (ГРМ).
Системы - охлаждения, смазки, питания, зажигания (для бензиновых и газовых двигателей).
Взаимодействие механизмов и систем двигателя происходит следующим образом. Когда поршень 5 (рисунок 1) опускается вниз, горючая смесь через открытый клапан 11 поступает в цилиндр.
При движении поршня вверх она сжимается и когда поршень доходит до крайнего верхнего положения воспламеняется от электрической искры и сгорает. В процессе сгорания образуются газы, имеющие высокую температуру и большое давление. Под действием давления расширяющихся газов поршень опускается вниз и через шатун 18 приводит во вращение коленчатый вал. Затем поршень движется вверх и выталкивает отработанные газы через открывающийся клапан 13.
Схема двигателя
внутреннего сгорания
Рисунок 1 -Рисунок 2 - Схема для определения основных параметров двигателя
При одном обороте коленчатого вала 3, двигателя (рисунок 2) поршень 2, совершает один ход. Изменение направления движения поршня в цилиндре 1 происходит между мертвыми точками.
Рабочий цикл двигателя – это комплекс последовательных процессов внутри цилиндра, в результате которых энергия топлива преобразуется в механическую работу.
Особенности устройства и работы многоцилиндровых ДВС
В многоцилиндровом двигателе вращение коленчатого вала происходит равномернее, так как рабочие ходы в различных цилиндрах не совпадают друг с другом. Чем больше цилиндров имеет двигатель, тем равномернее вращается коленчатый вал. Нагрузка на детали КШМ в многоцилиндровом двигателе изменяется плавно. Цилиндры двигателя могут быть расположены следующим образом: вертикально в один ряд – однорядные (рисунок 3 а); под углом а к вертикали (рисунок 3, б); в два ряда V- образный (рисунок 3, в); – двигатели с противоположно лежащими цилиндрами (рисунок 3, г), т.е. с противоположно движущими поршнями.
Рисунок 3 - Схема расположения цилиндров движения
При таком расположении цилиндров уменьшается высота двигателя и его можно установить под полом кузова, например в автобусах.
При двухрядном V образном расположении цилиндров двигатель имеет большую жесткость конструкции, меньшие размеры и массу, чем однорядный той же мощности. Жесткий коленчатый вал допускает работу без гасителя крутильных колебаний и позволяет форсировать по степени сжатия. К недостаткам V- образных двигателей можно отнести значительную ширину и более сложную конструкцию.
Шестицилиндровый V образный двигатель. К таким двигателям относят четырехтактные двигатели, четырехтактные дизели ЯМЗ – 236 и ЯМЗ – КАЗ – 642 (рисунок 4). Угол развала между их цилиндрами равен 90˚ . Первым цилиндром считается первый правый по ходу. Особенность конструкции этих двигателей в том, что коленчатый вал имеет три кривошипа, в каждом из которых присоединено по два шатуна к первому кривошипу – шатун первого и четвертого цилиндров, ко второму – второго и пятого и к третьему – третьего и шестого цилиндров. Колена коленчатого вала расположены в трех плоскостях под углом 120˚ одно к другому.
а) шестицилиндрового; б) восьмицилиндрового;
Рисунок 4 – Схемы кривошипного механизма V-образных двигателей
Порядок работы цилиндров 1-4-2-5-3-6. Если в первом цилиндре осуществляется рабочий ход, то в четвертом он начинается через 90˚, во втором через 150˚, в пятом через 90˚, в третьем через 150˚, в шестом через 90˚.
Поэтому двигатели ЯМЗ-236 и ЯМЗ-КАЗ-642 имеют повышенную неравномерность хода, и на их коленчатом валу приходиться устанавливать маховики с относительно большим моментом инерции.
Кривошипно-шатунный механизм
КШМ преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала.
Детали КШМ можно разделить на две группы: неподвижные и подвижные. К первым относятся базовые детали – блок цилиндров, головка блока, крышка блока распределительных шестерен и поддон (картер); ко вторым – поршневой комплект в сборе, шатун, коленчатый вал и маховик.
Подвижные детали
Поршень – алюминиевый, литой. По наружному диаметру поршни разбиты на пять классов (А, В, С, Д, Е) через 0,01 мм. Наружная поверхность поршня имеет сложную форму. По высоте она коническая, а в поперечном сечении – овальная. Поэтому измерять диаметр поршня необходимо только в плоскости, перпендикулярной поршневому кольцу, на расстоянии 51,5 мм от днища поршня. По диаметру отверстия под поршневой палец, поршни подразделяются на три класса (1, 2, 3) через 0,004 мм.
Рисунок 5 – Поршень и шатун
Классы диаметров поршня и отверстия под поршневой палец клеймятся на днище поршня (рисунок 5).
По массе поршня сортируются на три группы: нормальную, увеличенную на 5г и уменьшенную на 5 г, Этим группам соответствует маркировка на днище поршня «Н», «+» и «–». На двигателе все поршни должны быть одной группы по массе.
Стрелка 2 (рисунок 5) на днище поршня показывает, как правильно ориентировать поршень при его установке в цилиндр. Она должна быть направлена в сторону привода распределительного вала.
Поршневой палец – стальной, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках поршня. По наружному диаметру пальца подразделяются на три класса через 0,004 мм. Класс маркируется краской на торце пальца: синяя метка – первый, зеленая – вторая, а красная – третий класс.
Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Верхнее компрессионное кольцо – с хромированной бочкообразной наружной поверхностью. Нижнее компрессионное кольцо скребкового типа. Маслосъемное кольцо – с хромированными рабочими кромками и с разжимной витой пружиной.
На кольцах ремонтных размеров ставится цифровая маркировка «40» или «80», что соответствует увеличению наружного диаметра на 0,4 или 0,8 мм.
Шатун – стальной, кованный. Шатун 6 (рисунок 5) обрабатывается вместе с крышкой и поэтому они в отдельности невзаимозаменяемые. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер цилиндра на которых они устанавливаются 7 (рисунок 5).
Коленчатый вал – литой, чугунный, пятиопорный. Предусмотрена возможность перешлифовки шеек коленчатого вала при ремонте с уменьшением диаметра на 0,25; 0,5; 0,75 и 1 мм. Основные размеры коленчатого вала (ДВС ВАЗ 2106-70) даны на (рисунок 6).
Рисунок 6 - Схема коленчатого вала
Осевое перемещение коленчатого вала ограничено двумя упорными полукольцами. Они вставляются в гнезда блока цилиндров по обе стороны среднего коренного подшипника, причем с задней стороны ставится металлокерамическое полукольцо, а с передней стороны - сталеалюминевое. Вкладыши подшипников коленчатого вала - тонкостенные, сталеалюминевые.
Маховик – чугунный, литой с напрессованным стальным зубчатым ободом для пуска двигателя стартером. Центрируется маховик цилиндрическим выступом на фланце коленчатого вала.
Неподвижные детали
Блок цилиндров 1 отлит из специального низколегированного чугуна (рисунок 7), 3 коренные подшипники распределительного вала, 5 гильзы цилиндров запрессовываются в посадочные места блока с уплотнительными элементами, 4 каналы системы охлаждения, крышки коренных подшипников 2 обрабатываются в сборе с блоком цилиндров. Поэтому они невзаимозаменяемые и для различия имеют риски на наружной поверхности.
Рисунок 7 – Блок цилиндров
Головка цилиндров отлита из алюминиевого сплава, имеет запрессованные седла и направляющие втулки клапанов. Верхняя часть втулок уплотняется металлорезиновыми маслоотражательными колпачками. В верхней части головки цилиндров расположены опоры под шейки распределительного вала.
Способы крепления двигателя к несущей системе должно быть таким, чтобы уменьшить передачу вибрации на раму автомобиля и предотвратить появление напряжений в блоке цилиндров при перекосах рамы вследствие движения автомобиля на неровной дороге.
Двигатели или силовые агрегаты крепят к рамам или полурамам в трех, четырех, или пяти точках. Так, двигатели автомобилей ГАЗ – 3102 «Волга», «ЗИЛ-431410 и ЗИЛ -433360», «Москвич 2141» и «ВАЗ 2121 «Жигули» крепят в трех точках, а двигатели автомобилей ГАЗ-53-12 и ГАЗ-3307-в четырех точках.