Пристрій сучасного двигуна

Процеси, що відбуваються в автомобільних двигунах, їх вплив на знос деталей і виникнення несправностей в сукупності являє собою принцип роботи двигуна автомобіля


Ремонт двигуна передбачає глибокі знання автослюсаря про технологічні прийоми ремонту та про предмет ремонту, тобто двигун, його конструкцію і робочий процес. Визначити причини несправності буває дуже складно, навіть з хорошою теоретичною підготовкою. Для точного визначення причин виникнення несправності ми повинні чітко уявляти робочий процес двигуна, його конструкцію і найбільш навантажуються деталі.
Загальне уявлення про пристрій двигуна та робочих процесах, які в ньому протікають можна знайти у багатьох посібниках. Але головним завданням для учня є співставлення теоретичного і практичного матеріалу. Потрібний підхід до сприйняття матеріалу я спробую викласти нижче.
Сучасні двигуни випускаються різних конструкцій і типів. Деякі двигуни мають відмінності навіть у самому робочому процесі. Коли стикаєшся з ремонтом двигунів автомобілів різних виробників, то розумієш, що у кожного автомобіля є свої нюанси і не можна бути повністю впевненим у діагностиці несправностей, якщо ви не володієте належною практикою і знаннями, конкретно для даної конструкції двигуна.

Навантаження, знос і пошкодження деталей автомобільного двигуна.

Якщо проаналізувати роботу двигуна, зміна зусиль прикладених до деталей в залежності від положення колінчастого валу, можна визначити для себе, які деталі найбільш навантажені і піддаються найбільшому зносу.
Докладний аналіз за зовнішніми ознаками, таким як шум, стукіт, стане основою для подальшої діагностики несправностей двигуна. Після чого проводиться дефектація деталей, і більш точно визначаються причини поломки.
Правильна діагностика двигуна дає нам великий відсоток того, що ремонт двигуна буде зроблений якісно і надійно з найменшими втратами часу і коштів.

Принцип роботи двигуна автомобіля. Такт впуску.

Такт впуску починається рух поршня від ВМТ до НМТ.
Колінчастий вал провертається під дією стартера або за інерцією від маховика, поршень рухається вниз. Розподільний вал приводиться в дію від провідної шестерні колінчастого валу, обертається і натискаючи своїми кулачком на штовхач, відкриває впускний клапан. Випускний клапан під час такту впуску закритий.
За рахунок відносно невеликої площі, відкривається впускним клапаном, порівняно з площею рухається вниз поршня, обсяг простору в циліндрі збільшується значно швидше, ніж кількість повітря, яке може надійти через впускний клапан. В результаті цього в циліндрі виникає розрідження, під дією якого через відкритий впускний клапан топливовоздушная суміш надходить з впускного колектора в циліндр.
При русі поршня вниз поршневі кільця силою тертя притискаються до верхніх країв канавок на поршні. За рахунок прискорення поршня (швидкість поршня наростає при постійній швидкості обертання колінчастого валу) шатун і поршень відчувають розтягуючі навантаження, що діють на стержень, верхню і нижню головки шатуна, шатунні болти, поршневий палець і бобишки поршня. Навантаження від шатуна і при русі поршня з ВМТ передаються на шатунний підшипник, причому на його нижню частину (вкладиш, встановлений на кришці шатуна). Зазначені навантаження максимальні поблизу положення поршня в ВМТ і тим більше, чим більше частота обертання колінчастого вала, маси шатуна і поршня, причому ці навантаження посилюються розрідженням в циліндрі. Внаслідок цього момент початку руху поршня з ВМТ на такті впуску є досить небезпечним з точки зору можливих поломок деталей.
На режимах часткових навантажень (малі кути відкриття дросельної заслінки) і на великих частотах обертання розрідження у впускному трубопроводі перевищує 0,05-0,07 МПа. Таке велике розрідження на впуску пояснює чутливість роботи двигуна до негерметичності різних з’єднань трубопроводів і фланців, а також до легкого засмоктування невеликих сторонніх предметів. Так, в експлуатації зустрічаються випадки руйнування поршнів в результаті гідроударів, перевищення максимальної частоти обертання, обриву шатуна, тарілки клапана, випадання сідла клапана. За рахунок негерметичності деформованих або зламаних клапанів і перепаду тисків між випускний і впускний системами шматки зруйнованих деталей засмоктуються у впускний колектор і розподіляються по впускним трубопроводом всіх циліндрів. Якщо при подальшому ремонті двигуна впускна система не буде ретельно очищена, то після запуску і нетривалої роботи двигун вийде з ладу і потребує повторного ремонту.
Розрідження, що виникає у впускному трубопроводі при всмоктуванні суміші через відкритий впускний клапан сприяє проникненню масла через зазори між стрижнями впускних клапанів та направляючих втулок. У многоцилиндровом двигуні такти в різних циліндрах чергуються, тому у впускних каналах (за дросельною заслінкою) встановлюється розрідження, величина якого залежить від частоти обертання і положення дросельної заслінки. При цьому масло може безперервно проникати в канал по стрижню навіть того впускного клапана, який в даний момент закритий. Надходження масла через зазор між клапаном і направляючою втулкою призводить до збільшення витрати масла, відкладення нагару на тарілці і стержні клапана, з-за чого з часом можливе зниження кількості надходить у циліндр суміші, падіння потужності, збільшення витрати палива.

Суміш, обтікаючи впускний клапан, охолоджує його тарілку і стрижень, і далі, вступаючи в циліндр, охолоджує поршень. При цьому в циліндрі відбувається утворення вихору супроводжується інтенсивної турбулизацией (перемішуванням) суміші. Турбулізація суміші тим вище, чим більше частота обертання і навантаження (відкриття дросельної заслінки). Чим сильніше турбулізація, тим інтенсивніше відбувається процес випаровування та згоряння палива, потужність і крутний момент двигуна. При русі поршня вниз відбувається знімання оливи зі стінок циліндра маслос’емних кільцями. Масло скидається в пази між гребенями кілець і далі через отвори і пази в маслосъемной канавці всередину поршня. При цьому важливе значення для зменшення витрати оливи має надійне ущільнення між верхніми торцевими поверхнями канавки і маслосъемного кільця. Поршневі кільця, рухаючись разом з поршнем вниз, ковзають по поверхні циліндра. Між зовнішньою поверхнею кілець і циліндром знаходиться тонка плівка масла товщиною в декілька мікрон, яка розділяє рухаються один щодо одного поверхні і зменшує тертя і знос деталей. Для досягнення мінімального тертя і зносу масло повинне добре утримуватися на деталях, тому деталі не повинні мати гладку, відполіровану поверхню.

Детальніше, такт стиснення…

2