Конспект занятия «Устройство автомобильных двигателей»
план-конспект занятия (5 класс)

Муниципальное бюджетное образовательное   дополнительного образования

«Центр детского творчества» г. Ярцево Смоленской области

Конспект занятия

«Устройство автомобильных двигателей»

Разработал:

педагог дополнительного образования

 Вырьев Владислав Анатольевич

г.Ярцево

2018 г.

Тема занятия: «Устройство автомобильных двигателей»

Место проведения занятия: ЦДТ, кабинет №9

Продолжительность занятия:  3 часа (2 ч. 45 мин)

Участники занятия: обучающиеся творческого объединения «Автомоделирование» (3-ий год обучения)

Цель занятия: технологические особенности автомобильных двигателей.

Ход занятия.

1.Автомобильные двигатели.

      По способу смесеобразования и воспламенения топлива автомобильные поршневые двигатели подразделяются на две группы: с внутренним смесеобразованием и воспламенением от соприкосновения с воздухом, сильно нагретым в цилиндре в результате высокого сжатия (дизели); с внешним смесеобразованием и принудительным зажиганием от искры (карбюраторные и газовые).

Сравнительная характеристика работы дизельных и карбюраторных двигателей.

     Конструктивно дизельные двигатели, как и бензиновые, относятся к двигателям внутреннего сгорания. Главным их отличием является устройство системы питания и процесс сгорания топлива. В цилиндры дизеля всасывается чистый воздух. Затем он сжимается до степени сжатия в среднем 21-22 и при этом нагревается до высоких температур, порядка 600 град.С. После этого в камеру сгорания впрыскивается топливо, которое самовозгорается, и происходит рабочий цикл. Таким образом, свечей зажигания, в отличие от бензиновых силовых агрегатов, для дизелей не требуется.

      Для подачи топлива в дизельных силовых установках используется специальный топливный насос высокого давления (ТНВД), который также распределяет топливо по цилиндрам и производит впрыск через форсунки в строго определенный момент времени, определяемый углом опережения впрыска. ТНВД и форсунки являются устройствами прецизионной точности. Плунжеры насоса и штифты форсунок в процессе работы смазываются поступающим дизельным топливом. Поэтому исключительно важна чистота подаваемого топлива. Топливо не должно содержать механических примесей, воды, а также соединений серы, которые сильно изнашивают ТНВД. Для очистки топлива используются специальные фильтры грубой и тонкой очистки, которые, согласно инструкции, нужно периодически очищать и заменять. Излишки топлива, образующиеся в процессе работы, отводятся от форсунок и ТНВД по трубопроводу и направляются обратно в бак.

     Процесс сгорания топлива в дизелях происходит при большом давлении, поэтому силы, воздействующие на цилиндропоршневую группу, выше, чем в бензиновых двигателях. Шумность дизеля выше, чем у бензиновых моторов, что тоже объясняется особенностями сгорания топлива.

        В то же время имеется целый ряд преимуществ дизельного двигателя, обеспечивающих последнему широкое распространение. Во-первых, это высокие надежность и моторесурс. Во-вторых, двигатели подобного типа более экономичны, в том числе и на холостом ходу. Дизели обеспечивают высокий крутящий момент, с вытекающим отсюда улучшением тяговых характеристик автомобиля. При одинаковой мощности с бензиновым двигателем, крутящий момент дизеля существенно выше. И, наконец, пожаробезопасность: дизельное топливо с трудом воспламеняется от огня на воздухе.

   Показатели работы автомобильного двигателя. Мощность,  развиваемую газами внутри цилиндров двигателя, называют индикаторной, а мощность, получаемую на коленчатом валу двигателя, — эффективной. Эффективная мощность меньше индикаторной на величину потери мощности на трение и приведение в действие кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения, вентилятора, жидкостного, масляного и топливного насосов, генератора тока и других вспомогательных механизмов.

Крутящий момент и эффективная мощность тем больше, чем больше рабочий объем двигателя (диаметр и число цилиндров, ход поршня) и чем выше наполнение цилиндров горючей смесью (или воздухом) и степень сжатия.

Эффективная мощность дизеля зависит также от частоты вращения коленчатого вала, количества впрыскиваемого топлива и момента начала впрыскивания.

Мощность карбюраторного и газового двигателей также зависит от частоты вращения коленчатого вала, состава горючей смеси и момента искрового разряда между электродами свечи.

Литровая мощность (кВт/л) — отношение максимальной эффективной мощности двигателя к его рабочему объему (литражу). Повышают литровую мощность увеличением частоты вращения коленчатого вала и применением наддува.

        Так как у дизеля в режиме максимальной мощности частота вращения коленчатого вала намного меньше, а состав смеси беднее, чем у карбюраторного или газового двигателя, то и литровая мощность его составляет не более 20 кВт/л, тогда как у карбюраторных и газовых двигателей она достигает 20—50 кВт/л (большее значение — для легковых автомобилей). Объясняется это тем, что у дизеля больше масса поршня и других деталей кривошипно-шатунного механизма, совершающих возвратно-поступательное движение. Поэтому, чтобы предотвратить чрезмерное возрастание сил инерции этих деталей, частоту вращения коленчатого вала дизеля в режиме максимальной мощности ограничивают существенно меньшими значениями. Более бедные составы смесей, сжигаемых в дизелях, обусловлены малым временем, отводимым на процессы смесеобразования (порядка 0,002—0,004 с).

Эффективный удельный расход топлива [г/(кВт • ч)] — количество топлива в граммах, расходуемого двигателем на получение в течение 1 ч эффективной мощности в 1 кВт.  Эффективный удельный расход топлива является показателем экономичности двигателя. В технической характеристике двигателя обычно указывают минимальный удельный расход топлива при работе двигателя по скоростной внешней характеристике, который составляет для дизелей 200—230 г/(кВт • ч), а для карбюраторных двигателей — 245—305 г/(кВт • ч).

      Таким образом, подведя итоги можно назвать ряд основных преимуществ и недостатков дизельных и карбюраторных двигателей друг перед другом.

        Дизели более экономичны по расходу топлива, чем карбюраторные и газовые двигатели. Это объясняется высокой степенью сжатия, улучшающей использование выделяющейся теплоты в результате большего расширения продуктов сгорания в течение рабочего хода.

Кроме того, дизели потребляют более дешевые сорта нефтяных топлив и менее опасны в пожарном отношении. Дизели имеют большой ресурс до капитального ремонта (400—800 тыс. км пробега автомобиля).

Однако дизели дороже в производстве (в 1,5—2 раза) и имеют большую массу, чем карбюраторные и газовые двигатели, поэтому их устанавливают на автомобили большой и особо большой грузоподъемности — МАЗ, КрАЗ, КамАЗ, а в ближайшее время предполагается увеличить выпуск дизельных грузовых автомобилей ЗИЛ и ГАЗ.

2. Передний мост автомобиля ВАЗ – 2121.

    Передний мост автомобиля ВАЗ – 2121,  так же как и задний, является ведущим.  Он выполняет функции осей, на которые устанавливают передние колеса и служит для передачи крутящегося момента от двигателя к передним колесам через правый и левый приводы.

   Передний мост автомобиля ВАЗ – 2121 объединяет в одном агрегате следующие механизмы: главную передачу, дифференциал, и полуоси. Указанные механизмы конструктивно располагаются в общем картере переднего моста и служат для передачи крутящегося момента на колеса. Механизмы моста увеличивают передаваемый момент и распределяют его на колеса в соответствии с условиями контакта каждого колеса с дорогой. При передаче крутящего момента картер моста нагружается реактивным моментом, который стремится повернуть его против вращения колес. От такого поворота мост удерживается подвеской или ее направляющими элементами . Подвеска передает на картер моста также вертикальные, горизонтальные и боковые усилия, возникающие при движении автомобиля.

    Механизмы переднего ведущего моста отличаются от механизмов заднего ведущего моста наличием более сложного привода к колесам. Остальные механизмы(главная передача и дифференциал) в переднем и заднем ведущих мостах выполняют одинаково.

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и изменения его направления под прямым углом к продольной оси автомобиля. С этой целью главную передачу выполняют из канонических шестерен. Главная передача переднего моста автомобиля ВАЗ – 2121 коническая, гипоидная, передаточное число – 3,9; дифференциалы – конические, двухсателлитные.

Устройство переднего моста, включающее главную передачу показано на рис.1

Рис. 1.  Передний мост. 1- грязеотражатель; 2- нижняя крышка картера редуктора; 3- подшипники ведущей шестерни; 4- корпус дифференциала; 5- пробка сливного отверстия; 6- пробка заливного и контрольного отверстия; 7- подшипник корпуса внутреннего шарнира ; 8- сальник; 9 – корпус внутреннего шарнира привода колес; 10-пружинная шайба; 11 – стопорное кольцо; 12 – крышка подшипника; 13 – регулировочная гайка; 14 – подшипник коробки дифференциала; 15 – крышка подшипника; 16 – болт сцепления крышки; 17 – опорная шайба; 18 – шестерня полуосей; 19 – сателлит; 20 – картер редуктора; 21 – сапун; 22 – кронштейн крепления переднего моста; 23 – ось сателлитов; 24 – регулировочное кольцо ; 25 – ведущая шестерня; 26 – распорная втулка подшипников; 27 – сальник ведущей шестерни; 28 – фланец.

Используемая  литература.

1. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Учебник/ Ю.И. Боровских, Ю.В. Буралев, К.А. Морозов, В.М. Никифоров – М.: Высшая школа; Издательский центр «Академия», 1997г.
2. В.И. Карагодин, С.К.Шестопалов. Устройство и техническое обслуживание грузовых автомобилей. – М.: Транспорт, 1994г.
3. А.А. Лудченко, И.П.Сова. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. – К.: Вища школа, 1983г.