План - конспект

проведения занятий по « Спецтехнологии».

Тема №4. Устройство автомобилей.

Тема урока № 37 - 38. Система смазки двигателя.
Цель занятия: сформировать у учащихся понятия об общем устройстве и работе системы смазки ДВС.

Воспитательная цель: прививать учащимся добросовестное отношение к изучению излагаемого материала.
Тип занятия: урок изложения нового материала.
Основная часть занятия – 70 мин.

Учебные вопросы: 1. Назначение, общее устройство и работу системы смазки ДВС. 2. Назначение, устройство и работу основных приборов системы смазки.

1. 
   Главным назначением смазочной системы является уменьшение износа трущихся поверхностей и механических потерь на трение за счет равномерной и достаточной подачи масла. Кроме этого, масло отводит от смазываемых поверхностей тепло и предохраняет их от коррозии. При достаточной подаче смазочного материала между взаимодействующими деталями в основном возникает полужидкостное трение, при котором нет полного разделения поверхностей взаимодействующих деталей слоем смазочного материала. При таком виде трения обеспечивается необходимая долговечность трущихся деталей и отвод от них тепла.
   

При недостаточном смазывании или неравномерной подаче смазочного материала к узлам и механизмам возникает полусухое трение, сопровождаемое повышенным изнашиванием сопряженных деталей и выделением значительного количества тепла, вследствие чего резко снижается работоспособность и механический коэффициент полезного действия двигателя.

Нельзя допускать и избыточного смазывания, так как это приводит к попаданию масла в камеры сгорания и на электроды свечи зажигания, вследствие чего увеличивается нагарообразование на днищах поршней, в камерах сгорания и клапанах, что приводит к перегреву и перебоям в работе двигателя, а также к повышенному расходу масла.

Таким образом, для обеспечения заданного срока службы двигателя при минимальных потерях на трение в его узлах и механизмах необходимы наивыгоднейшие условия смазывания всех взаимодействующих поверхностей подвижных соединений.

В зависимости от условий работы узлов и механизмов двигателя смазочный материал к ним может подводиться несколькими способами, конструктивно объединенными в единую смазочную систему. В современных двигателях из-за наличия различных способов подачи масла к трущимся поверхностям сопряженных деталей смазочная система называется комбинированной и в ней применяются давлением, капельное (разбрызгиваемым маслом) и масляным туманом.

Под давлением, создаваемым смазочным насосом, масло подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам опорных шеек распределительного вала, к осям коромысел и верхним наконечникам штанг. В отдельных конструкциях под давлением смазываются втулки верхней головки шатуна и поршневые пальцы, а также обеспечивается периодическая подача масла на более нагруженную часть стенки цилиндра через отверстие в нижней головке шатуна.

Разбрызгиванием масла и масляным туманом смазываются кулачки распределительного вала, нижние наконечники штанг, направляющие втулки клапанов, механизмы вращения выпускных клапанов, зубчатые колеса газораспределения и другие детали.

Основными элементами любой смазочной системы являются смазочный насос, масляные фильтры и масляный радиатор. Принцип работы смазочной системы большинства двигателей заключается в следующем. Масло из поддона картера насосом нагнетается в полнопоточный фильтр тонкой очистки, из которого оно подается в главную магистраль,
выполненную с двух сторон блока цилиндров в виде продольных (магистральных) смазочных каналов, откуда масло отводится по поперечным каналам к подшипникам коленчатого и распределительного валов и далее к другим точкам смазывания. По такому принципу работают смазочные системы V - образных двигателей ЗИЛ-130, ЗМЗ-53, ЯМЗ-238 и др.

Работу смазочной системы рассмотрим на примере системы смазки двигателя автомобиля ЗИЛ – 431410, схема которой показана на рис. 1.

Рис. 1. Схема смазочной системы двигателя автомобиля ЗИЛ-431410:

а — общая схема; б — подача масла в ось коромысла; в — смазывание регулировочного винта и верхнего наконечника штанги; г — смазывание стенок цилиндра;

1— трубопровод подачи масла в масляный радиатор; 2 — кран включения масляного радиатора; 3 — масляный насос; 4 — маслопровод от насоса к центрифуге; 5 — маслораспределительная камера; 6 — указатель давления масла (манометр); 7 — контрольная лампа аварийного снижения давления масла; 8 — полнопоточная центрифуга; 9 — воздушный фильтр; 10 — кривошипно-шатунная группа компрессора (смазывание разбрызгиванием); 11 — левый магистральный канал; 12 — трубопровод подачи масла для смазывания компрессора;

13 — трубка для слива масла из компрессора; 14 — масляный радиатор; 15 — трубопровод для слива масла из радиатора; 16 — зубчатое колесо распределительного вала; 17 — зубчатое колесо коленчатого вала;

18 - канал, соединяющий коренную шейку с шатунной; 19 — грязеуловительная полость;

20 — поддон; 21 — правый магистральный канал; 22 — маслоприемник; 23 — канал в стойке оси; 24 — полая ось коромысла; 25 - отверстие в шатуне для подачи масла на стенку цилиндра.

Во время работы двигателя верхняя секция масляного насоса 3 по маслопроводу 4 нагнетает масло в полнопоточную центрифугу 8. Далее масло поступает в маслораспределительную камеру 5, расположенную в задней перегородке блока цилиндров. Из камеры масло нагнетается в левый 11 и правый 21 магистральные каналы, а из них поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала и толкателям.

В коленчатом валу имеются каналы 18 для подачи масла к шатунным шейкам. Средняя (третья) опорная шейка распределительного вала имеет три отверстия. При их совпадении с отверстиями в блоке цилиндров масло пульсирующим потоком поступает по каналам к головкам блока, затем по отверстиям в стойках в полые оси 24 коромысел. Масло смазывает бронзовые втулки ступиц коромысел и далее поступает к регулировочному винту и верхнему наконечнику штанги. Бойки коромысел и стержни клапанов смазываются масляным туманом или маслом, поступающим самотеком.

Из правого магистрального канала по трубопроводу 12 масло подается к компрессору, откуда по трубке 13 сливается в поддон двигателя.

Нижняя секция масляного насоса при открытом кране 2 нагнетает масло по трубопроводу 1 в масляный радиатор 14, из которого оно по трубопроводу 75 сливается в поддон 20. Масляный радиатор воздушного охлаждения установлен перед основным радиатором системы охлаждения.

Он выполнен из алюминиевой трубки, имеющей ребра для увеличения площади поверхности охлаждения. Масляный радиатор двигателя автомобиля ЗИЛ-130 должен быть постоянно включен, и отключать его следует только при пуске холодного двигателя при температуре окружающего воздуха ниже 0 градусов С.

При снижении давления в смазочной системе ниже 60 — 30 кПа на щитке приборов 12 загорается контрольная лампа 7 с линзой красного цвета. В корпусе центрифуги установлен перепускной клапан, отрегулированный на перепад давлений 100 кПа. Клапан предназначен для перепуска масла в распределительную камеру при увеличенном его расходе вследствие износа подшипников двигателя. При движении автомобиля ЗИЛ-130 скоростью 40 км/ч давление в системе смазки нового двигателя должно составлять 200 — 400 кПа. Если указанные двигатели не прогреты, то давление повышается до 450 — 550 кПа.

2. 
   К основным приборам системы смазки относятся: масляный насос, маслоприемник, масляные фильтры, масляный радиатор и другие.
   

Масляный насос двигателя автомобиля ЗИЛ- 431410 приводится в движение зубчатым колесом, расположенным на заднем конце распределительного вала и входящим в зацепление с колесом, которое установлено на промежуточном валу (рис. 2).

Рис. 2. Масляный насос и маслоприемник:

а — конструкция; б — схема работы; в — поступление масла при чистой сетке;

г — поступление масла в случае засорения сетки;

1 — корпус нижней секции насоса; 2 — болт, соединяющий корпуса секций насоса; 3 — прокладки; 4 — ведомое зубчатое колесо верхней секции; 5 — вал насоса; 6 — корпус верхней секции; 7 — ведущее зубчатое колесо верхней секции; 8 — стопорное кольцо; 9 — крышка масляного насоса; 10 — штифт; 11 — ведущее зубчатое колесо нижней секции; 12 — ведомое зубчатое колесо нижней секции; 13 и 15 — редукционные клапаны; 14 — место установки крана включения масляного радиатора; 16 — верхняя секция; 17 — нижняя секция; 18 — корпус маслоприемника; 19 — трубка; 20 — пружина; 21 — сетка.
Выступ промежуточного вала входит в паз вала 5 (рис. 2.2, а) масляного насоса, а в паз промежуточного вала на верхнем конце входит выступ валика распределителя зажигания. Масляный насос — двухсекционный, расположен с правой стороны блока цилиндров. В корпусе 6 верхней секции (рис. 2.2, а) насоса находятся ведущее колесо 7, укрепленное на валу 5 при помощи шпонки и стопорного кольца 8, ведомое колесо 4, свободно вращающееся на оси. В корпусе нижней секции также расположены два зубчатых колеса: ведущее 11, закрепленное шпонкой на валу, и ведомое 12, свободно вращающееся на оси, запрессованной в корпус.

Крышка 9 масляного насоса является одновременно разъединительной пластиной, при установке которой с обеих ее сторон образуются две отдельные секции насоса. Прокладки 3 создают плотное соединение секций с крышкой. Штифт 10 служит для правильной установки крышки и корпуса. В крышке насоса расположен редукционный клапан 13 верхней секции насоса. Когда давление в нагнетательной полости превысит 320 кПа, открывается редукционный клапан, отрегулированный на это давление, и масло перетекает во всасывающую полость (рис. 60, б). В корпусе нижней секции (рис. 60, а) установлен редукционный клапан 15, отрегулированный на давление 120 кПа.

2.3 Центрифуга (фильтр центробежной очистки масла). Центрифуга (рис. 3,б), устанавливаемая на двигателях автомобилей ЗИЛ- 431410, хорошо очищает масло от механических примесей и смол. Техническое обслуживание центрифуг заключается в периодической очистке их от грязи без замены каких-либо частей.

Центрифуга состоит из корпуса 23, в который ввернута ось 18 ротора, корпуса 22 ротора с колпаком 19 и кожуха 16. Пластмассовый корпус 22, свободно установленный на оси, вместе с колпаком образует вращающийся ротор. Между корпусом и колпаком имеется резиновая прокладка. В корпус запрессованы две бронзовые втулки. Ротор опирается на упорный шарикоподшипник 25, а сверху закрыт стальным кожухом 16, закрепленным на оси гайкой-барашком 75. Под фланец отражателя 26 поставлена резиновая прокладка 20. В оси 18 имеются центральное и радиальное отверстия для прохода масла внутрь ротора. В верхней части корпуса ротора установлен колпачок с сетчатым фильтром 17, а в нижнюю часть ввернуты два жиклера 24 (сопла), выходные отверстия которых направлены в противоположные стороны.

Рис. 3. Масляные фильтры:

а — полнопоточный; б — центрифуга; 1 — пробка сливного отверстия; 2 — сливная трубка; 3 — корпус фильтра; 4 — датчик указателя давления масла; 5 — пружина перепускного клапана; 6 — перепускной клапан; 7 — пружина; 8 — болт сливной трубки; 9 — уплотнение фильтрующего элемента; 10 — крышка;

11- маслопровод; 12 — фильтрующий элемент; 13 — датчик аварийного снижения давления масла;

14 — привалочная плоскость корпуса; 15 — гайка-барашек; 16 — кожух; 17 —сетчатый фильтр; 18 — ось ротора; 19 — колпак ротора; 20 и 21 — прокладки; 22 — корпус ротора;

23 — корпус центрифуги; 24 — жиклер; 25 — упорный шарикоподшипник; 26 — стальной

отражатель; К — сила реакции.

Масло, подаваемое в центрифугу, быстро заполняет внутреннюю полость ротора, проходит через сетчатый фильтр и вытекает с большой скоростью из жиклеров, создавая реактивные силы К, направленные в противоположные стороны. Под действием этих сил ротор начинает вращаться, и его частота вращения достигает 5000 — 6000 об/мин. Вместе с ротором вращается и масло, находящееся в нем. Взвешенные механические примеси под действием сил инерции отбрасываются от оси вращения и осаждаются плотным слоем на внутренних стенках ротора; очищенное масло стекает в поддон двигателя.

При эксплуатации двигателя необходимо следить, чтобы толщина осадка на стенках колпака ротора не превышала 15 мм, иначе значительно ухудшится качество очистки масла. При смене масла в двигателе рекомендуется разобрать, очистить и промыть ротор, а затем аккуратно его собрать и проверить работу центрифуги. Для этого двигатель пускают, прогревают, дают поработать некоторое время с повышенной частотой вращения, а потом останавливают. После остановки двигателя ротор продолжает вращаться в течение 1,5 — 2 мин. При этом слышно характерное гудение, что свидетельствует об исправной работе центрифуги.

Масляный радиатор. Для поддержания температуры масла в требуемых пределах используют радиаторы, которые получили распространение в двигателях грузовых автомобилей, так как они часто работают в тяжелых условиях.

Масляный радиатор располагают перед водяным радиатором, чтобы он при движении автомобиля интенсивно обдувался встречным потоком воздуха.

Масляный радиатор состоит из нескольких плоских латунных трубок, к которым припаяны охлаждающие пластины, увеличивающие площадь его поверхности охлаждения. Маслопроводы, по которым масло поступает к радиатору и отводится от него, можно присоединять с одной или с противоположных сторон.

Контрольные вопросы.

1. 
   Для чего служит система смазки двигателя?
   
2. 
   Из каких основных механизмов и приборов состоит система смазки?
   
3. 
   Какие детали двигателя смазываются под давлением?
   
4. 
   Какие детали двигателя смазываются под давлением пульсирующей струей?
   
5. 
   Какие детали двигателя смазываются под разбрызгиванием (масляным туманом)?
   
6. 
   Какие масляные насосы применяются в системах смазки двигателей?
   
7. 
   Какие масляные фильтры применяются в системах смазки двигателей?
   
8. 
   Для чего служит и как устроен масляный насос?
   
9. 
   Для чего служит и как устроен центробежный фильтр очистки масла?
   

План - конспект

проведения занятия по « Спецтехнологии».

Тема №4. Устройство автомобилей.

Тема урока № 39 - 40. Система питания бензиновых двигателей.
Цель занятия: сформировать у учащихся понятия об общем устройстве и работе системы питания бензиновых двигателей.

Воспитательная цель: прививать учащимся добросовестное отношение к изучению излагаемого материала.
Тип занятия: урок изложения нового материала.
Основная часть занятия – 70 мин.

Учебные вопросы:

1. Бензин, его марки и свойства. Понятие о горючей и рабочей смесях

2. Назначение, общее устройство и работа системы питания бензиновых двигателей.

1. 
   В бензиновых двигателях в качестве топлива применяют бензин. Бензин — это легкоиспаряющееся жидкое топливо, получаемое из нефти крекинг - процессом или прямой перегонкой.
   

Бензин должен обладать определенными свойствами. К основным свойствам бензина относятся удельный вес, теплотворность, испаряемость и детонация. Кроме того, бензин не должен вызывать коррозии металла и длительное время сохранять свои свойства.

На склонности бензина к детонации следует остановиться особо. При нормальных условиях сгорания рабочей смеси давление в цилиндрах нарастает плавно. При применении топлива качества более низкого, чем предусмотрено техническими характеристиками двигателя, и установке очень раннего момента зажигания часть смеси

горит со скоростью до 2000 м/с, почти в 100 раз превышающей оптимальную. Такое взрывчатое сгорание смеси называют детонацией. Склонность бензина к детонации условно оценивается октановым числом. Чем выше октановое число, тем бензин меньше склонен к детонации. В современных автомобильных двигателях применяют бензины с октановыми числами от 80 до 98. Бензин с более высоким октановым числом применяют для двигателей с более высокой степенью сжатия. Для снижения склонности бензина к детонации в него добавляют этиловую жидкость (ядовита в количестве до 1 см³ на 1 л топлива).

От антидетонационных свойств бензина (его способности противостоять детонации) зависит возможность применения этого бензина в двигателях, имеющих повышенную степень сжатия. Антидетонационные свойства бензина оценивают октановым числом. Бензин сравнивают со смесью из двух топлив: изооктана и гептана. Изооктан слабо детонирует, и для него октановое число условно принимают равным 100, а гептан сильно детонирует, и для него октановое число условно принимают равным нулю.

Сущность процесса смесеобразования заключается в получении мельчайших частиц бензина, полного их испарения и перемешивания с воздухом. Процесс получения смеси воздуха с мелкораспыленным и частично испаренным бензином называется карбюрацией, а прибор, в котором происходит этот процесс,— карбюратором. Основным назначением карбюратора является дозирование подачи бензина для любого из возможных режимов работы двигателя. При этом смеседозирующие устройства карбюратора обеспечивают необходимое соотношение между распыленным топливом и воздухом.

Полученная таким образом смесь мельчайших частиц и паров бензина с воздухом называется горючей смесью.

В цилиндрах двигателя горючая смесь смешивается с оставшимися там от предыдущего цикла продуктами сгорания (остаточными газами) и превращается в рабочую смесь.

В карбюраторных двигателях процесс смесеообразования происходит в тысячные доли секунды. За это время бензин, поступающий в смесительную камеру карбюратора, должен достаточно тонко распылиться, перемешаться с воздухом и испариться. Распыление топлива происходит главным образом из-за

разности скоростей поступления топлива и воздуха.

Наибольшая скорость топлива в смесительной камере карбюратора равна 5—7 м/с, а воздуха — примерно в 20—25 раз больше и составляет 100—150 м/с.

С повышением скорости воздуха в смесительной камере тонкость распыливания бензина увеличивается, это увеличивает и скорость испарения его.

Увеличение скорости испарения бензина происходит еще и за счет подогрева горючей смеси от горячих стенок цилиндров, камер сгорания и днищ поршней.

Если такой подогрев смеси оказывается недостаточным, то применяют местный подогрев участка впускного газопровода, связывающего карбюратор с цилиндрами двигателя отработавшими газами.

Наиболее полное смесеобразование обеспечивается при температуре 45—65 °С.

Состав горючей смеси. Для полного сгорания 1 кг бензина теоретически требуется около 15 кг (или 12,5 м³) воздуха. Однако при работе карбюраторного двигателя количество воздуха в горючей смеси может быть больше или меньше теоретически необходимого. Поэтому состав горючей смеси характеризуется коэффициентом избытка воздуха а, который представляет собой отношение количества воздуха Lд, участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому его количеству Lt. Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха, то смесь называется нормальной и в этом случае а = L д / Lт = 1. Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится свыше 15 кг, но не более 17 кг воздуха, то ее называют обедненной (а= 1,05- 1,15), при содержании же воздуха свыше 17 кг— бедной (а = 1,2 - 1,25). Горючую смесь, содержащую меньше 15 кг, но не менее 12 кг воздуха на 1 кг топлива, называют обогащенной (а = 0,8-0,95), а при содержании воздуха менее 12 кг — богатой (а = 0,4-0,7). Наиболее экономичная работа двигателя достигается на обедненной смеси (при а = 1,05 - 1,15).

2. Система питания карбюраторного двигателя. Эта система служит для приготовления горючей смеси, подачи ее к цилиндрам двигателя и отвода из них продуктов сгорания. В систему питания входят устройства, обеспечивающие подачу и очистку топлива и воздуха, приготовление горючей смеси, отвод отработавших газов и глушение шума при выпуске, хранение запаса топлива и контроль его количества.

В системе питания карбюраторного двигателя (рис.1) бензин из бака 10 через открытый кран 12, фильтр-отстойник и топливопроводы 7 подается насосом 22 к карбюратору 3. Одновременно из подкапотного пространства или канала / через воздушный фильтр 2 в карбюратор засасывается очищенный воздух, который, смешиваясь с парами и мелкораспыленными частицами бензина, образует горючую смесь, поступающую через впускной газопровод в цилиндры двигателя. Из цилиндров отработавшие газы через выпускной газопровод 21 отводятся в приемные трубы 20, из них — к глушителю 18, который не только снижает шум, но и гасит пламя и искры от отработавших газов при выходе их через выпускную трубу 13. Глушитель грузового автомобиля представляет собой цилиндрический корпус, который перегородками 15 разделен на ряд полостей и имеет переднее 19 и заднее 14 днища с патрубками и три трубы 17 со щелевидными отверстиями.

Рис.1. Система питания бензинового двигателя ЗИЛ-431410.
В условиях эксплуатации автомобиля для карбюраторного двигателя характерны следующие основные режимы работы:

пуск холодного двигателя, требующий очень богатой смеси (а = 0,3-4-0,5) из-за плохого испарения топлива в результате соприкосновения его с непрогретыми стенками впускного газопровода и цилиндров;

режим холостого хода и малых нагрузок, требующий богатой смеси (а = 0,60-=-0,80). На этих режимах дроссельную заслонку прикрывают, уменьшая наполнение цилиндров горючей смесью, в результате чего увеличивается относительное содержание в рабочей смеси остаточных газов, ухудшающих процесс сгорания. В этих условиях для поддержания устойчивой работы двигателя горючая смесь должна быть богатой;

режим частичных (средних) нагрузок, соответствующий открытию дроссельных заслонок до 80%. На этих нагрузках двигатель работает большую часть времени, а поэтому для такого режима целесообразен экономичный состав смеси, т. е. смесь должна быть обедненной (а= 1,05-М,15);

режим полных (максимальных) нагрузок, обеспечивающий получение от двигателя максимальной мощности. Обычно такие режимы используют кратковременно (при разгоне автомобиля, движении его с максимальной скоростью, преодолении крутых подъемов и т.д.). На указанных режимах, пренебрегая экономичностью, применяют обогащенную смесь. В этих условиях движения неизбежно резкое и полное открытие дроссельной заслонки, которое не должно сопровождаться ощутимым обеднением горючей смеси из-за увеличения количества поступающего воздуха. Для предотвращения такого обеднения смеси карбюраторы имеют специальные смесеобогащающие устройства (экономайзер и ускорительный насос).

Разнообразие условий эксплуатации компенсируется стабильностью работы дозирующих систем карбюратора.

Приготовление необходимой горючей смеси из топлива и воздуха происходит в карбюраторе, установленном сверху двигателя на впускном трубопроводе. Воздух, поступающий для приготовления горючей смеси в карбюратор, проходит очистку от пыли в

воздушном фильтре, расположенном непосредственно на карбюраторе.

Все приборы подачи топлива соединены между собой металлическими трубками — топливопроводами, которые крепятся к раме или кузову автомобиля, а в местах перехода от рамы или кузова к двигателю — шлангами из специальных сортов бензостойкой резины.

Контрольные вопросы.

1. 
   Что собой представляет бензин и каковы его основные свойства?
   
2. 
   Что собой представляет горючая смесь и где она приготовляется?
   
3. 
   Что собой представляет рабочая смесь и где она приготовляется?
   
4. 
   Для чего предназначена система питания бензинового двигателя?
   
5. 
   Из каких приборов состоит система питания бензинового двигателя?
   
6. 
   Какие режимы работы двигателя Вы знаете?
   

План - конспект

проведения занятия по « Спецтехнологии».

следующая страница>