Крепление деталей двигателя
Крепление болт в болт
Одним из новых направлений в конструкции крепления головки бока и крышки подшипников распределительного вала является применение соединений «болт в болту». Корпус подшипников распределительных валов притягивается к головке цилиндров посредством коротких болтов, которые вворачиваются в расположенные в два ряда болты крепления головки к блоку цилиндров. Эти соединения позволяют увеличить компактность совместной конструкции головки цилиндров и корпуса подшипников распределительных валов и создают условия для уменьшения межцилиндровых расстояний.
Рис. Соединение головки блока и корпуса подшипников распределительного вала «болт в болту»:
1 – корпус подшипников; 2 – головка цилиндров; 3 – болт крепления головки цилиндров; 4 – блок цилиндров.
Принцип анкерных связей
Чтобы снизить деформации цилиндров и обеспечить сохранение оптимальной формы их рабочих поверхностей, головка цилиндров некоторых двигателей притягивается к блоку с помощью анкерных болтов. Соединение анкерных болтов производится посредством плавающих втулок, расположенных в блоке цилиндров и фиксируемых от проворачивания в нем. Болт крепления головки цилиндров вворачиваются в плавающую втулку с одной стороны, а нижний анкерный болт вворачиваются в нее с другой стороны.
Рис. Крепление головки блока анкерными болтами:
1 – анкерный болт; 2 – блок цилиндров; 3 – плавающая втулка; 4 – болт крепления головки цилиндров; 5 – головка цилиндров
Привод механизмов двигателя
В V-образных двигателях, больших рабочих объемов, в связи с большими передающими усилиями на привод механизмов и систем двигателя могут применяться зубчатые шестеренчатые передачи. По сравнению с ременной или цепной передачей шестерни позволяют передавать большие усилия при равных габаритах механизма. При этом отсутствуют явления, связанные с вытягиванием ремня или цепи, кроме того, зубчатые передачи не нуждаются в обслуживании.
Рис. Привод агрегатов и механизмов V-образного двигателя на примере двигателя V 10 TDI VW:
1 – шестерня привода насоса гидроусилителя рулевого управления и компрессора кондиционера; 2 – шестерня коленчатого вала; 3 – ведущая шестерня; 4 – шестерня распределительного вала первого ряда цилиндров; 5 – компенсационная шестерня; 6 – шестерня привода насоса охлаждающей жидкости; 7 – шестерня привода генератора; 8 – шестерня распределительного вала второго ряда цилиндров; 9 – болты крепления; 10 – шестерня привода масляного насоса, установленная на уравновешивающем валу
Модуль раздаточного механизма представляет собою комплект косозубых стальных шестерен с углом наклона 15°, что обеспечивает зацепления одновременно двух шестерен, установленных между двумя несущими корпусными плитами. Чтобы обеспечить одинаковое тепловое расширение всех деталей модуля и сохранение боковых зазоров в зацеплениях шестерен, несущие плиты изготовляются из термически обработанного чугуна. Модуль раздаточного механизма притянут тремя болтами к модулю подшипников коленчатого вала, который также изготовляется из чугуна.
Шестерни распределительных валов связаны с раздаточным механизмом через компенсационное устройство. Распределительные валы установлены в алюминиевых головках цилиндров, а материалом несущих плит модуля раздаточного механизма является чугун. Так как при нагреве алюминий расширяется в большей степени, чем чугун, возникает необходимость в компенсации зазора в зацеплении шестерен. Для этого предусмотрена компенсационная шестерня 5, установленная в шарнирном корпусе между шестерней распределительного вала 4 и ведущей шестерней раздаточного механизма 3.
При нагреве изменяется положение оси распределительного вала относительно модуля раздаточного механизма. Компенсационная шестерня перемещается совместно с шарниром, соединяющим пластины компенсационного устройства, поэтому боковые зазоры в зацеплениях шестерен остаются неизменными.
Подвеска силового агрегата
Большое внимание производителями автомобилей уделяется не только гашению колебаний автомобилей, но и отдельных его агрегатов, в частности силового агрегата – двигателя, сцепления, коробки передач, ведущего моста, с помощью жидкостных упругих элементов – амортизаторов.
Управление упругими элементом осуществляется с помощью тарелки 2 электромагнитного клапана с вакуумным приводом. Полость под установочной мембраной упругого элемента может соединяться посредством электромагнитного клапана с атмосферой или с источником разрежения. Электромагнитный клапан устанавливается как отдельно, так и внутри упругого элемента.
При работе двигателя на холостом ходу и скорости движения до 5 км/ч на обмотку клапана подается питание, его тарелка при этом поднимается и полость под установочной мембраной упругого элемента соединяется с впускным трубопроводом.
Под действием разрежения мембрана демпфера опускается и открывает соединительный канал между верхней и нижней камерами. При открытом соединительном канале за счет перетекания жидкости уменьшается динамическая жесткость подвески силового агрегата и снижаются вибрации, передаваемые на кузов при работе двигателя на режиме холостого хода и трогания автомобиля.
При скорости автомобиля выше 5 км/ч блок управления двигателем выключает питание электромагнитного клапана. Тарелка электромагнитного клапана закрывает канал, соединенный с впускным трубопроводом. В результате этого воздух под атмосферным давлением поступает через электромагнитный клапан в полость под мембраной демпфера.
Под действием атмосферного давления мембрана демпфера перекрывает соединительный канал между камерами 5 и 7. В этом положении гликолевая жидкость может перетекать между камерами только по спиральному каналу в сопловом аппарате, что позволяет гасить колебания силового агрегата возникающие при движении автомобиля по неровной дороге.
Рис. Принцип работы упругого элемента подвески силового агрегата:
1 – штуцер подвода разряжения от впускного трубопровода; 2 – тарелка электромагнитного клапана; 3 – подвод атмосферного давления; 4 – штуцер электромагнитного клапана подачи разряжения к опоре; 5 – нижняя камера 2; 6 – сопловой аппарат; 7 – верхняя камера 1; 8 – раствор гликолевой жидкости; 9 – соединительный канал; 10 – канал; 11 – мембрана демпфера; 12 – клапан мембраны демпфера; 13 – штуцер вакуумного трубопровода опоры; 14 – направление движения жидкости в сопловом аппарате; а – электромагнитный клапан; б – сопловой аппарат; в – упругий элемент (демпфер)
Источник статьи: http://ustroistvo-avtomobilya.ru/dvigatel/kreplenie-detalej-dvigatelya/
Общее устройство автомобиля.
Всем привет! Практически все любят ездить за рулём автомобиля. Но далеко не каждый знает из каких узловых элементов состоит автомобиль. И именно поэтому сегодня мы поговорим на такую тему как «Общее устройство автомобиля».
Первое о чём мы поговорим- это из чего же состоит автомобиль.
1) Из несущих частей и кузова.
2) Двигателя.
3) Трансмиссии.
4) Ходовой части.
5) Систем управления.
6) Электро оборудования.
7) Подсистемы двигателя и климатическое оборудование.
Перед вами основные узлы и агрегаты автомобиля.
Начнём рассмотрим строения автомобиля подробнее. Несущей системы и кузова.
Перед вами кузов с полностью разобранными кузовными элементами. Кузов -предназначен для размещения пассажиров и груза. Так кузов будет выглядеть в соборе с кузовными элементами.
Несущая система- важнейшая часть в транспортном средстве. Предназначенная для расположения и крепления всех важнейших узлов и агрегатов автомобиля объединенных в единую конструкцию.
При движении автомобиля кузов принимает на себя часть нагрузки. Бывает в виде рамы или несущего кузова. Несущий кузов — это разновидность несущих систем автомобилей, при которой все нагрузки воспринимает несущий кузов.
Современные автомобили выполняются с несущим кузовом, а большинство внедорожников с рамой.
Следующим элементом автомобиля мы рассмотрим Двигатель.
Располагается двигатель в передней или задней части автомобиля в моторном отсеке.
Двигатель превращает энергию в механическую работу. Двигатели бывают разные, один из самых распространённых это двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Для работы которых нужна энергия сгорания либо Бензинного или же Дизельного топлива. Также набирают популярность Электрические и Гибридные устоновки.
Перед вами представлен Бензиновый 4-х цилиндровый 16-и клапанный двигатель внутреннего сгорания.
Один рабочий цикл данного двигателя состоят из четырёх тактов.
1) Впуск.
2) Сжатие.
3) Рабочий ход ( Расширение).
4) Выпуск.
Для работы двигателя также необходимы несколько подсистем:
1) Впуск.
2) Выхлопная система.
3) Топливная система.
4) Система охлаждение двигателя.
Момент от двигателя предается через маховик (крутящим моментом) к следующему узлу автомобиля Трансмиссии .
Трансмиссия — совокупность механизмов соединяющих двигатель с ведущими колёсами автомобиля. Предназначена для передачи крутящего момента двигателя на колёса автомобиля.
Трансмиссия может иметь разную компоновку в зависимости от привода автомобиля (Передний привод, Задний привод, Полный привод).
Передне приводная трансмиссия с ручной коробкой передач включает в себя: Сцепление, Коробку передач, Главную передачу и Деферинциал, Полуоси. Сцепление, Коробку передач, Главную передачу и Деферинциал находятся под одним корпусом.
Перед вами представлена работу Двигателя и Трансмиссии сообща.
Рассмотрим заднеприводную трансмиссию. К ней будет добавлена лишь карданная передача. Главная передача и деферинциал будут находиться в отдельном корпусе вне корпуса коробки передач и называется редуктор.
Рассмотрим полноприводную трансмиссию. У неё будет добавлена раздаточная коробка. Что позволит сделать все оси автомобиля ведущими.
И на сегодня всё! Надеюсь моя статья была полезной для вас. Следующей статье мы рассмотрим: Ходовой части. Систем управления. Электро оборудования. Подсистемы двигателя и климатическое оборудование.
Была ли полезной данная статья? оставьте ваше мнения в комментариях.
Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/id/5cac692cdc9f5800afde8583/obscee-ustroistvo-avtomobilia-5caf459c6257ee00b3c6a4f7
Основные конструктивные узлы и системы двигателя.
Поршневые ДВС имеют следующие основные узлы и системы:
1. Остов двигателя, воспринимающий все усилия при работе двигателя. В него входят неподвижные детали: фундаментная рама с рамовыми подшипниками, станина, цилиндры, цилиндровые крышки;
2. Кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Основные детали — поршень, шток, поперечина (крейцкопф), шатун и коленчатый вал.
3. Механизм газораспределения(газораспределительные органы и привод), осуществляющий выпуск продуктов сгорания из цилиндра и впуск свежего заряда воздуха (в дизелях) или горючей смеси (в карбюраторных двигателях) ;
4. Топливоподающую систему,предназначенную для подготовки и подачи топлива в цилиндры двигателя. Система состоит из емкостей для хранения топлива, устройства для его очистки и топливной аппаратуры — насосов, форсунок (дизели), карбюратора (карбюраторные двигатели);
5. Систему зажигания, обеспечивающую в карбюраторных ДВС принудительное воспламенение горючей смеси в цилиндрах двигателя;
6. Систему охлаждениядля отвода теплоты от деталей двигателя. Она состоит из водяных насосов, фильтров, холодильников (теплообменников) и трубопроводов;
7. Систему смазки , обеспечивающую подвод смазочных материалов к трущимся деталям. В нее входят емкости и устройства для хранения, очистки, охлаждения и подачи смазки;
8. Систему управления,предназначенную для пуска, остановки, изменения частоты вращения и направления вращения коленчатого вала. В систему входят специальные механизмы и контрольно-измерительная аппаратура;
9. Систему регулирования,для поддержания заданных параметров работы двигателя в пределах установленного режима, к которым относятся: частота вращения коленчатого вала, температура и давление в системах охлаждения, смазки, топливоподачи;
10. Система наддува для подвода воздуха в цилиндры двигателя под избыточным давлением;
11. Систему выпуска для отвода отработавших газов и привода в действие турбокомпрессора;
12. Система пуска двигателей а-воздушная, б-эл.стартером, в-ручная, г-гидравлическая.
Остов двигателя
Остов двигателя состоит из следующих основных частей: фундаментной рамы, станины, цилиндров и цилиндровых крышек.
Все части остова образуют единую жесткую конструкцию, обеспечивающую отсутствие деформаций при работе двигателя от действия сил давления газов и сил инерции движущихся частей. Для надежной работы двигателя необходимо, чтобы ось коленчатого вала была прямолинейна, а ось движения (поршень, шток, шатун) — перпендикулярна оси вала. Эти требования выполняются при обработке деталей и сборке двигателя. Остов должен быть жестким для того, чтобы не было деформаций вызывающих искривление оси коленчатого вала и КШМ жесткость создается за счет выбора материалов для изготовления его частей, конструктивного оформления, проверки расчетов на прочность и способа соединения деталей между собой. В судовых дизелях применяют различные схемы конструктивного оформления деталей остова. Рассмотрим три основные схемы.
I — Остов крейцкопфного двигателя (рис.2.1.а)состоит из фундаментальной рамы 4, станины, выполненной из отдельных А-образных стоек 2 и цилиндров 1, закрытых крышками. Рама, станина и цилиндры связаны длинными анкерными связями 3. Увеличенное сечение высоких поперечных и продольных балок фундаментной рамы обеспечивает жесткость конструкции;
I I — Остов тронкового двигателя (рис.2.1.б)состоит из фундаментной рамы 3, станины 2, отлитой заодно с блоком цилиндров 1, и цилиндровых крышек. Жесткость остова обеспечивается высокой прочностью станины, поэтому рама двигателя имеет относительно малую высоту;
I I I — Общий блок — картер- фундаментная рама 3 (рис.2.1.в),к которой шпильками 4 крепятся подвесные рамовые подшипники 5 и длинными силовыми шпильками 2 — цилиндры 1. Эта конструкция применяется для двигателей небольших размеров и позволяет уменьшить их массу.
Фундаментные рамы. Фундаментная рама является основанием станины двигателя. Она воспринимает силу давления газов в цилиндре, силы инерции движущихся частей силу всех деталей, расположенных над рамой. На рамовых подшипниках лежит коленчатый вал двигателя. Рама должна иметь достаточную предельную и поперечную жесткость, что необходимо для работы коленчатого вала. Фундаментные рамы изготавливают из чугуна (С418-36, С428-48),сварными или сварно-литыми (сталь 25). Для быстроходных двигателей узел блок-картер-фундаментная рама отливают из алюминиевых сплавов АП5. Современное производство судовых двигателей характеризуются применением сварных и сварно-литых конструкций, что приводит к уменьшению массы на 20-25%; снижение стоимости на 10-20%; уменьшение брака при изготовлении.
Рис. 2.2
2-гнезда для рамовых подшипников;
3- продольные балки;
Рис. 2.3
2-фасонные приливы для анкерных связей;
3- продольные сварные балки;
5-легкий сварной поддон.
Рис. 2.4
2-клинья для регулировки;
3- судовой фундамент;
Рис. 2.5
2-3- верхний и нижний диски сферических самоустанавливающих прокладок;
Рис. 21
3-постель ромовых (коренных) подшипников;
4-опорные полки (лапы) рамы двигателя.
Нижняя часть рамы предназначена для присоединения к продольным балкам поддона для масла (маслосборника) сварной конструкции.
Рис.22Присоединение производят при помощи шпилек и болтов. Состоит из: 1— грязеуловительная сетка; 2— заборный маслопровод; 3— поперечные перегородки.
Рамовые (коренные) подшипники рис.23устанавливают на поперечных перегородках фундаментной рамы в специальных гнездах. Они предназначены для укладки коленчатого вала и состоят из: 1— верхний вкладыш; 2-нижний вкладыш, которые прижимаются к раме крышкой с помощью шпилек с гайками, болтами или домкратами.
Рамовые подшипники коленчатого вала устанавливают в гнездах фундаментной рамы, а при отсутствии рамы подвешивают на длинных шпильках к картеру.
На рамовый подшипник при работе двигателя действуют переменные силы: давление газов, инерции и массы. Конструкция и материал подшипника должны обеспечить их надежную работу и высокую износоустойчивость.
Различают толстостенные и тонкостенные вкладыши с заливкой антифрикционного сплава соответственно 1,76-2,5мм или 0,3-0,7мм. Тип подшипника зависит от применяемого для его заливки антифрикционного сплава. Для заливки рамовых подшипников применяют высокооловяннистые баббиты Б-83, Б-89, Б-88 (с кадмием); свинцовистую бронзу, медносвинцовые сплавы на алюминиевой основе и многослойные вкладыши.
Станина служит для поддержания блока цилиндров. Она соединяет блок цилиндра с фундаментной рамой и образует закрытую камеру для кривошипно-шатунного механизма (картер).
В зависимости от типа двигателя станина может быть выполнена в виде отдельных А-образных стоек или колонн.
Рис.2.8 —колонны устанавливают в плоскости поперечных балок фундаментной рамы или в плоскости вращения кривошипов для двигателей крейцкопного типа.
В ДВУХТАКТНЫХ двигателях часто применяется блок-картер, представляющий собой цельную отливку картера совместно с блоком цилиндров (рис.29).
Такое конструктивное решение обеспечивает компактность и уменьшение массы остова. Блок — картеры изготовляют литыми или сварными, цельными или составными из нескольких частей, соединенных между собой болтами и шпильками, оправдано с точки зрения унификации производства и удешевления стоимости ремонта. Замена одной секции вышедшей из строя дешевле, чем замена блок-картера в целом.
Цилиндровые втулки 4-х тактного ДВС состоят (рис.2.13) из: рубашки 1, вставленной рабочей втулки 2. В блоке втулка верхним фланцем 4 опирается на опорный буртик 3 рубашки и прижимается к нему крышкой цилиндра. Рубашки отливают из чугуна СЧ21-40; СЧ24-44; СЧ28-48.
Материал втулок должен обладать повышенной прочностью и износостойкостью, высокой плотностью, устойчивой против коррозии, хорошо обрабатывается. Материал для их изготовления чугун СЧ28-48, СЧ32-52, для высокооборотных форсированных сталь 35ХМЮА.
Цилиндровые втулки 2-х тактных ДВС( рис.30) состоят из: 1-верхний бурт; 2— блок; 3-масляный штуцер; 4-выпускные окна; 5-продувочные окна; 6-красномедные пояски; 7— уплотнительные резиновые кольца; 8— кожух для лабиринтового уплотнения; 9-масляный штуцер;10— водяные переходные патрубки; 11-уплотнительная красномедная прокладка.
Для уменьшения тепловых и механических напряжений, а также для понижения высоты блока цилиндров и уменьшения массы двигателя на некоторых дизелях устанавливают проставочные кольца.
Составные втулки устанавливают на двухтактные дизеля для уменьшения температурных напряжений и деформаций в осевом направлении.
На рис.32изображена составная втулка фирмы «Фиат» 900S.Верхняя часть 1 такой втулки изготовлена из стали с запрессованной в нее из чугуна втулкой 2; нижняя часть втулки 3 изготовлена из чугуна. При износе меняют не всю втулку, а только
запрессованную чугунную часть
Крышки рабочих цилиндров 4-х тактных двигателей вместе с днищем поршня и стенками рабочей втулки, образующей камеру сгорания.
Она подвержена действию высоких температур и давления газов, испытывает механические напряжения от затяжки крышки. Материал крышек должен обладать высокой жаростойкостью, прочностью, иметь хорошие литейные свойства. Изготавливают крышки из чугуна СЧ28-48, СЧ32-52, молибденовой стали, алюминиевых сплавовАЛ5 и АЛ4.
На рис.2.19: 1- пусковой клапан; 2-гнездо форсунки; 3-предохранительный клапан; 4— перегородка охлаждения; 5-выпускные клапаны; 6-отверстия для шпилек; 7-впускные клапана;
На рис.33изображена крышка цилиндра двухтактного двигателя, которая проще по устройству, чем у четырехтактного, так как не имеет всасывающих и выхлопных клапанов (кроме двухтактных двигателей с прямоточно-клапанной продувкой).
Крышки многоцилиндровых двигателей взаимозаменяемые. Замена одной крышки обходится дешевле, чем замена головки блока. На тихоходных дизелях большой мощности для снижения тепловых напряжений иногда используют крышки составной конструкции.
На рис.34 показана такая крышка, где:
наружная кольцевая часть 1 крышки испытывает большие механические напряжения, поэтому ее изготавливают из стали. В кольцевую часть устанавливают вставку 2, которая подвергается меньшим напряжением, так как на нее действует только давление сгорания топлива. В корпусе вставки имеются форсунка, пусковой и предохранительные клапаны и индикаторный кран. Крышки цилиндров легких быстроходных двигателей изготавливают из алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ5, которые выполняют общими на весь блок или на два, три и более цилиндров. Такая общая крышка называется головкой блока.
Источник статьи: http://infopedia.su/8x1cf7.html