Устройство и принцип работы
При передаче напряжения клеммам щетки двигателя приводятся в непрерывное вращение. Установка на холостом ходу уникальна, поскольку преобразовывает входящие импульсы в заранее определенную позицию имеющегося ведущего вала.
Любой импульсный сигнал воздействует на вал под конкретным углом. Такой редуктор максимально эффективен, если ряд магнитных зубцов размещен вокруг центрального зубчатого железного стержня или его аналога. Электрические магниты активируются от наружной контрольной цепи, состоящей из микрорегулятора. Для начала поворота вала двигателя один активный электромагнит притягивает к своей поверхности зубчики колеса. При их выравнивании по отношению к ведущему элементу они немного перемещаются к очередной магнитной детали.
В шаговом электродвигателе первый магнит должен включаться, а следующий элемент – деактивироваться. В результате шестерня начнет вращение, постепенно выравниваясь с предыдущим колесиком. Процесс повторяется поочередно требуемое число раз. Такие обороты и получили название «постоянный шаг». Скорость вращения мотора можно определить путем подсчета количества шагов для полного оборота агрегата.
Классификация двигателей
Конструкция ДВС бывает различной. Каждый разработчик мотора пытается внести свои улучшения, повысить мощность и экономичность, снизить выбросы вредных веществ и стоимость агрегата. Давайте посмотрим, по каким критериям классифицируют двигатели внутреннего сгорания.
По рабочему циклу
Рабочий цикл ДВС — это последовательность процессов внутри каждого цилиндра, в результате которой энергия топлива превращается в механическую энергию. Цикл может быть двухтактным или четырехтактным:
- четырёхтактный мотор работает по «циклу Отто» или Аткинсона и включает в себя такты: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск;
- в двухтактном ДВС впуск и сжатие происходят одновременно за один такт, а рабочий ход переходит в выпуск на втором такте.
По типу конструкции
По конструкции ДВС делятся на:
- поршневые, в которых расширяющиеся при сгорании газы приводят в движение поршень, который в свою очередь толкает коленвал;
- роторные.Растущее давление газов воздействует на ротор, соединённый с корпусом через зубчатую передачу. Роторный мотор не имеет ГРМ. Его функции выполняют впускные и выпускные окна в боковых стенках корпуса;
- газовые турбины. В этих двигателях внутреннего сгорания газы с высокой скоростью попадают на лопатки силовой турбины, которая соединяется через редуктор с трансмиссией. Для нагнетания воздуха в мотор установлен турбинный компрессор.
Моторы могут быть без наддува, с турбокомпрессором или нагнетателем. Конструкция подбирается под назначение двигателя: будь то стационарная установка или транспорт.
По количеству цилиндров
Одно цилиндровые двигатели работают неравномерно, что не критично для лодочных моторов, мопедов и мотоциклов. Двигатель автомобиля устроен сложнее, поскольку нужна высокая мощность, а значит и большой объём цилиндра. Так, в транспорте малого класса применяются 4-цилиндровые моторы. В грузовые автомобили ставят 6- и 8-цилиндровые ДВС.
По принципу создания рабочей смеси
Принцип работы двигателя внутреннего сгорания различается способами смесеобразования:
- внешнее: в карбюраторных моторах и в агрегатах с впрыском топлива во впускной коллектор;
- внутреннее: в дизельных двигателях и бензиновых с непосредственным впрыском в камеру сгорания.
По расположению цилиндров
Поршневые двигатели автомобиля различаются компоновочной схемой блока цилиндров и могут представлять собой конструкцию:
- рядную;
- V-образную;
- оппозитную с углом развала между поршнями 180°;
- VR-образную;
- W -образную.
Похожая статья Мотор Мерседес M276: отзывы и проблемы
В зависимости от компоновки моторы устанавливаются в подкапотное пространство вертикально, горизонтально или под углом к вертикальной плоскости для уменьшения высоты конструкции.
По типу топлива
Работа двигателя внутреннего сгорания происходит за счёт сжигания смеси воздуха с бензином, газа или дизеля. В качестве газового топлива ДВС применяются углеводород, сжиженный газ, смесь пропана и бутана, метан, водород.
По принципу работы ГРМ
Выше мы рассматривали, что ГРМ может быть устроен по схеме OHV, ОНС или DОНС. Выбор компоновки влияет на принцип работы двигателя. Также приводы клапанов различаются способами регулировки тепловых зазоров, которые увеличиваются в результате нагрева конструкции. Настройку зазоров проводят вручную, меняя специальные винты в коромыслах, или устанавливают гидрокомпенсаторы для автоматической регулировки.
Как работает двухтактный мотор
Выше было упомянуто, что поршневые двигатели делятся как на 4-тактные, так и на 2-тактные. Принцип работы вторых немного отличается от того, что был описан ранее. Да и само устройство такого агрегата значительно проще предыдущей конструкции. В двухтактном агрегате всего два окна в цилиндре — впускное и выпускное. Второе расположено чуть выше первого, и сейчас будет объяснено, для чего это.
Поршень при начале первого такта, до этого перекрывавший впускное окно, начинает двигаться наверх, в результате чего перекрывает собой окно впуска топлива. Поршень в это же время продолжает опускаться, что приводит к сжатию рабочей смеси. Как только деталь достигает нужного положения, на свече образуется первая искра, и созданная смесь тут же поджигается, воспламеняясь. Впускное окно к этому моменту уже открывается. Оно пропускает очередную порцию топлива и воздуха, продолжая работу механизма.
Начало второго такта характеризуется сменой направления движения поршня — он начинает перемещаться вниз. На него действуют газы, стремящиеся расширить имеющееся пространство. Поршень перемещается, открывая впускное окно, и оставшиеся после сгорания смеси газы уходят, пропуская внутрь новую порцию топлива.
Какая-то часть рабочей смеси также покидает цилиндр через открытый выпускной клапан. Поэтому становится понятным, почему двухтактные двигатели требуют такого количества топлива.
Watch this video on YouTube
Преимущества и недостатки
Преимуществом двухтактных поршневых агрегатов является достижение большой мощности при небольшом рабочем объеме, если сравнивать их с четырехтактными. Однако владелец авто будет страдать от внушительных расходов топлива, из-за чего в скором времени в его голове возникнет идея поменять агрегат.
Также плюсами двухтактных ДВС можно назвать простую конструкцию, понятную и равномерную работу, маленький вес и компактный размер. К минусам следует отнести грязный выхлоп, нехватку различных систем, а также быстрый износ деталей конструкции. Довольно часто владельцы машин с таким двигателем жалуются на перегрев агрегата и его поломку.
Принцип работы четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания
В подавляющем большинстве легковых автомобилей устанавливают четырехтактные двигатели внутреннего сгорания, поэтому мы и берём его за основу. Чтобы лучше понять принцип устройства бензинового ДВС, предлагаем вам взглянуть на рисунок:
Устройство двигателя внутреннего сгорания
Топливно-воздушная смесь, попадая через впускной клапан в камеру сгорания (такт первый – впуск), сжимается (такт второй – сжатие) и воспламеняется от искры свечи зажигания. При сжигании топлива, под воздействием высокой температуры в цилиндре двигателя образуется избыточное давление, заставляющее поршень двигаться вниз к так называемой нижней мертвой точке (НМТ), совершая при этом такт третий – рабочий ход. Перемещаясь во время рабочего хода вниз, с помощью шатуна, поршень приводит во вращение коленчатый вал. Затем, перемещаясь от НМТ к верхней мертвой точке (ВМТ) поршень выталкивает отработанные газы через выпускной клапан в выхлопную систему автомобиля – это четвертый такт (выпуск) работы двигателя внутреннего сгорания.
Давайте ещё раз повторим определения, а затем .
Такт – это процесс, происходящий в цилиндре двигателя за один ход поршня. Совокупность тактов, повторяющихся в строгой последовательности и с определенной периодичностью, обычно называют рабочим циклом, в данном случае, двигателя внутреннего сгорания.
- Такт первый — ВПУСК. Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, при этом возникает разряжение и полость цилиндра ДВС заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан. Смесь, попадая в камеру сгорания, смешивается с остатками отработавших газов. В конце впуска давление в цилиндре составляет 0,07–0,095 МПа, а температура 80-120 ºС.
- Такт второй – СЖАТИЕ. Поршень движется к ВМТ, оба клапана закрыты, рабочая смесь в цилиндре сжимается, а сжатие сопровождается повышением давления (1,2–1,7 МПа) и температуры (300-400 ºС).
- Такт третий – РАСШИРЕНИЕ. При воспламенении рабочей смеси в цилиндре ДВС выделяется значительное количество теплоты, резко увеличивается температура (до 2500 градусов по Цельсию). Под давлением поршень перемещается к НМТ. Давление равно 4–6 МПа.
- Такт четвертый – ВЫПУСК. Поршень стремится к ВМТ через открытый выпускной клапан, отработавшие газы выталкиваются в выпускной трубопровод, а затем в окружающую среду. Давление в конце цикла: 0,1–0,12 МПа, температура 600-900 ºС.
И так, вы смогли убедиться, что двигатель внутреннего сгорания устроен не очень сложно. Как говорится, все гениальное – просто. А для большей наглядности рекомендуем посмотреть видео, на котором также очень хорошо показан принцип работы ДВС.
Неисправности топливных систем с впрыском бензина во впускной трубопровод
Приведем перечень наиболее часто встречающихся неисправностей систем впрыска и основных причин их возникновения.
Холодный двигатель не запускается или запускается с трудом. Основные причины: недостаточное давление топлива, отсутствие давления; неисправность пусковой форсунки или ее цепи (для автомобилей с пусковой форсункой); неисправность в цепи датчика охлаждающей жидкости; отсутствие или слабый сигнал от датчика частоты вращения коленчатого вала; неисправность потенциометра дроссельной заслонки; загрязнение форсунок; повышенное сопротивление со стороны выпускной системы; подсос воздуха во впускной коллектор.
Горячий двигатель запускается с трудом или не запускается. Основные причины: быстрое падение давления топлива после выключения двигателя; несанкционированная работа пусковой форсунки (при ее наличии); неисправность в цепи датчика охлаждающей жидкости; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления.
Двигатель запускается и глохнет или неустойчиво работает в режиме холостого хода. Основные причины: подсос воздуха во впускной коллектор; неисправность системы холостого хода; неисправность в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости; несоответствие давления топлива заданному; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления.
Чрезмерно высокая частота вращения коленчатого вала в режиме холостого хода. Основные причины: подсос воздуха во впускной коллектор (системы с датчиком абсолютного давления и системы с расходомером воздуха и λ-регулированием); неправильная работа системы холостого хода; неисправность в цепи датчика положения дроссельной заслонки.
«Провалы» при ускорении. Основные причины: недостаточное давление или производительность топливного насоса; неисправность расходомера воздуха; неисправность в цепи датчика положения дроссельной заслонки; загрязнение форсунок.
Подергивание автомобиля и пропуски воспламенения под нагрузкой. Основные причины: недостаточное давление или производительность топливного насоса; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления; неисправность в цепи датчика дроссельной заслонки; загрязнение форсунок.
Двигатель не развивает полной мощности. Основные причины: недостаточное давление или производительность топливного насоса; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления; неисправность в цепи датчика дроссельной заслонки; повышенное сопротивление выпускной системы; загрязнение форсунок.
Повышенное содержание оксида углерода и (или) повышенный расход топлива. Основные причины: повышенное давление топлива; неисправность в цепи кислородного датчика; неисправность в цепи расходомера воздуха или датчика абсолютного давления; неисправность в цепи датчика температуры охлаждающей жидкости; разрыв диафрагмы регулятора давления топлива (системы многоточечного впрыска); повышенное сопротивление выпускной системы.
Устройство системы питания инжекторного двигателя ВАЗ-2112. Характеристика замены фильтра тонкой очистки топлива. Смена дроссельной заслонки машины. Установка топливного модуля бензонасоса. Особенность снятия топливной рампы в боре с форсунками.
Подобные документы
Техническое обслуживание, назначение и устройство кузова ВАЗ-2112, диагностика неисправностей и способы их устранения. Технологический процесс, инструмент, оборудование и приспособления, используемые при замене переднего ветрового стекла автомобиля.
контрольная работа , добавлен 25.06.2015
Устройство и назначение системы питания двигателя КамАЗ–740. Основные механизмы, узлы и неисправности системы питания двигателя, ее техническое обслуживание и текущий ремонт. Система выпуска отработанных газов. Фильтры грубой и тонкой очистки топлива.
реферат , добавлен 31.05.2015
Системы тепловоза (масляная, тепловая). Назначение топливного фильтра для очистки дизельного топлива от посторонних твердых частиц, его устройство и принцип действия. Очистка фильтра от грязи, его промывка керосином и продувание сжатым сухим воздухом.
курсовая работа , добавлен 16.12.2015
Назначение и устройство кузова. Техническое обслуживание ВАЗ-2112. Визуальное определение коррозии кузова автомобиля. Неисправности и способы их устранения. Инструмент, оборудование и приспособления используемое при замене переднего ветрового стекла.
курсовая работа , добавлен 24.06.2015
Сравнение систем питания дизельных двигателей. Смешанные системы питания. Малотоксичные и нетоксичные двигатели. Зависимость топливной экономичности от конструкций систем. Наличие примесей в дизельном топливе. Нормы расхода топлива для автомобиля ЗИЛ-133.
дипломная работа , добавлен 16.06.2015
Устройство системы питания дизельного двигателя. Фильтр тонкой очистки топлива и питание дизеля КамАЗ-740 воздухом. Основные возможные неисправности в системе, способы их устранения. Перечень работ при техническом обслуживании, технологическая карта.
контрольная работа , добавлен 09.12.2012
Модель системы управления электронной дроссельной заслонкой автомобиля, область работоспособности. Оптимизация по критерию «среднеквадратической ошибки», «минимум времени регулирования». Построение множества Парето. Трехмерное моделирование в AutoCAD.
курсовая работа , добавлен 21.01.2013
Описание конструктивных особенностей блока цилиндров двигателя ВАЗ-2112, виды его износа и основные дефекты. Технологические операции по восстановлению пробоин и раковин в блоке цилиндров клеевыми композициями. Восстановление резьбы в отверстиях блока.
курсовая работа , добавлен 08.07.2014
Проект приспособления для проверки производительности бензонасоса автомобиля ЗИЛ-130. Технологический процесс ремонта и сборки узла. Нормирование работ, расчет трудоемкости, численности рабочих, оборудования. Безопасность и экономическая оценка проекта.
курсовая работа , добавлен 31.05.2012
Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания. Система управления двигателем автомобиля ВАЗ. Преимущества и недостатки двухтактного инжекторного двигателя по сравнению с карбюраторным. Функционирование типовой системы инжекторного впрыска.
курсовая работа , добавлен 31.10.2011
Что собой представляет капитальный ремонт двигателя?
Капремонт мотора предусматривает разборку, дефектовку и замену деталей силового агрегата, технические характеристики которых не соответствуют требуемым нормам. В результате этих действий удается максимально приблизить рабочие характеристики ДВС, к тем, которые он имел в новом состоянии.
В процессе капитального ремонта максимально обновляются все узлы мотора и спряженные с ним агрегаты, с учетом соответствующих допусков. Капитальный ремонт должен выполняться по минимально возможным допускам, что обеспечит требуемый запас прочности деталей. Максимальный допуск говорит о том, что деталь еще может эксплуатироваться, но этот период весьма ограничен. Учитывая, что в моторе большинство деталей испытывают большие нагрузки и трение, максимальный допуск для них применяться не может.
Капитальный ремонт двигателя – это целый комплекс процедур, которые предусматривают обслуживание не только конструкционных элементов мотора, а и спряженных с ним систем и узлов. Например, нельзя заменить только поршневые кольца и получить нужный эффект. На первых порах он будет проявляться в виде повышения мощности, снижения потребления масла, но длиться это будет недолго. Задача капитального ремонта состоит в том, чтобы максимально вернуть двигателю его прежнюю работоспособность, которая сохранится на протяжении 100-200 тыс. километров пробега. Если мотор после капремонта может проехать только 20-25 тыс. километров, то такой ремонт проводился зря и потребуется новый, выполненный в соответствии со всеми требованиями и допусками.
Рассмотрим, какие процедуры включает в себя капитальный ремонт двигателя внутреннего сгорания.
Демонтаж мотора
Прежде чем выполнять капремонт силового агрегата, он демонтируется с машины. Далее проводится осмотр целостности его составляющих, последующая разборка и дефектовка всех деталей.
Регулирование зазоров клапанов
Если двигатель не оснащен гидрокомпенсатором, регулирование зазора клапанов обязательно выполняется через каждые 60-80 тыс. километров пробега. Если это не сделать вовремя, увеличатся люфты, что приведет к появлению стуков в моторе и износу его клапанов.
Ремонт поршневой группы
Динамические характеристики двигателя во многом зависят от состояния поршневой группы. О необходимости ее ремонта можно судить по такому параметру, как компрессия. Замер компрессии позволяет получить информацию о величине давления в цилиндрах мотора. По этим данным принимается решение необходимости ремонта поршневой группы.
Замена сальников коленвала
Чтобы продлить срок службы мотора важно своевременно менять передние сальники коленчатого вала. Замена проводится даже при отсутствии на них видимых повреждений
Если уже появились следы протекания масла, это может свидетельствовать о необходимости капитального ремонта.
На задние сальники приходится большая часть нагрузок, поэтому их своевременная замена также очень важна. При протечке сальников или их «масляном голодании» их следует заменить как можно раньше.
Замена сальников распределительного вала
Эти сальники предотвращают протекание масла в картер мотора. При обслуживании газораспределительного механизма или распределительного вала обязательно проверяется состояние сальников. Если они подтекают, обязательно следует их заменить новыми.
Замена маслосъемных колпачков
Эти элементы позволяют контролировать количество масла, используемого для смазывания трущихся деталей. Если они теряют свою эластичность и приходят в негодность происходит переизбыток подачи масла и увеличивается его расход.
Замена прокладки блока цилиндров
О выходе из строя этого элемента свидетельствует наличие светлого дымка из выхлопной трубы, появление пузырей и примесей в охлаждающей жидкости.
Замена кислородного датчика
Лямбда-зонд контролирует процесс образования топливовоздушной смеси. При наличии проблем с этим датчиком возрастает расход топлива, уменьшается ресурс свечей зажигания.
Ремонт или замена помпы
Посредством помпы охлаждающая жидкость циркулирует внутри мотора. При ее нестабильной работе антифриз будет хуже отводить тепло от мотора, который начнет перегреваться.
