Двигатель внутреннего сгорания: устройство и принцип работы

Поршень двигателя состоит из трех основных частей:

  1. Днище поршня (воспринимает газовые силы и тепловую нагрузку);

  2. Уплотняющая часть поршня (поршневые кольца, которые препятствуют прорыву газов в картер и передают большую часть тепла от поршня цилиндру двигателя);

  3. Направляющая часть поршня (юбка) — поддерживает положение поршня и передаёт боковую силу на стенку цилиндра.

В обиходе автомобилистов часто встречается такое название, как головка поршня. Головкой поршня называют днище поршня с его уплотняющей частью.

Днище поршня

Основная рабочая поверхность детали, которая вместе со стенками гильзы цилиндров и головкой блока формирует камеру сгорания, в которой и происходит сгорание горючей смеси. Днище поршня может иметь различную конструкцию в зависимости от типа и особенностей двигателя.

Виды поршней

В двухтактных двигателях применяются поршни со сферической формой днища, что приводит к повышению эффективности наполнения камеры сгорания горючей смесью и улучшает отвод отработанных газов.

В четырехтактных бензиновых двигателях днище имеет плоскую или вогнутую форму. Углубления – выемки служат для улучшения смесеобразования и уменьшают вероятность столкновения поршня с клапаном.

В дизельных моторах углубления в днище более габаритные и имеют различные формы. Такие выемки называют поршневой камерой сгорания. В процессе работы в поршневых камерах сгорания создаются завихрения, которые способствуют улучшению качества смешивания топлива с воздухом.

Уплотняющая часть поршня

Уплотняющая часть поршня предназначена для установки компрессионных и маслосъемных колец, которые предназначены для устранения зазора между поршнем и стенкой гильзы цилиндров. 

Уплотняющая часть представляет собой проточки (канавки) в цилиндрической поверхности поршня. В двухтактных двигателях в проточки вставляются специальные вставки, в которые упираются замки колец, благодаря которым кольца не прокручиваются.

Число канавок, на уплотняющей части поршня, соответствует количеству поршневых колец. Чаще всего применяется конструкция с тремя кольцами — двумя компрессионными и одним маслосъемным. В канавке под маслосъемное кольцо имеются специальные отверстия для стека масла, которое снимается маслосъемным кольцом со стенки гильзы цилиндра.

Этапы сборки двигателя

Для сборки мотора нужны следующие новые детали:

  • полный комплект прокладок и сальников двигателя;
  • новые болты ГБЦ;
  • новый комплект цепей или ремня ГРМ;
  • новое масло и фильтра, свечи зажигания, сервисные ремни;
  • новая помпа, термостат.

Для сборки мотора нужно собрать низ блока цилиндров, после чего приступать к следующему:

  • установить головку блока цилиндров, закрутить болты ГБЦ, не затягивая их;
  • вооружившись динамометрическим ключом, а также правильными данными о моменте затяжки болтов ГБЦ, в правильном порядке и с нужным моментом затягиваем болты;
  • теперь устанавливаются звезды и цепь ГРМ, либо ремень ГРМ с роликами, причем выставляем все по меткам по первому цилиндру, проверить метки можно по метке на маховике;
  • прокрутить за шкив коленвал на выявление возможного закусывания;
  • собрать все навесное оборудование в обратном порядке.

Теперь приступаем к установке мотора в подкапотное пространство, все в обратной последовательности.

Скорее всего, с первого раза двигатель не запустится, пока топливная система не наберет давление, а все датчики не синхронизируются. После проверяем компрессометром давление в цилиндрах, где компрессия должна быть не менее 13 кПа.

Объем бедствий

Капиталка бывает частичная и полная. Чтобы определить, какой ремонт нужен мотору, надо провести контрольные замеры и дефектовку — начать с состояния цилиндров и люфтов поршней в них, осмотреть вкладыши и замерить диаметр шеек коленвала, оценить зазоры в поршневых пальцах. При частичной капиталке обычно ограничиваются заменой поршневых колец, вкладышей, сальников, прокладок. При полной переборке список получается намного длиннее, и объем работ существенно больше. Выше, соответственно, и стоимость ремонта.

Полная капиталка

Последовательность действий при полной капиталке следующая. Сначала двигатель снимают с машины. Дороже всего эта операция на полноприводных автомобилях с автоматическими коробками передач.

Далее — разборка, мойка, дефектовка и микрометраж. Только на этом этапе можно определить более-менее точную стоимость ремонта. Если вердикт выносят раньше — повод насторожиться. Скорее всего, вы попали к некомпетентным мастерам, или вас попытаются обмануть.

После замеров и дефектовки основные детали направляют на мехобработку — многие мастерские не держат дорогого оборудования для расточки блоков и шлифовки коленвалов и отправляют детали смежникам. От объема мехобработки сильно зависит стоимость работ. Потом мотор собирают, устанавливают на машину и заправляют рабочими жидкостями.

Теперь о запчастях — они в общей калькуляции составляют обычно половину всех расходов на капиталку. Меняются все прокладки, резиновые и резинометаллические уплотнения. Элементы привода ГРМ всегда меняют, если он ременный, и почти всегда, если цепной. При любой переборке устанавливают новые поршневые кольца и вкладыши коленчатого вала. Поршни современных моторов очень нагружены и чаще всего тоже подлежат замене.

К деталям, которые меняют по результатам диагностики, относятся клапаны, масляные насосы и даже коленчатые валы, если нет возможности шлифовки под ремонтный размер. Основные детали — блок цилиндров и головки — стараются отремонтировать. При этом цилиндры либо растачивают под ремонтный размер, либо перегильзовывают под стандартные поршни. В головке иногда приходится восстанавливать постели распредвалов и менять втулки клапанов, фрезеровать привалочную плоскость и почти всегда — обрабатывать седла клапанов.

Альтернатива капремонту

Многие предпочитают не ремонтировать изношенный двигатель, а взять так называемый контрактный (бэушный) мотор. Неплохой вариант, удастся даже серьезно сэкономить — полная переборка порой обходится вдвое дороже. Например, цена «живого» мотора для Гранты — 25–30 тысяч рублей, для Логана — 45 тысяч рублей. За более сложные многоцилиндровые двигатели просят ­от 80 до 200 тысяч рублей и более.

Но эйфория неуместна: все-таки не нужно забывать, что вы покупаете не новый, а бэушный агрегат! И это лотерея, в которую можно и проиграть. Поэтому перед тем, как принять окончательное решение, советуем прошерстить интернет. Почитать отзывы о продавцах бэушных агрегатов и о конструктивных достоинствах и недостатках вашего мотора. Например, не стоит покупать подержанные 2-литровые алюминиевые моторы G4KD, устанавливаемые на многие модели Hyundai и Kia. Обычно эти агрегаты не доживают до 150 000 км — появляются задиры на стенках цилиндров, из-за чего резко усиливается масляный аппетит. Такие моторы восстанавливают перегильзовкой.

И еще. Номер двигателя не фигурирует в регистрационных документах, но замену мотора все равно надо оформлять в ГИБДД.

Техническое обслуживание двигателя автомобиля сразу после покупки

Первые 3–5 тысяч километров пробега нового автомобиля являются самым важным периодом, в течение которого владелец должен действовать грамотно, чтобы обеспечить долгий срок беспроблемной службы машины. Детали всех узлов и агрегатов еще притираются друг к другу, поэтому не следует по полной нагружать машину и давать максимальные обороты двигателю. Полный прогрев движка перед началом движения позволяет обеспечить устойчивую работу ДВС на холостом ходу без «подсоса».

Первая поездка на автомобиле требует проведения ряда обязательных манипуляций. В их числе: протяжка резьбовых соединений, замер давления воздуха в шинах манометром, проверка наличия и уровня технических жидкостей и масел в ДВС, КПП, мостах и бачке гидроусилителя руля (при его наличии) либо в рулевой колонке, антифриза — в радиаторном бачке, тормозной жидкости — в бачке главного тормозного цилиндра и гидравлике сцепления (если таковая имеется), топлива — в баке. С помощью нагрузочной вилки нужно проверить заряд аккумулятора, уровень и плотность электролита и обязательно закрепить батарею специальным удерживающим устройством на положенном месте, затянуть клеммы согласно их полярности. Необходимо протестировать работу систем стеклоочистки и омывателей (есть ли жидкость в бачках, работают ли распылители).

Перед первым запуском мотора нужно произвести подкачку топлива бензонасосом в карбюратор. После запуска двигателя водителю стоит тщательно проверить, нет ли подтекания масла, топлива, тосола или антифриза. Пусть мотор поработает вхолостую, потом нажмите на акселератор, плавно добавив обороты, и прислушайтесь. Если посторонних подозрительных шумов нет, можно начинать движение.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

  1. ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
  2. Система смазки;
  3. Система охлаждения;
  4. Система подачи топлива;
  5. Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

  • Распределительный вал;
  • Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
  • Детали привода клапанов;
  • Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

  • Масляный картер (поддон);
  • Насос подачи масла;
  • Масляный фильтр с редукционным клапаном;
  • Маслопроводы;
  • Масляный щуп (индикатор уровня масла);
  • Указатель давления в системе;
  • Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

  • Рубашка охлаждения двигателя;
  • Насос (помпа);
  • Термостат;
  • Радиатор;
  • Вентилятор;
  • Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

  • Топливный бак;
  • Датчик уровня топлива;
  • Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
  • Топливные трубопроводы;
  • Впускной коллектор;
  • Воздушные патрубки;
  • Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

  • Выпускной коллектор;
  • Приемная труба глушителя;
  • Резонатор;
  • Глушитель;
  • Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Мини-сопла

Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см

Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль

Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт авто
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector