Для чего служит двигатель ваз

Автомобиль от А до Я: устройство двигателя внутреннего сгорания

Новая рубрика, готовьтесь! Будет много познавательного текста с картинками.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сердцем автомобиля. Главная особенность этих двигателей заключается в том, что воспламенение топлива происходит внутри камеры сгорания (КС), а не в сторонних внешних агрегатах.

В процессе работы тепловая энергия, выделяемая, вследствие, сгорания топлива, преобразуется в механическую.

По применяемому топливу

— легкие жидкие (газ, бензин)

— тяжелые жидкие (дизельное топливо)

— Бензиновые двигатели

Бывают двух типов: бензиновые карбюраторные и бензиновые инжекторные.

В первом случае смесеобразование (смешивания топлива с воздухом) происходит в карбюраторе или во впускном коллекторе с помощью форсунок. Далее, смесь попадает в цилиндр, сжимается и поджигается искрой от свечи.

Во втором же случае, топливо впрыскивается во впускной коллектор или в цилиндр с помощью инжекторов (распыляющие форсунки).

— Дизельные двигатели

Специальное дизельное топливо (ДТ) подается в определенный момент (не доходя до мертвых точек) в цилиндр под высоким давлением с помощью форсунки.

Движение поршня сжимает смесь еще сильнее, топливо нагревается, с последующим воспламенением горючей смеси (за счет высокого давления).

Такие двигатели характеризуются малыми оборотами и высоким крутящим моментом.

— Газовые двигатели

В качестве топлива, двигатель использует углеводороды. В основ, такие двигатели работают на пропане, но встречаются и другой газ в качестве топлива.

Главное отличие от других двигателей — высокая степень сжатия. Такие двигатели меньше изнашиваются благодаря тому, что топливо уже подается в газообразном состоянии. Также, экономичность газовых двигателей на лицо — газ дешевле бензина.

Стоит отметить и экологичность — отсутствует дымность двигателя.

По способу воспламенения

— от искры (бензиновые)

— от сжатия (дизельные)

По числу и расположению цилиндров

— Рядный двигатель

Наиболее распространенная компоновка, цилиндры расположены в один ряд перпендикулярно коленчатому валу. Такие двигатели просты в конструкции, но при большом количестве цилиндров — увеличивается размер двигателя в длину.

— V-образный

Для уменьшения длины агрегата, цилиндры располагают под углом от 60 до 120 градусов, при этом, продольные оси цилиндров совпадают с продольной осью коленчатого вала.

Двигатель получается довольно небольших размеров в продольном отношении (короткий).

Из минусов: довольно большая ширина двигатели и раздельные головки блока, что приводит к увеличению себестоимости при изготовлении.

— Оппозитный

Горизонтально-оппозитный двигатель имеет меньшие габариты по высоте, что позволит снизить центр тяжести всего автомобиля. Из плюсов можно выделить: компактность, симметричность компоновки.

— VR-образный

За счет 6-ти цилиндров, расположенных под углом 150 градусов, образуется весьма компактный (узкий и короткий) двигатель. А также, этот двигатель имеет всего одну головку блока.

— W-образный

В этих двигателях соединены два ряда цилиндров в VR-исполнении.

Угол расположения цилиндров равен — 150 градусам, а сами ряды — под углом 720 градусов.

Штатный автомобильный двигатель состоит из 2-х механизмов и 5-ти систем.

Механизмы

  • кривошипно-шатунный механизм;
  • газораспределительный механизм.

Системы

  • охлаждение
  • смазка
  • питание
  • зажигание
  • выпуска отработавших газов

Рассмотрим механизмы двигателя подробнее.

Кривошипно-шатунный механизм

Данный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

В свою очередь, кривошипно-шатунный механизм состоит из:

1) блока цилиндров с картером;

2) головки блока цилиндра;

3) поддона картера двигателя;

6) коленчатого вала;

Блок цилиндров

Представляет собой цельноотлитую деталь, объединяющей цилиндры двигателя. На нем располагаются опорные поверхности для установки коленчатого вала, а к верхней части, как правило, крепится головка блока цилиндров.

Читайте также:  Как считать цилиндры в рядном двигателе

Цилиндры в блоке делаются либо отлитыми заедино с блоком, либо представляют собой отдельные сменные втулки.

Также, блок отрабатывает еще, не менее важную, функцию — по отверстия в блоке под давлением подается масло для смазки.

Внутренние стенки цилиндров служат направляющими для поршней во время их перемещения.

Головка блока цилиндров

Непосредственно в головке цилиндров располагается камера сгорания, свечи, клапаны, также в ней, на подшипниках, вращается распределительный вал с кулачками. Присутствуют отверстия, как и в блоке цилиндров, для смазывающих веществ.

Головка крепится к блоку цилиндра, образуя основной агрегат двигателя.

Поддон картера

Картер отливается вместе с блоком цилиндров. Его прямое назначение — резервуар для масла. В нижней части присутствует пробка для того, чтобы была возможность слить старое масло при его замене. Поддон крепится к картеру болтами, а во избежания утечки масла — ставится прокладка.

Поршень

Цилиндрическая деталь, которая совершает возвратно поступательное движение внутри цилиндра.

Поршень состоит из: днища, уплотняющей части, направляющей части (юбка).

Форма днища зависит от возложенных на поршень задач. Вогнутое днище позволяет создать более рациональную камеру сгорания. Выгнутое — делает поршень прочнее, но уменьшается рациональность камеры сгорания.

Днище с уплотняющей частью образуют головку поршня. В уплотняющей части располагаются маслосъемные и компрессионные кольца.

Юбка поршня служит для направления движения в цилиндре.

Шатун

Именно шатун соединяет поршень (с помощью поршневого «пальца») с коленчатым валом (с помощью шатунной шейки коленчатого вала). Предназначен для передачи возвратно поступательного движения.

Для того, чтобы снизить износ шатунных шеек коленчатого вала, между ними и шатунами помещаются антифрикционные вкладыши.

Коленчатый вал

Деталь сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент.

Коленчатый вал имеет сложную форму и выполняется из сталей или чугунов.

Маховик

Маховик — зубчатое колесо, предназначенное для: запуска двигателя, соединения двигателя с трансмиссией, передачи крутящего момента с двигателя на коробку передач и стабилизирует работу коленчатого вала.

Газораспределительный механизм

— впускных и выпускных клапанов.

Распределительный вал

Как правило (в современных автомобилях) расположен в верхней части головки цилиндров.

Неотъемлемой частью распредвала являются его кулачки. Их ровно столько, сколько впускных и выпускных клапанов. Эти кулачки надавливая на рычаг толкателя клапана, открывают его, а «сбегая» с рычага, клапан закрывается от действия возвратной пружины.

Клапана

Клапан состоит из плоской шляпки (головки) и стержня. Причем, диаметр головки впускного клапана делают несколько больше, чем диаметр головки выпускного клапана (это делается для лучшего наполнения топливом цилиндров).

Принцип работы двигателя

Определения

Верхняя мертвая точка – крайнее верхнее положение поршня в цилиндре.

Нижняя мертвая точка – крайнее нижнее положение поршня в цилиндре.

Ход поршня – расстояние, которое поршень проходит от одной мертвой точки до другой.

Камера сгорания – пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в верхней мертвой точке.

Рабочий объем цилиндра – пространство, освобождаемое поршнем при его перемещении из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку.

Рабочий объем двигателя – сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. Выражается в литрах, поэтому часто называется литражом двигателя.

Полный объем цилиндра – сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия – показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания.

Компрессия – давление в цилиндре в конце такта сжатия.

Такт – процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня.

Источник

РЕСУРС ДВИГАТЕЛЕЙ ВАЗ

Автомобиль сопровождает множество параметров, есть максимальная скорость, нормы по токсичности, экономичность, и, разумеется, каждый параметр обладает определенными допусками и методикой по его изме-рению. Каждый из них в большей или меньшей степени сложности можно замерить и сравнить с исходными или нормативными показателями.
Совсем по-другому следует оценивать такой немаловажный параметр, как качество, и один из его важнейших составляющих — ресурс.

Читайте также:  Электрическая схема ваз 2107 запуск двигателя

Именно на ресурс в большей степени обращает внимание отечественный потребитель при выборе автомобиля, его значение затеняет и мощность, и максимальную скорость, и комплектацию, не говоря уже о пока совсем не востребованных нашими покупателями параметрах экологической бе-зопасности. При проектировании первых семейств малолитражек Волж-ского автозавода конструкторами был заложен ресурс в 125 тысяч км, с появлением «десятого» семейства появилась цифра 150 тысяч км. Следует учитывать, что данное понятие достаточно расплывчатое и наши норма-тивы не содержат, к сожалению, четких критериев того, когда наступает предел технического состояния. Если обратиться к справочной литера-туре, то применительно к двигателям внутреннего сгорания под ресурсом мы увидим пробег до капитального ремонта, то есть до момента, когда не-обходимо провести ремонтные работы, связанные с демонтажем коленча-того вала. Ремонтные работы без снятия КВ, к капитальному ремонту не относятся, и, следовательно, это не есть наступление предельного состо-яния, когда ограничивается ресурс. На практике за критерий наступления предельного состояния двигателя можно принять значимое снижение мо-щности, появление нефункционального стука, аномально большой расход масла или топлива.

Ресурс и километры

Любопытную зависимость ресурса от пробега автомобиля выявили специ-алисты управления проектирования двигателей ДТР ВАЗа. Еще во време-на существования Союза ССР Волжский автозавод брал из реальной эксп-луатации определенную партию двигателей с очень большими пробегами из различных географических районов страны, из Дальнего Востока, Ле-нинграда, Москвы, Армении, Урала, Средней Азии. Попадались двигатели с пробегами по 400 — 440 тысяч км. Причем завод брал эти двигатели на ус-ловиях замены на новые, поэтому потребителям особого умысла приукра-шать свои двигатели не было. Никто не скрывал периодичности замены масла, деталей во время эксплуатации. Эти моторы полностью разбира-лись и дефектовались вплоть до каждой детали. Так вот по результатам этой работы получилось, что техническое состояние мотора не коррели-руется пробегом, оно определяется только условиями эксплуатации и ка-чеством изготовления. Испытания показали, что нормально изготовлен-ный двигатель с соблюдением правил эксплуатации, при регулярной за-мене масел, хорошем топливе способен без капитального ремонта пройти не одну сотню тысяч километров. Естественно, речи не идет о случаях яв-ного брака и эксплуатации на некачественных бензинах и маслах.

Первые километры двигателя

В инструкциях по эксплуатации вазовских автомобилей говорится, что в течение первых 2000 км необходимо соблюдать определенные щадящие правила нагружения двигателя. При этом и на самом заводе некоторые специалисты к этому относятся достаточно критично в том плане, что не-льзя потребителя нагружать такой информацией. Вполне можно предпо-ложить, что тот же западный потребитель, если бы он прочитал такую ин-струкцию, мог принять решение отказаться от покупки автомобиля данно-го производителя в пользу другого. Другое дело, что объективно автомо-биль Волжского автозавода обкатку двигателя в составе автомобиля не требует, хотя в инструкциях это пока сохраняется, и никто этой записи не отменял. Обкатка требовалась для приработки пар трения в те времена, когда технология не могла обеспечить готовности поверхностей к работе уже при изготовлении. Были же времена, когда коленчатые валы первых советских автомобилей АМО Ф-1 выпиливали напильниками из цельной болванки, с развитием технологии требования к обкатке постепенно ос-лаблялись.

Горячей обкатке (а на заводе под этим понимается технологическая об-катка) подвергаются все 100% двигателей, каждый мотор запускается, «классические» моторы в течение 15 минут, двигатели для переднепри-водных автомобилей — 6,5 минуты. Целью технологической обкатки яв-ляется не приработка пар трения, а проверка отсутствия течей, стуков, выполнение необходимых регулировочных операций. При этом на пере-днеприводных моторах снимаются определенные параметры, чего не де-лалось на «классических» моторах, в том числе мощность, крутящий моме-нт, расход картерных газов. Эта технология позволяет отсеивать двигате-ли, в которых забыли установить поршневое кольцо, или произошел задир в одном из цилиндров, информация по каждому двигателю накапливается в компьютере, и в любой момент соответствующие службы могут ею вос-пользоваться и проследить всю цепочку изготовления мотора.

Читайте также:  Ваз 2115 плохой запуск горячего двигателя

Двигатели серийного производства по заданию службы качества регуля-рно испытываются в подразделениях дирекции по техническому разви-тию. Программа испытаний на первый взгляд составлена вопреки всякой логике: новый двигатель, не проходивший никакой обкатки в производст-ве, устанавливается на моторный стенд, запускается и сразу выводится на максимальную частоту вращения 6000 оборотов в ми-нуту. Дальше двига-тель продолжает работать по внешней скоростной характеристике (пол-ный «дроссель», максимальная нагрузка) в течение 20 часов, после чего он подвергается полной разборке с индивидуальным осмотром, малейшие следы задира — повод предъявить претензии изготовителям, такие испы-тания регулярно провод-тся, и моторы абсолютно спокойно их выдержи-вают.

Технологическая обкатка на заводе производится со времен получения технологии с «Фиата», это все было заложено в проект завода, под это дело возводились стены, закупалось оборудование. С развитием вазовских мо-торов появились такие вещи, как переплав на кулачках распредвала, на-мораживание сплава на рабочей фаске клапана, новые технологии обра-ботки коленчатых валов, поршней, блоков цилиндров и другие техноло-гии, улучшающие свойства поверхностей трения. Например, технология плосковершинного хонингования цилиндров имитирует уже на новом двигателе такую геометрию поверхности цилиндров с притупленными ве-ршинками микронеровностей, которая при обычном хонинговании насту-пает только после длительной эксплуатации. Тем самым исключается об-разование избыточного количества продуктов износа, оптимизируется вскрытие зерен графита и соотношение площади опорной поверхности с ее маслоемкостью.

Учитывая эту и другие технологии мехобработки материалов, обкатка но-вого двигателя с целью приработки пар трения уже не требуется .

Другое дело, что может появиться потребность в обкатке на двигателях, прошедших капитальный ремонт. Где, естественно, применяются не завод-ские технологии и могут использоваться запасные части не соответствую-щих размеров и качества, таким моторам может и потребоваться последу-ющая приработка.

Байборин Евгений Петрович , начальник отдела испытаний и доводки двигателей внутреннего сгорания управления проектирования двига-телей ДТР ВАЗа:

— Исчисление ресурса «пробегом до капитального ремонта», еще сохраня-ющееся в нормативной документации, носит весьма условный характер. Сегодняшний потребитель вправе вообще не знать, где в автомобиле на-ходится двигатель. Все идет к тому, что сроки предоставляемой изготови-телями гарантии будут расти. Уже сегодня есть прецеденты назначения пятилетней гарантии на автомобиль или гарантии на двигатель, равной сроку службы автомобиля. Это требует от изготовителей работы на «ноль дефектов» и обеспечения достойного ресурса.

С момента появления впрысковых моторов на автомобилях «ВАЗ» и до сих пор у многих есть сомнения в надежности новой техники. Да, без отказов не обходится. Но не все знают, что ресурс у впрысковых моторов значимо выше, чем у карбюраторных. Это не закладывалось как цель разработки, а получено, скорее, попутно. Повышение ресурса достигнуто за счет пере-хода с металлических корпусов воздушного фильтра на пластмассовые. Металлические были в подавляющем большинстве не герметичны, что приводило к попаданию пыли в двигатель и преждевременному абразив-ному износу цилиндропоршневой группы. Помимо герметичности, возду-шные фильтры впрысковых двигателей отличаются и большей пылеемко-стъю. Теперь при контрольной разборке впрысковых двигателей с пробе-гом 150 — 200 тыс. км можно наблюдать прекрасно сохранившуюся хонин-говку поверхности, что говорит о минимальном износе.

Есть и вторая причина повышения ресурса впрысковых двигателей «ВАЗ». Все они, за исключением двигателей с центральным впрыском, имеют систему гашения детонации. Хотя эта система и не всемогуща, но детона-ционные повреждения теперь в значительно меньшей степени влияют на снижение ресурса.

Источник

Adblock
detector