Принцип работы дизельного двигателя – детали и их назначение видео. Детали дизельного двигателя


Неисправности дизельного двигателя - МОЕ АВТО

Многие автомобилисты, в целях экономии, стремятся приобрести автомобиль с дизельным двигателем, совершенно не беря во внимание то, что его ремонт или техническое обслуживание могут запросто свести на нет такую экономию.

Хотя, следует отметить, что в большинстве своем, дизельные двигатели довольно надежны, но, все же, и они периодически выходят из строя по различным причинам, среди которых можно выделить такие, как:

  • изначальный производственный брак;
  • несвоевременное обслуживание и нарушение правил эксплуатации;
  • систематическое использование горючего низкого качества, технический износ системы подачи
  • топлива и других деталей в процессе эксплуатации;
  • и неквалифицированный ремонт с установкой “левых” запчастей.

Рассмотрим наиболее распространенные модели дизельных двигателей именно с точки зрения перечисленных проблем.

Конструктивно-производственные факторы

Сразу оговоримся, что все дизельные двигатели достаточно надежны, а недостатки, связанные с их конструкцией или технологией производства, проявляются, как правило, в тяжелых условиях эксплуатации и при пробегах, превышающих назначенный заводом ресурс или близких к нему. И никак иначе, в противном случае избалованные хорошей техникой и сервисом зарубежные потребители разорили бы заводы-изготовители судебными исками. А вот попадая в Украину, дизельные иномарки как раз и сталкиваются с тяжелыми условиями эксплуатации и, имея, как правило, очень приличный пробег, охотно проявляют все конструктивные недоработки.

Неквалифицированное обслуживание и неграмотная эксплуатация

Первая и самая главная причина всех бед — невыполнение регламента эксплуатации. Масло рекомендуется менять через 7500-10000 км вне зависимости от того, какая периодичность указана в инструкции. Это обусловлено повышенным содержанием серы в отечественном дизтопливе, что приводит к быстрому окислению масла. Качество применяемых масел должно соответствовать требованиям инструкции.

Дефект распылителя привел к прогару поршня

Зубчатый ремень привода ГРМ и ТНВД надо менять не реже чем через 60 тыс. км при условии отсутствия на нем масла. Если масло все же попало на ремень, течь надо немедленно устранить. Необходимо также внимательно следить за топливной системой, например, периодически сливать отстой из топливного фильтра, отворачивая сливную гайку. Топливный бак рекомендуется промывать два раза в год, весной и осенью, полностью его снимая. В актуальности такой процедуры каждый может убедиться самостоятельно, увидев, сколько грязи выльется из бака.

Другая причина, приводящая к повреждениям дизеля, — это попытка запустить его во что бы то ни стало в случаях, когда он запуститься не может. Так, если в баке летняя солярка, а на улице -10°С , попытка пуска бессмысленна: при -5°С уже выпадают парафины и топливо теряет текучесть. Детали топливной аппаратуры, как известно, смазываются топливом, и его отсутствие приводит к сухому трению и их повреждению.

Так что единственный путь в этом случае — искать теплый гараж и отогревать топливную систему. А пускать дизель с буксира вообще не рекомендуется, особенно если ГРМ приводится ремнем. Исправный дизель заводится без дополнительных средств подогрева до -20°С. Если этого не происходит, проще найти и устранить неисправность, чем доводить мотор до капитального ремонта.

Не стоит также разбавлять солярку бензином без крайней на то необходимости — износы топливной аппаратуры из-за ухудшения смазки и самого двигателя из-за нарушения процесса сгорания резко возрастают. Эксплуатируя дизельный автомобиль, важно помнить, что его двигатель не любит высоких оборотов. Длительные поездки на максимальной скорости — еще один способ приблизить капремонт. И в заключение стоит сказать о том, что прогревать дизельный двигатель крайне необходимо. Конечно, не до рабочей температуры, но хотя бы 2-4 минуты. А давать полную нагрузку только после 70градусов температуры двигателя.

Качество дизельного топлива

По статистике примерно 50% неисправностей и поломок топливной аппаратуры вызываются качеством топлива. Причем не высоким содержанием серы и отклонением по цетановому числу. Это еще можно было бы пережить, так как негативные последствия растянуты во времени. А вот элементарное наличие воды и механических примесей в топливе губительны. Поэтому советуем усстанавливать топливные фильтра качественных производителей, и не вестись впервую очередь на низкую цену. Для ориентира цена фильтра на «Японца» должна быть не меньше 100грн, все что по 40-50грн сплошная бутофория!

«Естественный» износ

Износ двигателя и деталей топливной аппаратуры после большого пробега в ряду неисправностей занимает далеко не последнее место. Основная проблема связана обычно со снижением компрессии из-за износа поршневой группы. В этом случае двигатель плохо запускается в холодную погоду даже при полностью исправных свечах накаливания и зимнем топливе. При этом он легко заводится с буксира и, будучи прогретым, не доставляет проблем с запуском. Для справки отметим, что нижняя граница компрессии у большинства двигателей составляет 20-26 бар.

Другими важными признаками износа двигателя являются повышенные расход масла и давление картерных газов (более 10 мм вод.ст). Регулировками тут уже не помочь и альтернативы капремонту в этом случае нет.

Износ распылителей форсунок приводит к появлению черного дыма на выхлопе и увеличению расхода топлива. Иногда распылитель «закусывает» и издает характерный стук, сопровождающийся появлением едкого белого дыма. При нормальной эксплуатации ресурс распылителей обычно составляет 80-100 тыс. км.

Длительная эксплуатация двигателя с неисправными распылителями форсунок обычно приводит к прогару форкамер и далее поршней. Длительная эксплуатация, особенно в холодное время года, приводит к смыванию маслянной плёнки со стенок гильзы циллиндров несгоревшими (из-за плохого распыла)частичками топлива, ведущая к катострафичесскому износу поршневой группы. Часто встречаются и износы плунжерных пар ТНВД, обычно сопровождающиеся затруднением запуска горячего двигателя.

Последствия некачественного ремонта

Ремонт дизеля требует хорошего знания особенностей конструкции ремонтируемого мотора и добросовестного выполнения инструкции по ремонту, а также качественных запчастей. Попытки отремонтировать подешевле у «гаражных» мастеров с использованием запасных частей неизвестного происхождения чаще всего приводят к потерянным деньгам, а то и к загубленному двигателю.

Рассмотрим некоторые типовые ошибки при ремонте дизелей 

При обрыве ремня ГРМ бессмысленно пытаться установить новый без снятия и ремонта головки блока цилиндра, т.к. клапаны «встречаются» с поршнями на любом дизеле. При этом хотя бы 2-3 клапана потребуют замены. Исключения немногочисленны; только у двигателей Renault 2,1 и Ford 2,5 л при ударе поршней по клапанам ломающиеся рокеры и деформированные штанги привода клапанов достаточно надежно предохраняют клапаны от повреждений. В случае ослабления посадки вихревых камер в головках блока двигателей Opel, VW, Peugeot, BMW пытаться закернить их бессмысленно — они все равно выпадают. Надо усстанавливать ремонтные форкамеры, или менять головку блока.

Установка головки на блок двигателей VW без центрирующих втулок недопустима — перекос головки с последующим прогаром прокладки почти неизбежен.

Попытка отделаться заменой поршневых колец при износе цилиндров свыше 0,1 мм бессмысленна — новые кольца пройдут не более 10 тыс. км, а обычно еще меньше. Столь же бесполезна установка новых номинальных поршней без расточки блока цилиндров. Единственно верное решение — расточить блок под ремонтный размер. Замена колец обычно требуется только в случае сильного перегрева двигателя и потери ими упругости.

В случае разрушения шатунного вкладыша или его проворачивания (это сопровождается перегревом нижней головки шатуна) шатун требует обязательного ремонта или замены, иначе двигатель опять ««застучит» на первой же тысяче километров.

Ремонт топливной аппаратуры «на коленке» невозможен. Для сколько-нибудь успешного ремонта ТНВД нужны стенды, спецприспособления, технологические карты и механики, знающие особенности ремонта насосов данной модели. При невыполнении этих условий насос будет скорее всего загублен безвозвратно.

Правильно отремонтированный и собранный двигатель заводится без особых проблем стартером. Если мотор не заводится, необходимо искать причину, а не таскать автомобиль на веревке многие километры или маслать стартером пока с него не повалит дым. Буксир — вернейший способ угробить только что собранный двигатель.

mybestauto.xyz

Принцип работы дизельного двигателя – детали и их назначение видео |

Принцип работы дизельного двигателя выглядит как самовоспламенение подающегося распыленного топлива при взаимодействии с разогретым при сжатии воздухом. В двух словах не совсем понятно, о чем идет речь, поэтому данную статью посвятим полностью дизельному двигателю.

Такие движки обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков. К первым можно отнести: принцип его работы идеально подходит для тяжелых грузовиков; он более экономичен по сравнению с бензиновым силовым агрегатом. Недостатки: сам процесс сгорания топлива равносилен взрыву, что уже само по себе не может быть достоинством; топливная аппаратура имеет достаточно сложную конструкцию, поэтому, если она выйдет из строя, вам хорошенько придется повозиться; развиваемая скорость будет меньше, чем при работе на бензиновых моторах.

Устройство дизельного двигателя представлено следующим образом. Начинается все с впускного клапана, посредством которого воздух может попасть в рабочие цилиндры. Поршень создает необходимое давление, чтобы попадаемый воздух нагрелся до требуемой температуры, а коленчатый вал воспринимает усилие, поступающее от поршня, и преобразует его в крутящий момент. Вот вкратце так и выглядит работа дизельного двигателя.

Принцип работы дизельного двигателя – выбираем тип камеры сгорания

Области для воспламенения топлива бывают двух типов, в зависимости от вида самого дизельного агрегата. Неразделенная камера сгорания находится в поршне, топливо же в этом случае впрыскивается в надпоршневое пространство. В этом случае вы можете рассчитывать на экономичность, так как расход горючей смеси будет минимальным, однако отрицательным моментом послужит повышенный шум, особенно во время холостого хода.

В разделенных камерах сгорания подача топлива осуществляется в отдельную камеру, которая посредством специального канала связана с цилиндром. Обеспечивается отличное перемешивание топлива с воздухом, только после этого оно уже подается в рабочее пространство, что способствует более качественному сгоранию смеси. Это повышает чистоту выбросов, долговечность мотора и мощность авто.

Как работает дизельный двигатель – тактность мотора

Схема работы дизельного двигателя бывает двухтактной и четырехтактной. В первом случае работа происходит следующим образом: во время рабочего хода поршень передвигается вниз, при этом открываются выпускные отверстия в цилиндре и из него выходят выхлопные газы. В это же время (иногда чуть позже) открывают ход впускные окна, осуществляется продувка воздухом. Далее поршень начинает движение вверх, все окна закрываются, и происходит процесс сжатия воздуха. Перед тем, как поршень достиг ВМТ (высшая мертвая точка), топливо распыляется из форсунки, происходит взрыв, и весь процесс повторяется заново.

Важно знать, как работает дизельный двигатель и по четырехтактной схеме. В первый такт делается впуск воздуха, в это же время открыт и выхлопной клапан. Второй такт соответствует сжатию воздуха, чтобы он достиг необходимой температуры. На третьем такте впрыскивается горючая смесь в камеру сгорании, и в результате взаимодействия с разогретым воздухом происходит взрыв. Во время четвертого такта осуществляется вывод выхлопных газов из тела цилиндра.

Четырехтактный мотор при прочих равных параметрах имеет меньшую мощность, чем двухтактный, но обладает большим КПД и более эффективной степенью сжигания топлива.

Как устроен дизельный двигатель – современные реалии

Устройство современного дизельного двигателя оснащено компьютерным управлением подачи топлива. Эта система позволяет осуществлять впрыскивание горючей смеси в цилиндры дозированными порциями. Данный момент является весьма важным для дизельных силовых агрегатов, так как при такой подаче давление, возникающее в камере сгорания, нарастает плавно без возникновения разного рода «рывков», а это как нельзя лучше способствует мягкой и бесшумной работе силового агрегата.

Кроме того, благодаря регулируемому впрыску расход топлива сокращается почти на 20 %, при этом возрастает крутящий момент коленчатого вала. Очень важно каждому автолюбителю знать, как устроен дизельный двигатель, а также тенденции его развития. Например, такой популярный в последних моделях дизелей турбонаддув также эффективно повышает качество езды, мощность мотора увеличивается без насилования коленвала, его обороты остаются прежними.

argi.su

Узлы и детали дизельного двигателя. Введение

 

Сильная основа

Механические узлы и детали и сегодня создают основу любого двигателя, работающего по принципу Дизеля. Задачей является преобразование имеющейся в топливе химической энергии в движение с помощью термодинамического процесса. В результате сгорания топливно-воздушной смеси поршень получает ускорение. Это прямолинейное движение поршня вверх и вниз криво-шипно-шатунный механизм преобразует во вращательное движение.

Блок-картер ограничивает камеру сгорания и в нем же находится кривошипно-шатунный механизм.

В головке блока цилиндров происходит исключительно управление газообменом с помощью клапанов и каналов.Физический принцип действия не отлиается от бензинового двигателя. Основным отличием от бензинового двигателя, работающего по принципу Отто, является процесс сгорания. В дизельном двигателе топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания (внутреннее смесеобразование). За счет высокой степени сжатия топливно-воздушная смесь сильно нагревается и ее температура достигает температуры воспламенения. Сгорание начинается без помощи свечи зажигания (самовоспламенение).

Рудольф Дизель и его двигатель

История

Рудольф Дизель запатентовал свой первый двигатель внутреннего сгорания с самовоспламенением в 1892 году. Этот большой, медленно работающий двигатель первоначально был задуман только для стационарной эксплуатации. Трудоемкая конструкция двигателя, сложная система впрыска давали в результате высокую стоимость производства. Первые простые двигатели были не слишком комфортабельными и высокооборотными агрегатами. Жесткий процесс сгорания делал дизельный двигатель, особенно в холодном состоянии, достаточно громким (вследствие детонационного стука). По сравнению с бензиновым двигателем он имел неважную удельную мощность и динамику и, кроме того, низкую литровую мощность.Только после использования на грузовых автомобилях и целого ряда усовершенствований свойств материалов и процесса изготовления удалось его „миниатюризи-ровать". Хотя первый автомобиль с дизельным двигателем был изготовлен уже в 1936 году, пришлось ждать до 70-х годов, пока дизельный двигатель стал использоваться, как реальная основа автомобильного привода. Прорыв состоялся в 80-х годах, когда он, наконец, был полностью доработан.

Дизельный двигатель стал альтернативой бензиновому. В это время и BMW принял решение использовать его на своих серийных моделях легковых автомобилей вследствие улучшения его динамики и акустики.

BMW производит автомобили с 1929 года, с тек пор требования к двигателям постоянно возрастали. Фирма BMW всегда отличалась инновациями и техническими деталями, которые не имели себе равных в мире. Эта традиция продолжается и в области дизельных двигателей. Эра дизельных двигателей началась с первым серийным двигателем BMW в 1963 году.

1983Впервые представленный на Е28, на модели 524td двигатель M21D24 имел турбонаддув и рабочий объем 2,4 литра. Его прообразом стал бензиновый 6-цилиндровый двигатель М20, и он развивал мощность 85 кВт/115 л. с. При этом оба двигателя могли собираться на одном конвейере.Динамические показатели с максимальной скоростью 180 км/ч и разгоном до 100 км/ч за 13,5 секунд устанавливали в то время новые стандарты в динамике автомобилей с дизельным двигателем. Поэтому 524td получил титул „Спорт-дизель". 1985С сентября 1985 начали собирать М21, атмосферный дизельный двигатель. Это позволило предложить более дешевый „базовый двигатель". Этот двигатель на модели 324d (E30) создал себе славу самого плавно работающего двигателя с самовоспламенением.

1987BMW становится первым производителем автомобилей, который предлагает электронную систему управления двигателем, так называемую Digital Diesel Elektronik (DDE). Электроника быстрее и точнее, чем механическое управление, осуществляет регулировку

  • работы системы выпуска ОГ
  • расхода топлива
  • акустики
  • качества ходa

BMW 525tds с двигателем М51

1991двигателем Внедрен в производство полностью новый двигатель M51D25, с турбонад-дувом с охлаждением и мощностью 105 кВт/143 л. с, дебютировавший как самый мощный в своем классе дизельный двигатель. При этом он заменил двигатель М21 и получил абсолютно новый блок-картер. Двигатель предлагался в вариантах 115 л. с. и 143 л. с. Благодаря V-образной форме основной камеры сгорания в поршне удалось улучшить показатели выброса ОГ и дымление при полной нагрузке.

1994Двигатель М41 был первым 4-цилинд-ровым дизельным двигателем на авто¬мобилях BMW. Он был разработан на основе двигателя М51D25 и имел с ним 56 % общих деталей, только 14 % деталей пришлось создавать заново. Новшествами были, например, пустотелый литой распределительный вал на 5 опорах, а также звукоизолированная головка блока цилиндров. Этот двигатель устанавливался на различных моделях серии Е36.

BMW 320d с двигателем М47

1998Двигатель М47 с непосредственным впрыском, созданный BMW в 1998 году, явился самым мощным 4-цилиндровым дизельным двигателем. 100 кВт, получаемые из 2 литров рабочего объема, стали пиковым значением, которое до тех пор было обычным только для бензиновых двигателей. Это соответствовало литровой мощности 50 кВт или 68 л. с.

BMW 320d с двигателем М47

Лучшие доказательства мощности и надежности новых дизельных двигателей предоставляет автоспорт. И BMW празднует исторический успех на трассе Нюрбургринг.Модель 320d с дизельным двигателем в 1998 году, впервые в истории автоспорта, побеждает в 24-часовых гонках. И не только потому, что ей нужно реже заправляться, но и потому, что BMW имеет лучшее время круга.

 

BMW 740d с двигателем М67

1999Первый дизельный двигатель V8, двигатель M67D40, с рабочим объемом 4 литра представлен на модели Е38 и имеет мощность 175 кВт. Самый мощный в то время в мире дизельный двигатель для легкового автомобиля с системой впрыска Common-Rail и 2 турбонагне- тателями ОГ доказывает технический авторитет BMW. Двигатель имеет блок-картер из высокопрочного серого чугуна с вермикулярным графитом (GGV), алюминиевую головку блока цилиндров и масляный поддон из двух частей.

BMW 5300 с двигателем М57

2001Двигатель M47TU с системой впрыска Common-Rail второго поколения и системой управления DDE5 достиг мощности 110 кВт/150 л. с.Дальнейшей модернизацией двигателя M51D25 является двигатель M57D30, он имеет блок-картер из серого чугуна, головку блока цилиндров из легкого сплава с 4 клапанами на цилиндр. М57 явился первым в мире дизельным рядным 6-цилиндровым двигателем для легковых автомобилей, оснащенным перспективной системой впрыска Common Rail.Эта новая сложная система впрыска с электронным управлением превосходно выполняет требование высокого и постоянного давления топлива на протяжении всего времени впрыска. В любой момент обеспечиваются заметное снижение расхода топлива по сравнению с двигателями с вихрекамерным смесеобразованием, высокие ходовые качества и безупречная работа двигателя в экстремальных условиях.

BMW X5 3.0d с двигателем M57TU ТОР

2004Начат выпуск самого мощного дизельного двигателя - M57TU ТОР с 2-ступен-чатым турбонаддувом (Е60 и Е61). Для 2-ступенчатого турбонаддува используются 1 малый и 1 большой турбонагнетатели. Дизельный двигатель на модели 535d развивает мощность на 40 кВт/54 л. с. больше, чем двигатель того же рабочего объема (3,0 литра) на 530d.Мощность составляет 200 кВт/272 л. с. Максимальный крутящий момент 560 Нм достигается при 2000 об/мин. Этот выдающийся двигатель принес победу Люку Альфану в ралли Париж-Дакар не только в классе автомобилей с дизельными двигателями, но и вывел его на четвертое место в общей классификации.

BMW 730d с двигателем М57TU2

2005 На модели Е65 устанавливается двигатель M57TU2. Наряду с увеличением мощности и крутящего момента нужно отметить следующие технические особенности:

• меньшая масса благодаря блок-картеру из алюминия; • система впрыска Common-Rail 3-го поколения с пьезо-форсунками и давлением 1600 бар; • выполнение норм токсичности ОГ EURO 4 и серийно устанавливаемый сажевый фильтр; • оптимизированный электрический регулятор давления наддува для турбонагнетателя ОГ с изменяемой геометрией турбины.

BMW 745d с двигателем M67TU

2005Двигатель М67 на модели Е65 в том же 2005 году претерпел существенную модернизацию. Ее целью было заметное улучшение динамических показателей за счет увеличения мощности и снижения массы. Мощность была увеличена на целых 16 % при одновременном снижении массы двигателя на 14 %, и это - без увеличения расхода топлива.Это было достигнуто, среди прочего, благодаря новому легкому алюминиевому блок-картеру, а также увеличению рабочего объема до 4,4 литра.

 

Основные понятия

Следующие основные понятия действительны для всех типов поршневыхдвигателей.

  • Внутренний диаметрВнутренний диаметр - это диаметр цилиндра.
  • Ход поршняПуть, который проходит поршень в цилиндре между мертвыми точками, называется ходом поршня.
  • Мертвая точкаМертвые точки - это крайние точки движения поршня, в которых он изменяет направление своего движения. Различают верхнюю мертвую точку (ВМТ) и нижнюю мертвую точку (НМТ). При положении поршня в ВМТ камера сгорания имеет минимальный объем, а в НМТ - максимальный.
  • Рабочий объемРабочий объем одного цилиндра -это пространство, которое проходит поршень за один свой ход. Иначе говоря: это объем цилиндра между ВМТ и НМТ поршня. В технических данных двигателя обычно приводится общий рабочий объем двигателя. Общий рабочий объем является суммой отдельных рабочих объемов всех цилиндров.
  • Камера сжатияЭто пространство, которое остается над поршнем, когда он находится в положении в ВМТ. Камера сгорания имеет при этом минимальный объем.
  • Камера сгоранияКамера сгорания ограничена головкой блока цилиндров, поршнем и стенкой цилиндра. В положении в ВМТ камера сгорания соответствует камере сжатия. В положение в НМТ камера сгорания включает в себя камеру сжатия плюс рабочий объем.
  • Степень сжатия (α)Степень сжатия - это отношение рабочего объема плюс объема камеры сжатия к объему камеры сжатия.
  • Отношение хода поршня к диаметру цилиндраЭто отношение хода поршня к внутреннему диаметру. Двигатели по их конструкции делятся на длинноходные и короткоходные. У длинноходных двигателей ход поршня больше, чем внутренний диаметр цилиндра, у короткоходных -меньше. Двигатели, у которых внутренний диаметр цилиндра и ход поршня равны, относят к коротко-ходным. Подобные двигатели также называют квадратными.
  • Отношение длины шатуна к радиусу кривошипа (λ)Оно обозначает соотношение длины шатуна {расстояния между центрами отверстий шатуна) и радиуса кривошипа (расстояния между осями коренных подшипников и шатунных шеек).
  • Средняя скорость поршняДаже при постоянной частоте вращения коленвала двигателя поршень постоянно ускоряется и замедляется. В верхней и нижней мертвых точках он на короткое время останавливается. На пути между ними его скорость доходит до максимальной и затем снова падает.Вследствие этой постоянно изменяющейся скорости поршня рассчитывают среднюю скорость поршня. Это и есть теоретическая постоянная скорость, или средняя скорость поршня. Средняя скорость поршня обычно указывается при номинальной частота вращения и служит мерой нагрузки на двигатель.
  • Максимальная скорость поршняПоршень достигает своей максимальной скорости, когда шатун и радиус кривошипа образуют прямой угол. Максимальная скорость поршня прим. в 1,6 раза больше средней скорости поршня.
  • Определенные частоты вращения коленвала двигателяВ качестве частоты вращения коленвала двигателя указывается количество оборотов коленчатого вала в минуту.Для двигателя имеют значение различные частоты вращения:Пусковая частота вращения или частота вращения стартера -это минимальная частота вращения коленвала, необходимая для запуска двигателя. С частотой вращения коленвала на холостом ходу запущенный двигатель продолжает работать сам. При номинальной частоте вращения двигатель достигает своей максимальной мощности. Максимальная частота вращения - это максимально допустимая частота вращения для защиты двигателя от механических повреждений.
  • Силы инерцииСила инерции - это сопротивление, которое оказывает тело при изменении движения, т. е. она является следствием инертности, которая противодействует ускорению.Опытом, при котором это очень хорошо видно, является движение стеклянного стакана с водой по столу. Если стакан движется медленно и равномерно, то вода не колышется. Если стакан резко ускоряется или замедляется, тогда вода выливается через край. Инертность воды действует против изменения движения. В случае твердого тела это означает, что необходимо приложить соответствующую силу для ускорения или замедления тела. Сила инерции зависит от величины массы и ускорения.
  • Колебательное движениеКолебательное движение означает, что тело постоянно двигается вдоль одной оси в одну и другую стороны.
  • Вращательное движениеВращательное движение означает, что тело движется по круговой орбите вокруг центральной оси.

Рис. Вид движения:1 Верхняя мертвая точка (ВМТ)2 Ход поршняЗ Нижняя мертвая точка (НМТ)4 Длина шатуна5Радиус кривошипаб Внутренний диаметр7 Камера сжатия8 Рабочий объем

Конструкции двигателей

За всю, более чем 120-летнюю, историю двигателя внутреннего сгорания предлагались многочисленные варианты расположения цилиндров. Из них лишь некоторые нашли применение на автомобилях. Двигатели различают по ориентации, расположению и количеству цилиндров.

Положение установкиПоложение установки определяется положением осей цилиндров. При этом различают двигатели с вертикально и горизонтально расположенными цилиндрами. Если двигатель установлен наклонно, как все рядные двигатели BMW, то также говорят о вертикальном положении.

Расположение цилиндров

Имеется большое число вариантов расположения цилиндров, большинство которых обозначаются буквами.Далее приведены самые распространенные в автомобилестроении конструкции.Рядный двигатель имеет один ряд цилиндров и один коленчатый вал. Все цилиндры расположены друг за другом и их оси параллельны.

В случае V-образного двигателя(два ряда цилиндров, один коленчатый вал) ряды цилиндров обычно располагаются под углом от 60 до 90° по отношению друг к другу. Расположенные соответственно напротив друг друга шатуны двух рядов делят одну шатунную шейку коленчатого вала.Такое положение отличает V-образный двигатель с углом 180° между цилиндрами от оппозитного двигателя (Boxer), в котором шатунные шейки расположены напротив друг друга. Поэтому поршни двигаются, то навстречу, то друг от друга. Отсюда и название Boxer, потому что выглядит это, как боксирование поршней.

VR-двигатель является комбинацией V-образного и рядного двигателя. У него один ряд цилиндров, в котором, однако, на самом деле два ряда цилиндров, расположенных под углом 15°. Каждый шатун имеет свою шейку на коленчатом вале.

W-образный двигатель имеет три ряда цилиндров и один коленчатый вал. Соответственно, с каждой шейкой коленчатого вала соединены три шатуна. Один V-образный двигатель из двух VR обозначается, как V-VR-двигатель или также, как W-образный двигатель.Двигатели VR и W устанавливаются прежде всего в целях экономии места. Однако для BMW экономия места не является настолько важной, чтобы идти на компромисс за счет плавности хода и качеств двигателя.BMW устанавливает исключительно рядные и V-образные двигатели. 6-цилиндровый рядный двигатель обеспечивает выдающуюся сбалансированность. Однако рядный двигатель с восемью и более цилиндрами теряет смысл из-за своей длины. Кроме того, коленчатый вал при такой длине испытывал бы слишком большие напряжения.

 

Направления вращения

Двигатель правого вращения -это двигатель, коленчатый вал которого вращается, если смотреть со стороны, противоположной выходному валу, по часовой стрелке, т. е. вправо. Это -официальное описание.Если смотреть на двигатели BMW спереди, двигатель вращается по часовой стрелке.

При левом вращении двигатель вращается, при взгляде в том же направлении, против часовой стрелки.Рис. Последовательность расположения цилиндровА Рядный двигательВ V-образный двигатель1 1-й цилиндр2 2-й цилиндр3 3-й цилиндр4 4-й цилиндр5 5-й цилиндр6 6-й цилиндр7 7-й цилиндр8 8-й цилиндр

Нумерация цилиндровЕсли смотреть на двигатель, как при определении направления вращения, то ближний к вам цилиндр получает номер „1". Цилиндры отсчитываются по очереди в сторону отбора мощности.В случае двигателя с несколькими рядами цилиндров цилиндры считаются также, причем сначала в первом, затем во втором ряду. Первый ряд цилиндров располагается слева, если смотреть в том же направлении.

2007 Copyright ©под редакцией Агеева П.С.

www.madi-auto.ru

Принцип работы дизельного двигателя – детали и их назначение

Принцип работы дизельного двигателя – чтобы смог понять каждый!

Устройство дизельного двигателя – основные детали

Такие движки обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков. К первым можно отнести: принцип его работы идеально подходит для тяжелых грузовиков; он более экономичен по сравнению с бензиновым силовым агрегатом. Недостатки: сам процесс сгорания топлива равносилен взрыву, что уже само по себе не может быть достоинством; топливная аппаратура имеет достаточно сложную конструкцию, поэтому, если она выйдет из строя, вам хорошенько придется повозиться; развиваемая скорость будет меньше, чем при работе на бензиновых моторах.

Устройство дизельного двигателя представлено следующим образом. Начинается все с впускного клапана, посредством которого воздух может попасть в рабочие цилиндры. Поршень создает необходимое давление, чтобы попадаемый воздух нагрелся до требуемой температуры, а коленчатый вал воспринимает усилие, поступающее от поршня, и преобразует его в крутящий момент. Вот вкратце так и выглядит работа дизельного двигателя.

Принцип работы дизельного двигателя – выбираем тип камеры сгорания

Области для воспламенения топлива бывают двух типов, в зависимости от вида самого дизельного агрегата. Неразделенная камера сгорания находится в поршне, топливо же в этом случае впрыскивается в надпоршневое пространство. В этом случае вы можете рассчитывать на экономичность, так как расход горючей смеси будет минимальным, однако отрицательным моментом послужит повышенный шум, особенно во время холостого хода.

В разделенных камерах сгорания подача топлива осуществляется в отдельную камеру, которая посредством специального канала связана с цилиндром. Обеспечивается отличное перемешивание топлива с воздухом, только после этого оно уже подается в рабочее пространство, что способствует более качественному сгоранию смеси. Это повышает чистоту выбросов, долговечность мотора и мощность авто.

Как работает дизельный двигатель – тактность мотора

Схема работы дизельного двигателя бывает двухтактной и четырехтактной. В первом случае работа происходит следующим образом: во время рабочего хода поршень передвигается вниз, при этом открываются выпускные отверстия в цилиндре и из него выходят выхлопные газы. В это же время (иногда чуть позже) открывают ход впускные окна, осуществляется продувка воздухом. Далее поршень начинает движение вверх, все окна закрываются, и происходит процесс сжатия воздуха. Перед тем, как поршень достиг ВМТ (высшая мертвая точка), топливо распыляется из форсунки, происходит взрыв, и весь процесс повторяется заново.

Важно знать, как работает дизельный двигатель и по четырехтактной схеме. В первый такт делается впуск воздуха, в это же время открыт и выхлопной клапан. Второй такт соответствует сжатию воздуха, чтобы он достиг необходимой температуры. На третьем такте впрыскивается горючая смесь в камеру сгорании, и в результате взаимодействия с разогретым воздухом происходит взрыв. Во время четвертого такта осуществляется вывод выхлопных газов из тела цилиндра.

Четырехтактный мотор при прочих равных параметрах имеет меньшую мощность, чем двухтактный, но обладает большим КПД и более эффективной степенью сжигания топлива.

Как устроен дизельный двигатель – современные реалии

Устройство современного дизельного двигателя оснащено компьютерным управлением подачи топлива. Эта система позволяет осуществлять впрыскивание горючей смеси в цилиндры дозированными порциями. Данный момент является весьма важным для дизельных силовых агрегатов, так как при такой подаче давление, возникающее в камере сгорания, нарастает плавно без возникновения разного рода «рывков», а это как нельзя лучше способствует мягкой и бесшумной работе силового агрегата.

Кроме того, благодаря регулируемому впрыску расход топлива сокращается почти на 20 %, при этом возрастает крутящий момент коленчатого вала. Очень важно каждому автолюбителю знать, как устроен дизельный двигатель. а также тенденции его развития. Например, такой популярный в последних моделях дизелей турбонаддув также эффективно повышает качество езды, мощность мотора увеличивается без насилования коленвала, его обороты остаются прежними.

http://carnovato.ru

legkoe-delo.ru

Узлы и детали дизельного двигателя. Компоненты системы Часть 3

Подшипники

Как уже упоминалось, коленчатый вал в дизельном двигателе BMW устанавливается в подшипники с обеих сторон шатунной шейки. Эти коренные подшипники удерживают коленчатый вал в блок-картере. Нагруженная сторона находится в крышке подшипника. Здесь воспринимается сила, возникающая в процессе сгорания.Для надежной работы двигателя требуются малоизнашивающиеся коренные подшипники. Поэтому используются вкладыши подшипников, поверхность скольжения которых покрыта специальным подшипниковым материалам. Поверхность скольжения находится внутри, т. е. вкладыши подшипников не вращаются вместе с валом, а закреплены в блок-картере.Малый износ обеспечивается в том случае, если поверхности скольжения разделяются тонкой масляной пленкой. Значит, должна быть обеспечена достаточная подача масла. Идеально это осуществляется с ненагруженной стороны, т. е. в данном случае со стороны постели коренного подшипника. Смазка моторным маслом происходит через смазочное отверстие. Круговая канавка (в радиальном направлении) улучшает распределение масла. Однако, она уменьшает поверхность скольжения и, тем самым, увеличивает действующее давление. Точнее говоря, подшипник делится на две половинки с меньшей несущей способностью. Поэтому масляные канавки обычно находятся только в ненагруженной зоне. Моторное масло, кроме того, охлаждает подшипник.

Подшипники с трехслойным вкладышемКоренные подшипники коленчатого вала, к которым предъявляются высокие требования, часто выполняются, как подшипники с трехслойным вкладышем. На металлическое покрытие подшипников {например, свинцовистая или алюминиевая бронза) на стальной вкладыш дополнительно гальванически наносится слой баббита. Это дает улучшение динамических свойств. Прочность подобного слоя тем выше, чем тоньше слой. Толщина баббита составляет ок. 0,02 мм, толщина металлического основания подшипника - между 0,4 и 1 мм.

Подшипники с напылениемДругим типом подшипников коленчатого вала является подшипник с напылением. При этом речь идет о подшипнике с трехслойным вкладышем с напыленным на поверхность скольжения слоем, выдерживающим очень высокие нагрузки. Такие подшипники находят применение в высоконагруженных двигателях.Подшипники с напылением по свойствам материала очень твердые. Поэтому такие подшипники, как правило, используются в местах, в которых имеют место самые большие нагрузки. Это значит, что подшипники с напылением устанавливаются только с одной стороны (со стороны давления). С противоположной стороны всегда устанавливается более мягкий подшипник, а именно подшипник с трехслойным вкладышем. Более мягкий материал такого подшипника в состоянии вбирать из детали частицы грязи. Это чрезвычайно важно для предотвращения его повреждения.При вакуумировании отделяются мельчайшие частицы. С помощью электромагнитных полей эти частицы наносятся на поверхность скольжения подшипника с трехслойным вкладышем. Такой процесс называют напылением. Напыленный слой скольжения отличается оптимальным распределением отдельных составляющих.Подшипники с напылением в районе коленчатого вала устанавливаются в дизельных двигателях BMW с максимальной мощностью и в ТОР-вариантах.

Рис. 27 - Подшипники с напылением1- Стальной вкладыш2- Свинцовистая бронза или высокопрочный алюминиевый сплав3- Напыленный слой

Осторожное обращение с вкладышами подшипников имеет большое значение, т. к. очень тонкий металлический слой подшипника не в состоянии компенсировать пластическую деформацию. Подшипники с напылением можно различить по выбитой букве „S" на обратной стороне крышки подшипника.

Упорный подшипникКоленчатый вал имеет только один упорный подшипник, который часто называют центрирующим или упорным подшипником. Подшипник удерживает коленчатый вал в осевом направлении и должен воспринимать силы, действующие в продольном направлении. Эти силы возникают под действием:

  •    шестерни с косыми зубьями для привода масляного насоса;
  •    привода управления сцеплением;
  •    ускорения автомобиля.

Упорный подшипник может иметь форму подшипника с буртиком или составного подшипника с упорными полукольцами.Упорный подшипник с буртиком имеет 2 шлифованные опорные поверхности для коленчатого вала и опирается на постель коренного подшипника в блок-картере. Подшипник С буртиком - это одночастная половинка подшипника, с плоской поверхностью, перпендикулярной или параллельной оси. На более ранние двигатели устанавливалась только одна половинка подшипника с буртиком. Коленчатый вал имел осевую опору только 180°.Составные подшипники состоят из нескольких деталей. При такой технологии на обеих сторонах устанавливается по одному упорному полукольцу. Они обеспечивают стабильное, свободное соединение с коленчатым валом. Благодаря этому упорные полукольца подвижны и прилегают равномерно, что уменьшает износ. В современных дизельных двигателях для направления коленчатого вала устанавливаются две половинки составного подшипника. Благодаря этому коленчатый вал имеет опору 360°, что обеспечивает очень хорошую устойчивость к осевому перемещению.Важно, чтобы обеспечивалась смазка моторным маслом. Причиной отказа упорного подшипника, как правило, является перегрев.Изношенный упорный подшипник начинает шуметь, прежде всего, в районе демпфера крутильных колебаний. Другим симптомом могут быть неисправности датчика коленчатого вала, что у автомобилей с автоматической коробкой передач проявляется через жесткие толчки при переключении передач.

Шатуны с подшипниками Общая информацияШатун в кривошипно-шатунном механизме соединяет поршень с коленчатым валом. Он преобразует прямолинейное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Кроме того, он передает силы, возникающие при сгорании топлива и действующие на поршень, от поршня на коленчатый вал. Т. к. он является деталью, которая испытывает очень большие ускорения, то его масса оказывает непосредственное влияние на мощность и плавность работы двигателя. Поэтому при создании максимально комфортно работающих двигателей придается большое значение оптимизации массы шатунов. Шатун испытывает нагрузки сил воздействия газов в камере сгорания и инерционных масс (включая свою собственную). На шатун действуют переменные нагрузки сжатия и растяжения. В высокооборотных бензиновых двигателях нагрузки растяжения являются определяющими. Кроме того, вследствие боковых отклонений шатуна возникает центробежная сила, которая вызывает изгиб.

Особенностями шатунов являются:

  •    двигатели М47/ М57/ М67: части подшипников на стержне шатуна выполняются в виде подшипников с напылением;
  •    двигатель М57: шатун такой же, как у двигателя М47, материал С45 V85;
  •    двигатель М67: трапециевидный шатун с нижней головкой, выполненной методом разлома, материал С70;
  •    M67TU: толщина стенок вкладышей шатунных подшипников увеличена до 2 мм. Шатунные болты впервые устанавливаются с герметиком.

Шатун передает усилие и дниже-ние oт поршня на коленчатый вал. Шатуны сегодня изготавливают из ковкой стали, а разъем на большой головке делают методом разлома. Разлом, кроме прочего, имеет те преимущества, что плоскости разьема не требуют дополнительной обработки и обе части точно позиционируются относительно друг друга.

КонструкцияШатун имеет две головки. Через малую головку шатун соединяется с поршнем с помощью поршневого пальца. Из-за боковых отклонений шатуна во время вращения коленчатого вала он должен иметь возможность вращаться в поршне. Это осуществляется с помощью подшипника скольжения. Для этого в малую головку шатуна запрессовывается втулка.Через отверстие в этом конце шатуна (со стороны поршня) к подшипнику подводится масло. Со стороны коленчатого вала находится большая разъемная головка шатуна. Большая головка шатуна разделяется для того, чтобы шатун можно было соединить с коленчатым валом. Работа этого узла обеспечивается подшипником скольжения. Подшипник скольжения состоит из двух вкладышей. Смазочное отверстие в коленчатом вале обеспечивает подшипник моторным маслом.На следующих рисунках показана геометрия стержней шатунов с прямым и косым разъемами. Шатуны с косым разъемом применяются в основном в V-образных двигателях.V-образные двигатели вследствие больших нагрузок имеют большой диаметр шатунных шеек. Косой разъем позволяет сделать блок-картер компактнее, т. к. при вращении коленвала он описывает меньшую кривую в нижней части.

Рис. 28 - Шатун трапециевидной формы1- Поршни2- Поверхности, передающие силы3- Поршневой палец4- Стержень шатуна

Шатун трапециевидной формыВ случае трапециевидного шатуна малая головка в поперечном сечении имеет форму трапеции. Это значит, что шатун становится тоньше от основания, прилегающего к стержню шатуна, к концу у малой головки шатуна. Это позволяет дополнительно уменьшить массу, т. к. с „ненагруженной" стороны экономится материал, в то время как на нагруженной стороне сохраняется полная ширина подшипника. Кроме того, это позволяет уменьшить расстояние между бобышками, что, в свою очередь, уменьшает прогиб поршневого пальца. Другое преимущество - отсутствие смазочного отверстия в малой головке шатуна, т. к. масло поступает через скошенную боковину подшипника скольжения. Вследствие отсутствия отверстия исключается его отрицательное влияние на прочность, что позволяет сделать шатун в этом месте еще тоньше. Таким образом не только экономится масса, но и получается выигрыш в пространстве поршня.

Рис.29 Шатун с косым разъемом1- Смазочное отверстие2- Подшипник скольжения3- Стержень шатуна4- Вкладыш подшипника5- Вкладыш подшипника6- Крышка шатуна7- Шатунные болты

Изготовление и свойстваЗаготовка шатуна может быть выполнена различными способами.

Горячая штамповкаИсходным материалом для изготовления заготовки шатуна служит стальной стержень, который нагревается прим. до 1250-1300 "С. Прокаткой осуществляется перераспределение масс в сторону головок шатуна. При образовании основной формы во время штамповки за счет лишнего материала образуется облой, который затем снимается. При этом также проде-лываются отверстия головок шатуна. В зависимости от легирования стали после штамповки свойства улучшаются с помощью термической обработки.

ЛитьеПри литье шатунов используется модель из пластмассы или металла. Эта модель состоит из двух половинок, которые вместе образуют шатун. Каждая половинка формуется в песке, так что соответственно получаются обратные половинки. Если их теперь соединить, получается форма для отливки шатуна. Для большей эффективности в одной литейной форме отливают рядом друг с другом много шатунов. Форма заполняется жидким чугуном, который затем медленно остывает.

ОбработкаНезависимо от того, как были изготовлены заготовки, они обрабатываются резанием до окончательных размеров.Для обеспечения равномерной работы двигателя шатуны должны иметь заданную массу в узких пределах допуска. Раньше для этого задавались дополнительные размеры на обработку, которые затем при необходимости фрезеровались При современных способах изготовления технологические параметры контролируются настолько точно, что это позволяет изготавливать шатуны в допустимых пределах по массе.Обрабатываются лишь торцевые поверхности большой и малой головок и сами головки шатуна. Если разъем головки шатуна выполняется резанием, то поверхности разъема необходимо обрабатывать дополнительно. Внутренняя поверхность большой головки шатуна после этого высверливается и хонингуется.

Выполнение разъема методом разломаВ этом случае большая головка делится в результате разлома. При этом заданное место разлома намечается кернением протяжкой или с помощью лазера. Затем головка шатуна зажимается на специальной оправке из двух частей и разделяется запрессовкой клина.Для этого необходим материал, который ломается, не вытягиваясь перед этим слишком сильно (деформация < 30 мм). С помощью продувки сжатым воздухом с поверхности разлома удаляются посторонние частицы.При разломе крышки шатуна, как в случае стального шатуна, так и в случае шатуна из порошковых материалов, образуется поверхность разлома. Такая структура поверхности точно центрирует крышку коренного подшипника при установке на стержень шатуна.Разлом имеет то преимущество, что не требуется никакой дополнительной обработки поверхности разъема. Обе половинки точно совпадают друг с другом. Позиционирование с помощью центрирующих втулок или болтов не требуется. Если крышка шатуна перепутана стороной или устанавливается на другой стержень шатуна, структура разлома обоих частей разрушается, и крышка не центрируется. В этом случае необходимо заменить весь шатун на новый.

Резьбовое крепление

Резьбовое крепление шатуна требует особого подхода, т. к. оно подвергается очень высоким нагрузкам.Резьбовые крепления шатунов подвергаются при вращении коленвала очень быстро изменяющимся нагрузкам. Т. к. шатун и болты его крепления относятся к подвижным деталям двигателя, их масса должна быть минимальной. Кроме того, ограниченность места требует компактного резьбового крепления. Отсюда следует очень высокая нагрузка на резьбовое крепление шатуна, которое требует особенно осторожного обращения.Подробные данные по резьбовым креплениям шатунов такие, как резьба, порядок затяжки и т. п. см. TIS и ЕТК.При установке нового комплекта шатунов:шатунные болты можно затягивать при установке шатуна только один раз для проверки зазора подшипника и затем при окончательной установке. Т. к. шатунные болты уже трижды затягивались при обработке шатуна, они уже достигли своей максимальной прочности при растяжении.Если шатуны используются еще раз, а заменяются только шатунные болты: шатунные болты нужно затянуть еще раз после проверки зазоров подшипников, снова ослабить и затянув в третий раз довести до максимальной прочности при растяжении.Если шатунные болты затягивались не менее трех раз или более пяти раз, это ведет к повреждению двигателя.

НагрузкаМаксимальная нагрузка на резьбовое крепление шатуна имеет место при максимальной частоте вращения без нагрузки, например, в режиме принудительного холостого хода. Чем больше частота вращения, тем выше действующие силы инерции. В режиме принудительного холостого хода топливо не впрыскивается, т. е. сгорание отсутствует. В рабочем такте не поршни воздействуют на коленчатый вал, а наоборот. Коленчатый вал тянет поршни против их инерции вниз, что ведет к нагрузке шатунов на растяжение. Эта нагрузка воспринимается резьбовым креплением шатунов.Даже при таких условиях нужно, чтобы в разъеме между стержнем шатуна и крышкой не образовывалось зазора. По этой причине шатунные болты при сборке двигателя на заводе затягиваются до предела текучести. Предел текучести означает: болт начинает пластически деформироваться. При продолжении затяжки усилие прижима не увеличивается. При сервисном обслуживании это обеспечивается затяжкой с заданным моментом и на заданный угол.

Поршень с кольцами и поршневым пальцем

Поршни преобразуют давление газа, возникающее при сгорании, в движение Форма днища поршня является определяющей для смесеобразования. Поршневые кольца обеспечивают тщательное уплотнение камеры сгорания и регулируют толщину масляной пленки на стенке цилиндра. Общая информацияПоршень - это первое звено в цепи деталей, передающих мощь двигателя. Задача поршня состоит в том, чтобы воспринять возникающие при сгорании силы давления и передать их через поршневой палец и шатун на коленчатый вал. Т. е. он преобразует термическую энергию сгорания в механическую энергию. Кроме того, поршень должен вести верхнюю головку шатуна. Поршень вместе с поршневыми кольцами должен препятствовать выбросу из камеры сгорания газов и расхода масла, и делать это надежно и при всех режимах работы двигателя. Имеющееся на поверхностях контакта масло помогает герметизации. Поршни дизельных двигателей BMW изготавливаются исключительно из алюминиево-кремниевых сплавов. Устанавливаются так называемые автотермические поршни со сплошной юбкой, у которых включенные в отливку стальные полоски служат для уменьшения установочных зазоров и регулирования количества тепла, выделяемого двигателем. Для подборки материала в пару к стенкам цилиндров из серого чугуна на поверхность юбки поршня наносится слой графита (методом полужидкостного трения), благодаря которому уменьшается трение и улучшаются акустические характеристики.

Механическая нагрузкаВозрастающие мощности двигателей увеличивают требования к поршням. Для разъяснения нагрузки на поршень приведем следующий пример: двигатель M67TU2 ТОР имеет частоту вращения, ограничиваемую регулятором, 5000 об/мин. Это значит, каждую минуту поршни 10000 раз проделывают путь вверх и вниз.

Как часть кривошипно-шатунного механизма поршень испытывает нагрузки:

  •    сил давления газов, образующихся при сгорании;
  •    подвижных инерционных деталей;
  •    силы бокового увода;
  •    момента в центре тяжести поршня, который вызван расположением поршневого пальца со смещением относительно центра.

Силы инерции движущихся возвратно-поступательно деталей возникают вследствие движения самого поршня, поршневых колец, поршневого пальца и детали шатуна. Силы инерции возрастают в квадратичной зависимости от частоты вращения. Поэтому в высокооборотных двигателях очень важна малая масса поршней вместе с кольцами и поршневыми пальцами. В дизельных двигателях днища поршней подвергаются особенно большой нагрузке вследствие давления воспламенения, достигающего 180 бар.Отклонение шатуна создает боковую нагрузку поршня перпендикулярно к оси цилиндра. Это действует так, что поршень соответственно после нижней или верхней мертвой точки прижимается от одной стороны стенки цилиндра к другой. Такое поведение называется сменой прилегания или сменой стороны. Для уменьшения шумов в поршнях и износа поршневой палец часто располагается со смещением от центра прим. 1-2 мм (дезаксиально), Благодаря этому возникает момент, который оптимизирует поведение поршня при смене прилегания.

Термическая нагрузкаОчень быстрое превращение запасенной в топливе химической энергии в термическую ведет при сгорании к экстремальным температурам и увеличению давления. В камере сгорания возникают пиковые температуры газа до 2600 °С. Большая часть этого тепла передается стенкам, ограничивающим камеру сгорания. Снизу камеру сгорания ограничивает днище поршня. Остальное тепло выбрасывается вместе с отработавшим газом.Тепло, образующееся при сгорании, передается через поршневые кольца стенкам цилиндра и затем охлаждающей жидкости. Остальное тепло через внутреннюю поверхность поршня отдается смазочному или охлаждающему маслу, которое через масляные форсунки подается на эти нагруженные места. В сильно нагруженных дизельных двигателях в поршне имеется дополнительный смазочный канал. Небольшая часть тепла при газообмене передается поршнем холодному свежему газу. Термическая нагрузка распределяется по поршню неравномерно. Самая высокая температура на верхней поверхности днища составляет ок. 380 °С, она уменьшается к внутренней стороне поршня. На юбке поршня температура прим. 150 °С.Такой нагрев ведет к расширению материала и создает опасность задира поршня. Различное тепловое расширение компенсируется соответствующей формой поршня (например, овальным поперечным сечением или коническим поясом поршневых колец).

Конструкция

У поршня различают следующие основные области:

  •    днище поршня;
  •    пояс поршневых колец с каналом охлаждения;
  •    юбка поршня;
  •    бобышка поршня.

В дизельных двигателях BMW в днище поршня имеется полость камеры сгорания. Форма полости определяется процессом сгорания и расположением клапанов. Область пояса поршневых колец является нижней частью так называемого огневого пояска, между днищем поршня и первым поршневым кольцом, так же как и перемычка между 2-м поршневым кольцом и маслосъемным кольцом.

Рис.31 - Поршень1- Днище поршня2- Канал охлаждения3- Вставка для поршневых колец4- Канавка 1-го поршневого уплотнительного кольца5- Канавка 2-го поршневого уплотнительного кольца6- Юбка поршня7- Поршневой палец8- Бронзовый подшипник поршневого пальца9- Канавка маслосъемного кольца

www.madi-auto.ru

Деталь - дизель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Деталь - дизель

Cтраница 1

Детали дизелей, работающие под давлением газа, воды, топлива или масла, предназначенные к установке взамен изношенных или поврежденных, подлежат испытанию под давлением жидкостью, а в некоторых случаях воздухом. Это испытание должно проводиться при изготовлении деталей. При отсутствии документальных данных о том, что деталь была испытана при изготовлении, испытание должно быть проведено при установке ее на место.  [1]

Какие детали дизеля смазываются под давлением.  [2]

С - детали дизелей и газотурбинных установок, интенсивно греющиеся узлы котлотурбинной техники, детали цементационных и отжигательных производственных печей, трубы-рекуператоры, электронагревательные элементы печей сопротивления, детали атомных реакторов, проволочные сопротивления различных назначений, конструкции химико-металлургической промышленности, детали насосов для транспортировки расплавленных металлов, разнообразные емкости для обжига химических продуктов, передняя арматура и засыпные устройства мартеновских печей, заготовки металлов и сплавов в процессах их термообработки и другие.  [3]

Из всех деталей дизеля в наиболее тяжелых условиях работает поршень. Температура отдельных зон поршня может достигать 500 С, что снижает прочностные свойства материала. Из-за конструктивных различий в подводе и отводе тепла в поршне имеет место неравномерное распределение температуры. Под действием циклических изменений температуры газов в поверхностных слоях поршня ( со стороны камеры сгорания) возникают переменные температурные напряжения, способные вызывать образование трещин термической усталости. Циклические изменения давления газов в цилиндре создают в поршне переменные напряжения, приводящие к механической усталости материала. Поршни тепловозных дизелей работают в более тяжелых условиях, чем поршни стационарных и судовых двигателей. При-движении тепловоза с составом по перевалистому профилю пути многократно изменяется тепловое и напряженное состояние поршней. Известны факты, когда поршни, работавшие длительно и надежно на дизелях в стационарных или судовых условиях, часто выходили из строя при установке их на локомотивы. Все это в значительной степени осложняет условия работы поршней. На железных дорогах СССР тепловозные дизели могут работать при. Повышение температуры окружающей среды и снижение атмосферного давления увеличивает тепловые нагрузки на поршень из-за уменьшения коэффициента избытка воздуха. При снижении температуры окружающей среды возрастают давления сгорания и, как следствие, повышаются механические нагрузки на поршень.  [4]

Поэтому изменение температуры деталей дизеля происходит в значительно большей степени, чем окружающей среды, особенно это относится к дизелям с воз - душным охлаждением.  [6]

Все трущиеся поверхности деталей дизеля во время его работы должны непрерывно смазываться маслом для уменьшения потерь на преодоление сил трения, а также для уменьшения их износа и нагрева. Система смазки дизеля обеспечивает подачу масла к трущимся поверхностям. Система циркуляционная, комбинированная, одноконтурная, с мокрым картером. При работе дизеля масло всасывается из поддона шестеренным насосом и нагнетается через фильтры грубой и тонкой очистки, охладитель масла в центральную магистраль системы смазки дизеля. Из последней масло поступает по сверлениям на смазку подшипников коленчатого вала, поршневых пальцев, механизма газораспределения, подшипников скольжения и на охлаждение днищ поршней. По трубопроводу масло подводится к турбокомпрессору, топливному насосу, реле частоты вращения. Зубчатые колеса передачи дизеля и подшипники качения смазываются разбрызгиванием масла. После смазки трущихся поверхностей деталей нагретое и загрязненное масло стекает в поддон дизеля. Регулятор имеет автономную систему смазки. Редукционный клапан ограничивает повышение давления масла в системе выше допустимых пределов.  [8]

Вследствие этого большинство деталей дизелей В2 изготовляется из высоколегированных сталей.  [10]

Поэтому станины металлорежущих станков, детали дизелей, компрессоров отливают обычно из серого чугуна, а не из стали. Однако следует учитывать, что серый чугун имеет меньшую прочность, чем сталь, при растяжении, и обладает весьма низкой пластичностью. Таким образом, недостатком серого чугуна является хрупкость, что препятствует использованию его для производства деталей машин, подвергающихся ударным нагрузкам.  [11]

В процессе эксплуатации из всех деталей дизеля быстрее всего изнашиваются поршневые кольца. Их быстрый износ объясняется недостаточной смазкой и действием высоких температур. В особо тяжелых условиях работают верхние компрессионные кольца. При трении о стенки цилиндров кольца срабатываются по наружному диаметру, что приводит к увеличению зазора в замках и пропуску газов в полость картера.  [12]

Совокупность устройств, обеспечивающих смазку деталей дизеля, составляет систему смазки. Система смазки дизеля является принудительной циркуляционной с сухим картером, так как только незначительная часть деталей двигателя смазывается разбрызгиванием. Система смазки двигателя состоит из масляного бака, масляного фильтра, маслопрокачивающего насоса, перепускного клапана, масляного насоса, контрольно-измерительных приборов.  [14]

Устройство кривошипно-шатунного механизма и некоторых деталей дизелей СМД-14 и Д37М во многом сходно. Не описывая детально конструкцию дизеля Д37М, рассмотрим ее основные особенности.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Принцип работы дизельного двигателя – детали и их назначение видео |

Принцип работы дизельного двигателя выглядит как самовоспламенение подающегося распыленного топлива при взаимодействии с разогретым при сжатии воздухом. В двух словах не совсем понятно, о чем идет речь, поэтому данную статью посвятим полностью дизельному двигателю.

Такие движки обладают как рядом преимуществ, так и рядом недостатков. К первым можно отнести: принцип его работы идеально подходит для тяжелых грузовиков; он более экономичен по сравнению с бензиновым силовым агрегатом. Недостатки: сам процесс сгорания топлива равносилен взрыву, что уже само по себе не может быть достоинством; топливная аппаратура имеет достаточно сложную конструкцию, поэтому, если она выйдет из строя, вам хорошенько придется повозиться; развиваемая скорость будет меньше, чем при работе на бензиновых моторах.

Устройство дизельного двигателя представлено следующим образом. Начинается все с впускного клапана, посредством которого воздух может попасть в рабочие цилиндры. Поршень создает необходимое давление, чтобы попадаемый воздух нагрелся до требуемой температуры, а коленчатый вал воспринимает усилие, поступающее от поршня, и преобразует его в крутящий момент. Вот вкратце так и выглядит работа дизельного двигателя.

Принцип работы дизельного двигателя – выбираем тип камеры сгорания

Области для воспламенения топлива бывают двух типов, в зависимости от вида самого дизельного агрегата. Неразделенная камера сгорания находится в поршне, топливо же в этом случае впрыскивается в надпоршневое пространство. В этом случае вы можете рассчитывать на экономичность, так как расход горючей смеси будет минимальным, однако отрицательным моментом послужит повышенный шум, особенно во время холостого хода.

В разделенных камерах сгорания подача топлива осуществляется в отдельную камеру, которая посредством специального канала связана с цилиндром. Обеспечивается отличное перемешивание топлива с воздухом, только после этого оно уже подается в рабочее пространство, что способствует более качественному сгоранию смеси. Это повышает чистоту выбросов, долговечность мотора и мощность авто.

Как работает дизельный двигатель – тактность мотора

Схема работы дизельного двигателя бывает двухтактной и четырехтактной. В первом случае работа происходит следующим образом: во время рабочего хода поршень передвигается вниз, при этом открываются выпускные отверстия в цилиндре и из него выходят выхлопные газы. В это же время (иногда чуть позже) открывают ход впускные окна, осуществляется продувка воздухом. Далее поршень начинает движение вверх, все окна закрываются, и происходит процесс сжатия воздуха. Перед тем, как поршень достиг ВМТ (высшая мертвая точка), топливо распыляется из форсунки, происходит взрыв, и весь процесс повторяется заново.

Важно знать, как работает дизельный двигатель и по четырехтактной схеме. В первый такт делается впуск воздуха, в это же время открыт и выхлопной клапан. Второй такт соответствует сжатию воздуха, чтобы он достиг необходимой температуры. На третьем такте впрыскивается горючая смесь в камеру сгорании, и в результате взаимодействия с разогретым воздухом происходит взрыв. Во время четвертого такта осуществляется вывод выхлопных газов из тела цилиндра.

Четырехтактный мотор при прочих равных параметрах имеет меньшую мощность, чем двухтактный, но обладает большим КПД и более эффективной степенью сжигания топлива.

Как устроен дизельный двигатель – современные реалии

Устройство современного дизельного двигателя оснащено компьютерным управлением подачи топлива. Эта система позволяет осуществлять впрыскивание горючей смеси в цилиндры дозированными порциями. Данный момент является весьма важным для дизельных силовых агрегатов, так как при такой подаче давление, возникающее в камере сгорания, нарастает плавно без возникновения разного рода «рывков», а это как нельзя лучше способствует мягкой и бесшумной работе силового агрегата.

Кроме того, благодаря регулируемому впрыску расход топлива сокращается почти на 20 %, при этом возрастает крутящий момент коленчатого вала. Очень важно каждому автолюбителю знать, как устроен дизельный двигатель, а также тенденции его развития. Например, такой популярный в последних моделях дизелей турбонаддув также эффективно повышает качество езды, мощность мотора увеличивается без насилования коленвала, его обороты остаются прежними.

rk-ekvator.ru