Реферат: Общее устройство автомобиля и двигателя

Расположенное за коробкой передач карданное устройство (шарниры 8 и вал 10) служит для передачи усилия от коробки передач, закрепленной с двигателем на раме, к главной передаче 13, находящейся в заднем мосту, который может перемещаться относительно рамы при деформации упругого звена между мостом и рамой. Карданная передача передает крутящий момент от коробки передач заднему мосту под переменным углом и при изменяющемся расстоянии между ними.

В главной передаче происходит дальнейшее после коробки передач увеличение крутящего момента и передача движения под прямым углом от карданного вала к приводным валам (полуосям) 12 колес. Вместе с главной передачей расположен дифференциал, позволяющий получать в случае необходимости (обычно на поворотах) разную скорость колес. Полуоси находятся в картере 14 ведущего (заднего) моста, и наружные концы их соединены в ведущими колесами 11.

Ходовая часть автомобиля состоит из элементов, непосредственно опирающихся на дорогу, задних и передних колес 5 с шинами, а также картера заднего моста, передней оси 2, подвески (на схеме — рессоры 3), обеспечивающей упругое соединение заднего моста и передней оси с рамой 9; рама является основой для соединения частей автомобиля в одно целое и относится к ходовой части. Упругая подвеска и шины позволяют смягчать толчки и удары, воспринимаемые колесами от неровностей дороги.

К органам управления относятся тормозная и рулевая системы. Тормоз-ная система состоит из тормозов 4, расположенных на колесах, и привода к ним; она служит для снижения скорости, остановки π удержания автомобиля на месте.

Общее устройство двигателя

Карбюраторный четырехтактный двигатель

Автомобильный двигатель относится к тепловым машинам, в которых тепловая энергия сжигаемого топлива превращается в механическую работу; топливо (обычно жидкое) вводится непосредственно в рабочие цилиндры и там сжигается. Выделяющееся тепло преобразуется в механическую работу; такие двигатели называются двигателями внутреннего сгорания. Механиче-ская работа, отдаваемая двигателем, расходуется на преодоление сопротивле-ний движению автомобиля.

Автомобильные двигатели разделяются на две группы в зависимости от способа воспламенения топлива; в более распространенных карбюраторны двигателях воспламенение сжатой смеси осуществляется электрической искрой, а в дизельных двигателях топливо воспламеняется в среде сжатого воздуха, имеющего высокую температуру.

Каждая группа двигателей в свою очередь делится на два вида но
типу рабочего процесса: двухтактные и четырехтактные; широко при
меняются последние.

На рис. 3 показана простейшая схема карбюраторного четырехтактного двигателя и основные его положения. В вертикально расположенном цилиндре 1 двигается вниз и вверх поршень 5, шарнирно соединенный при помощи пальца 6 с верхней головкой шатуна 7. Нижняя головка последнего охватывает шейку 8 коленчатого вала 10, опорами которого являются подшипники 11, закрепленные в картере 12. Шейки вала, лежащие в опорах, называют коренными шейками коленчатого вала; щеку 9 колена вала с шатунной и коренной шейками называют кривошипом. Для управления впуском смеси топлива с воздухом и выпуском отрабатывающих газов служат клапаны впускной 2 и выпускной 4.

Для воспламенения смеси топлива с воздухом в цилиндре карбюраторного двигателя используется электрическая свеча 3, ввернутая в головку цилиндра; между электродами свечи в необходимый момент проскакивает искра.

Сочетание деталей «цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал» обеспечивает преобразование прямолинейного, возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала (поршень действует на шатун, а шатун — на коленчатый вал). Поршень движется в пределах от крайнего верхнего положения (верхняя мертвая точка — в. м. т.) до крайнего нижнего положения (нижняя мертвая точка — н. м. т.); в этих положениях шатун и кривошип располагаются на одной вертикали, и поршень на момент останавливается, меняя направление своего движения. Расстояние между крайними положениями поршня называется ходом поршня; по величине он равен двум радиусам кривошипа. Каждому ходу поршня соответствует половина оборота кривошипа.

В процессе движения поршня объем цилиндра над поршнем непрерывно изменяется в пределах от минимального (при верхнем положении поршня — объем камеры сжатия V_c ) до максимального (при нижнем положении поршня — полный объем. Разница между этими объемами, равная объемуописываемому поршнем за один ход,

называется рабочим объемом, а отношение объема над поршнем при его нижнем положении к объему над поршнем в его верхнем положении называется степенью сжатия:

На рис. 4 и 5 изображены схемы одноцилиндрового карбюраторного четырехтактного двигателя в разрезе с нижними и верхними клапанами.

Рабочий процесс карбюраторного четырехтактного двигателя

Основной задачей рабочего процесса двигателя является наиболее эффективное сжигание вводимого в цилиндр топлива, которым обычно служит бензин. Смесь паров бензина с необходимым для сгорания количеством воздуха называется горючей смесью, она приготовляется В специальном устройстве, называемом карбюратором.

В начале первого хода поршня открывается впускной клапан (точка на графике, изображенном на рис. 6, а) и за счет разрежения над опускающимся поршнем в цилиндр засасывается из карбюратора свежая горючая смесь. Цилиндр наполняется смесью до момента прихода поршня в нижнее положение, после чего впускной клапан закрывается (точка а). Таким образом, поршень совершает свой первый ход, называемый тактом всасывания (впуска); при этом кривошип делает первую половину оборота, повернувшись на угол 3,14 рад (180°). В процессе всасывания выпускной клапан закрыт. Такт впуска протекает при давлении в цилиндре (прямая fa на графике работы) около 0,08 Мн/м² (0,8 кГ/см² ). К концу впуска смесь нагревается на С от горячих стенок цилиндра и оставшихся газов. За-

полнение смесью составляет 0,75 - 0,85 от объема цилиндра над поршнем, когда он находится в нижнем положении.

При втором ходе поршня и закрытых клапанах совершается второй такт — сжатие горючей смеси; кривошип при этом поворачивается от 3,14 до 6,28 рад (от 180 до 360°) — вторая половина оборота. К концу сжатия объем смеси сокращается в 6—8 раз с повышением давления до 0,8 — 1,2 Мн/м² (8 — 12 кГ/см² ) (кривая ас); температура смеси при этом поднимается до 450 500°.

В конце второго хода между электродами свечи проскакивает искра, при этом сжатая смесь воспламеняется, что приводит к повышению давления газов на поршень (точка на графике работы) до 3 ч- 4 Мн/м² (30 -40 кГ/см) при температуре 1800 ― 2000° С, и поршень совершает свой третий ход. Третий ход представляет собой движение поршня вниз с расширением продуктов сгорания при закрытых клапанах и поворотом кривошипа от 6,28 до 9,42 рад (от 360 до 540°) — первая половина второго оборота; этот ход называется рабочим ходом, или тактом расширения. Его окончание характеризуется давлением 0,35 0,45 Мн/м² (3,5 ― 4,5 кГ/см² ) (точка е) и температурой 800 ― 1100 ° С. В конце такта расширения открывается выпускной клапан и отработавший газ, имеющий давление больше атмосферного, выпускается через соответствующий трубопровод. Четвертым ходом поршня (такт выпуска) цилиндр очищается от сгоревших газов при открытом выпускном и закрытом .впускном клапанах и давлении 0,1 — 0,12 Мн/м² (1,05 ― 1,15 кГ/см² ) — прямая hr, при этом кривошип поворачивается от 9,42 до 12, 56 рад (от 540 до 720°) — вторая половина второго оборота. Температура в конце выпуска снижается до 700 — 800° С. Выпускной клапан закрывается к началу следующего такта всасывания (впуска), наступление которого служит началом повторения тактов.

Перечисленные такты составляют непрерывно повторяющийся четырехтактный цикл двигателя; работа совершается только на протяжении третьего хода, поэтому он и называется рабочим; три остальные хода являются вспомогательными и на их совершение тратится часть работы, полученной при третьем ходе поршня (табл. 2). График работы, изображенный на рис. 6, а, является теоретическим. Наличие ряда дополнительных условий в работе двигателя, а также стремление обеспечить лучшее наполнение цилиндра рабочей смесью, достичь более полного сгорания горючей смеси и очищения цилиндра от газов заставляют несколько сдвигать границы этих процессов.

В результате все переходы между отдельными участками графика закругляются и действительный график работы принимает вид, изображенный на рис. 6, б.