Кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно-поступательное движение поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.До сих пор мы рассматривали устройство и работу одноцилиндрового двигателя. На большинстве легковых автомобилей преимущественно используют четырехцилиндровые двигатели, хотя на той же «Оке» установлен двигатель, состоящий всего из двух цилиндров. Существуют и автомобили с шести-, восьми. и двенадцатицилиндровыми двигателями. Многоцилиндровые двигатели легковых автомобилей имеют либо обычное расположение цилиндров - в один ряд, либо V-образное. В первом случае цилиндры расположены в одну линию, во втором - в два ряда с некоторым углом между ними. Устройство кривошипно-шатунного механизма четырехцилиндрового двигателя показано на рис. 2.6. В блоке цилиндров (см. рис. 2.6) расположены поршни, шатуны и коленчатый вал, образующие 1 - шатунная шейка; 2 - противовес; 3 - коренная шейка; 4 – маховик. шатунно-поршневую группу, а также другие системы двигателя. Блок цилиндров отливают либо из чугуна (двигатели ВАЗ), либо из алюминиевого сплава (двигатели АЗЛК, УАЗ, ЗМЗ). В нем предусмотрены литые и высверленные каналы и отверстия, а также места установки подшипников. На подшипниках в блоке цилиндров вращается коленчатый вал (рис. 2.11). Между двойными стенками блока циркулирует охлаждающая жидкость, а по специальным каналам - масло. Наружное оборудование двигателя также монтируется преимущественно на блоке цилиндров. Нижняя часть блока называется картером и представляет собой поддон (резервуар) для масла. Головка блока цилиндров закрепляется на блоке через металлоасбестовую прокладку, закрывая собой цилиндры сверху. В головке блока расположены камеры сгорания, клапаны и свечи зажигания, а также на большинстве двигателей легковых автомобилей - распределительный вал. В ней, как и в блоке цилиндров, предусмотрены каналы и полости для охлаждающей жидкости и масла. Головка крепится к блоку цилиндров с помощью резьбовых соединений, а сверху через прокладку закрывается штампованной крышкой.
Особенности работы шатунно-поршневой группы изложены при рассмотрении принципа работы одноцилиндрового двигателя. Чтобы представить себе «скорострельность» работы двигателя легкового автомобиля, познакомимся с некоторыми цифрами. Около 1000 оборотов в минуту совершает коленчатый вал двигателя на холостом ходу, т.е. за секунду он совершит около 16 полных вращений. При движении автомобиля число оборотов возрастает от 2 до 5 раз, т.е. всего лишь за одну секунду коленчатый вал совершит до 80 оборотов. А вы не забыли, что коленчатый вал связан с поршнями? Причем всего за пол-оборота вала поршень проделает весь путь в цилиндре сверху вниз или наоборот, а за полный оборот - совершит два пробега, причем с полной остановкой в верхней и нижней мертвых точках и последующим изменением направления движения на противоположное. При этом поршни перемещаются в цилиндрах в условиях очень высоких температур и давления. Например, в двигателе ВАЗ-2106 за шесть минут работы на холостых оборотах каждый из четырех поршней проделает в его цилиндрах путь в 1 км. На повышенных оборотах этот километр поршень преодолеет за минуту. И это при том, что поршень в этом двигателе перемещается всего на 8 см. Газораспределительный механизм Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов в соответствии с протеканием рабочего цикла. Кроме того, он обеспечивает надежную изоляцию камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода. Устройство газораспределительного механизма показано на рис. 2.6 и 2.14. Распределительный вал на большинстве двигателей легковых автомобилей установлен на головке блока цилиндров. Его образуют кулачки (эксцентрики),
количество которых соответствует количеству клапанов двигателя, т.е. каждый кулачок работает только со своим конкретным клапаном. При вращении распределительного вала его кулачки воздействуют через рычаги на клапаны (помните, ранее мы говорили, что они похожи на гвозди с большими шляпками). Этим обеспечивается своевременное (согласованное с положением поршней в цилиндрах) открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Вы уже поняли, что для открытия и закрытия клапанов должен повернуться распределительный (он же кулачковый) вал. Распределительный вал в двигателях большинства отечественных легковых автомобилей получает вращение от коленчатого вала самым «примитивным» образом: либо с помощью цепной передачи (рис. 2.12), либо зубчатым ремнем (рис. 2.13), натяжение которых можно отрегулировать специальными устройствами. Преимущества ременного привода заключаются в низкой шумности его работы, простоте установки, отсутствии смазки, упрощении конструкции двигателя и снижении его массы. Натяжение в цепном приводе регулируется подпружиненным плунжером, а ремня - роликом. В настоящее время большинство автомобильных двигателей оснащают ременным приводом распределительного вала. Теперь вновь вернемся к работе одноцилиндрового двигателя и на его примере изучим работу газораспределительного механизма. Итак, распределительный вал, получив вращение от коленчатого вала, поворачивается. В результате его кулачок набегает на рычаг или непосредственно на толкатель, который нажимает на стержень подпружиненного клапана и, преодолев сопротивление пружины, открывает его (рис. 2.15). При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок сбегает с рычага (толкателя) и под воздействием пружины клапан закрывается (рис. 2.16). Кулачки на распределительном валу размещены относительно друг друга определенным образом, и вращение коленчатого и распределительного валов согласовано так, что впускной клапан открывается в начале такта впуска (поршень в цилиндре находится в ВМТ), а выпускной - в начале такта выпуска (поршень в цилиндре находится в НМТ). На самом деле для лучшего наполнения цилиндров рабочей смесью впускной клапан открывается чуть раньше того момента, когда поршень достиг ВМТ, а выпускной (для лучшей очистки от отработавших
|
Рис. 2.11. Устройство коленчатого вала двигателя:
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ стр15
УЧЕБНИК ПО УСТРОЙСТВУ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ Стр.16
Рис. 2.17. Проверка зазора между рычагами и кулачками распределительного вала: 1 - щуп; 2 - регулировочный болт; 3 - контргайка регулировочного болта.
