Сборка двигателя

Двигатель - механизм, при помощи которого автомобили, тракторы, мотоциклы, вертолеты, самолеты, тепловозы, речные и морские суда получают возможность передвигаться. Двигатель является «сердцем» автомобиля.

Тема «Сборка двигателя» достаточно актуальна на современном этапе. Механизация и автоматизация процессов сборки автомобиля и его составляющих частей имеет большое значение в развитии ремонтного производства. Экономически выгодно применять различные машины и механизированное оборудование в процессе сборки автомобиля, т.к. снижаются усилия затраченные рабочим, время работы, чистота и культура производства, воздействие и износ используемых деталей. Это имеет огромное значение в условиях развития автомобильного производства. Актуальность этого вопроса растет изо дня в день, так как число автомобильного транспорта и специальной техники постоянно растет, растет и потребность в ремонте. Торгово-экономическая экономика ставит задачи по усовершенствовании ремонтных работ, то есть уменьшение временных рамок отведенных на одну ремонтируемую единицу, улучшение качества ремонта, снижение стоимости ремонта за счет внедрения передовых технологических разработок, и др.

В данной работе описаны основные средства механизации и автоматизации при капитальном ремонте автомобилей, но в действительности разновидностей специального инструмента на порядок больше. В ремонте используется очень широкий спектр оборудования, помогающего на много увеличить эффективность ремонтного производства.

Целью письменной экзаменационной работы является систематизация научных и практических знаний в области сборки двигателя, а конкретно развитие инициативы и самостоятельности решений по тем или иным проблемам, возникающим в процессе эксплуатации и ремонта двигателя, изменению конструкции ненадежных узлов и элементов, применению альтернативных видов новых материалов, разработке новых методик испытаний и регулировок с целью получения улучшенных характеристик по надежности, долговечности и экономичности.

Основными задачами написания работы являются:

- разработка путей развития по совершенствованию механизации и автоматизации сборочных работ при капитальном ремонте двигателя;

- основы обеспечения работоспособности двигателя;

- изучить виды и устройство двигателя;

- ознакомиться с перечнем выполняемых работ в объеме технического обслуживания для двигателя;

- основные нормативы безопасности;

- организация диагностических и регулировочных работ;

- рассмотреть методы и способы восстановления работоспособности двигателя.

Материалы обзора основаны на информации собранной из справочной, учебной и другой специальной и технической литературы.

При написании письменной экзаменационной работы были использованы источники таких авторов как В.Л. Роговцев, А.Г. Пузанков, В. Д. Олфильев, Фрункин. А.К., Чуначенко Ю.Т., научные труды Ю.М. Рудникова, Ю.Л. Засорина, В.М. Даговича, В.С. Калисекима, А.И. Манзона, Г.Е. Начума.

Данная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Во введении показана цель написания письменной экзаменационной работы. Глава 1 посвящена назначению и устройству двигателя, во 2 главе описывается техническое обслуживание двигателя, в 3 главе рассматривается их сборка, в 4 главе изложены общие основы обеспечения охраны труда. В заключении сформулированы основные выводы.

1. Устройство двигателя

1.1 Назначение двигателя, его виды

Двигатель - механизм, при помощи которого автомобили, получают возможность передвигаться. Двигатели, у которых топливо, распыленное и смешанное с воздухом, сгорает внутри цилиндров и в результате выделяющиеся газы — продукты сгорания — производят работу, называются двигателями внутреннего сгорания, сокращенно - ДВС. ДВС - это двигатель, который производит работу. В цилиндрах двигателей перемещаются поршни, связанные посредством шатунов с коленчатым валом. Поэтому такие двигатели внутреннего сгорания называют еще поршневыми (4, C. 63).

Двигатель является источником механической энергии, приводящей автомобиль в движение.

В настоящее время большое распространение получили поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС).

ДВС подразделяются на бензиновые и дизельные. Они различаются по способу зажигания топливно-воздушной смеси. В бензиновых двигателях зажигание происходит принудительным путем через искровые свечи; в дизельных - топливная смесь поджигается от повышения ее температуры при сжатии. Дизельные двигатели в отличие от бензиновых отличаются лучшей экономичностью (на 15-20 %) благодаря большей степени сжатия. Однако в случае поломки их ремонт обходит гораздо дороже бензиновых.

Разнообразие современных поршневых двигателей появилось в связи с компоновкой их цилиндров. Различают рядные, V-образные, оппозитные, VR-образные, W-образные двигатели. Наибольшее распространение получили рядные двигатели, в которых цилиндры располагаются в одной плоскости, по причине их наименьшей себестоимости в сравнении с производством других двигателей.

Двигатель, у которого рабочий цикл совершается за четыре такта (два оборота коленчатого вала), называется четырехтактным. Существуют и двухтактные двигатели, у которых рабочий цикл совершается за два хода поршня и один оборот коленчатого вала. Их почти не применяют на автомобилях, а ставят на мотоциклы.

На автомобилях ставят двух, четырех-, шести-, восьми и двенадцати цилиндровые двигатели. Все зависит от назначения, веса и размеров автомобиля.

1.2 Устройство двигателя

Устройство двигателя автомобиля в поперечном разрезе показано на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема

На схеме показаны основные части двигателя автомобиля:

- распределительный вал,

- штанга,

- коромысло,

- клапан,

- головка цилиндра,

- цилиндр,

- поршень,

- шатун,

- коленчатый вал,

- поддон картера.

Рисунок 1.2 – Детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов

Рассмотрим основные части кривошипно-шатунного механизма двигателя и схему их взаимодействия. Кривошипно-шатунный механизм двигателя включает блок цилиндров, головку блока, поршни, поршневые пальцы и кольца, шатуны, коленчатый вал, коренные и шатунные подшипники, маховик и масляный картер (рисунок 1.2). Цилиндр является основной частью двигателя, в которой происходит весь рабочий процесс. Внутренняя часть цилиндра отполирована до зеркального блеска, поэтому ее и называют зеркалом цилиндра. У многоцилиндровых двигателей цилиндры изготовлены в одной общей отливке, образующей блок цилиндров.

Сверху блок плотно закрывает головка. В головке цилиндров имеются впускные и выпускные каналы, перекрываемые клапанами, и отверстия для ввертывания свечей зажигания. Через впускные каналы в цилиндры поступает горючая смесь, а через выпускные каналы выходят отработавшие газы. Между блоком и головкой ставят металлоасбестовую уплотняющую прокладку, обеспечивающую герметичность соединения. Блок и головка имеют двойные стенки, образующие полость, которую заполняют охлаждающей жидкостью. Эту полость называют рубашкой охлаждения.

Нижнюю часть поршня называют юбкой, верхнюю головкой, а плоскость, которая воспринимает давление газов, — днищем. С внутренней стороны юбка имеет приливы — бобышки с отверстиями для поршневого пальца. Для того чтобы юбка поршня могла постоянно прилегать к зеркалу цилиндра и не заклиниваться при тепловом расширении, на ней имеется разрез, допускающий ее сжатие.

Блок цилиндров двигателя легкового автомобиля составляет одно целое с верхней частью картера. Высокая жесткость блока обеспечивается тем, что плоскость разъема картера расположена ниже оси коленчатого вала на 50 мм.

Расстояние между осями цилиндров составляет 95 мм; по всей высоте цилиндров сделаны протоки для охлаждающей жидкости, благодаря чему обеспечивается интенсивный отвод тепла, улучшается охлаждение поршней и поршневых колец, несколько снижается температура моторного масла и уменьшается вероятность деформаций блока от неравномерного нагрева.

В верхней части цилиндров у некоторых блоков запрессованы короткие сухие гильзы длиной 40 мм со стенками толщиной 15,75 мм. При эксплуатации гильзы не выпрессовываются; растачивание и хонингование цилиндров при ремонтах производится совместно, т.е. так же, как и цилиндров, не имеющих гильз.

Водяная рубашка блока цилиндров сообщается с рубашкой головки блока через специальные отверстия в их взаимно прилегающих плоскостях, уплотняемых прокладкой головки блока.

В передней части блока имеется полость для цепной передачи, приводящей в движение распределительный вал и дополнительный вал привода масляного насоса, прерывателя-распределителя и бензонасоса. В передней части полости находится окно, закрываемое крышкой привода распределительного вала, для крепления которой передний торец блока снабжен фланцем с девятью резьбовыми отверстиями. Справа на блоке цилиндров расположены приливы с отверстиями для крепления водяного насоса, кронштейна генератора и кронштейна крепления подвески двигателя. С левой же стороны блока имеется развитый прилив, в котором размещен дополнительный вал привода масляного насоса, прерывателя-распределителя, бензинового насоса и маслоотделитель системы вентиляции картера. Чуть ниже расположены: прилив с отверстием для маслоизмерительного стержня (щупа), фланец крепления кронштейна подвески двигателя и резьбовое отверстие для краника слива охлаждающей жидкости из водяной рубашки блока цилиндров.

Задняя часть блока цилиндров имеет развитые кронштейны и отверстия для крепления картера сцепления, который фиксируется относительно блока двумя установочными втулками, входящими в крайние боковые отверстия, и крепится к нему четырьмя болтами. Непосредственно к обработанному торцу задней части блока привернута шестью болтами крышка сальника, уплотняющего заднюю коренную шейку коленчатого вала.

Если взглянуть на блок цилиндров двигателя снизу, можно увидеть пять опор для вкладышей коренных подшипников коленчатого вала. Крышки коренных подшипников обрабатывают окончательно под вкладыши совместно с блоками, и поэтому они не взаимозаменяемы. Для обеспечения их правильного расположения при сборке необходимо учесть, что на них нанесены метки с номерами соответствующих опор. Каждая крышка крепится двумя болтами.

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси и выпуска из него отработавших газов. Механизм имеет распределительные шестерни, распределительный вал, толкатели, штанги, коромысла и клапаны с пружинами. Как работает газораспределительный механизм? Шестерня привода газораспределительного механизма (распределительная шестерня) вращается вместе с коленчатым валом. Связанная с ней ведомая шестерня, установленная на распределительном валу, имеет в 2 раза больше зубьев, так что распределительный вал за два оборота коленчатого вала делает только один оборот.

Главными составляющими газораспределительного механизма являются:

· распределительный вал;

· рычаги;

· ремень газораспределительного механизма (ремень ГРМ) или цепь;

· клапаны с мощными пружинами (впускные и выпускные);

· впускные и выпускные каналы.

двигатель автомобиль ремонт неисправность

1.3 Принцип работы двигателя

Практически все автомобильные двигатели работают по 4-тактному термодинамическому циклу Мюллера: впуск топливной смеси, сжатие, рабочий ход, в процессе которого производится сжигание топливной смеси, и выпуск отработавших газов.

Двигатель сжигает поступающее в него топливо и преобразует тепловую энергию сгорания во вращательное движение коленчатого вала; далее вращение передается через трансмиссию на ведущие колеса автомобиля, являющиеся элементом ходовой части автомобиля.

В цилиндре происходит сгорание топлива и преобразование тепловой энергии в механическую работу. Для этого в цилиндре имеется поршень, который при помощи пальца и шатуна связан с коленчатым валом (рисунок 1.1). Поршень движется в цилиндре возвратно-поступательно, а коленчатый вал вращается.

Преобразование движения выполняет кривошипно-шатунный механизм (рисунок 1.2). Поршень свободно надет на поршневой палец, одновременно "проходящий" через верхнюю головку шатуна. Нижняя разъемная головка шатуна охватывает шейку коленчатого вала. Такую шейку называют шатунной. Эта шейка смещена относительно других шеек, называемых коренными, на некоторое расстояние. Коренные и "шатунная" шейки связаны между собой пластинами почти прямоугольной формы — щеками. Щеки вместе с коренными и шатунной шейкой образуют кривошип. Коренные шейки коленчатого вала являются его осью и вращаются в подшипниках, расположенных в картере (основании) цилиндра. Шатунная шейка, как любая точка на ободе колеса, вынуждена вращаться относительно своей оси, описывая окружность, радиус которой называется радиусом кривошипа.

Основными характеристиками любого двигателя являются: рабочий объем (в куб. см.), максимальная мощность (в л.с.), максимальный крутящий момент на коленчатом валу (определяет силу тяги на колесах), удельный расход топлива.

Детально рассмотрим циклы работы двигателя. При движении поршня от нижней к верхней мертвой точке (цилиндр по-прежнему изолирован от внешней среды) рабочая смесь сжимается и давление в цилиндре возрастает до 8—12 кг/см². Такой процесс называется сжатием - это один из циклов работы двигателя. При этом коленчатый вал повернется еще на пол-оборота, или на 180°.

Сжатая горючая смесь готова к сгоранию. Поэтому достаточно в цилиндре вспыхнуть электрической искре, как смесь воспламенится и начнет выделять горячие газы. Под давлением газов поршень вынужден начать движение от верхней к нижней мертвой точке. Одновременно с поршнем коленчатый вал поворачивается еще на поло оборота, или на 180°. Такой процесс называется расширением, или рабочим ходом. При этом процессе газы совершают работу, и за счет их энергии поршень движется поступательно, а коленчатый вал вращается. Далее поршень продолжает двигаться, по уже от нижней к верхней мертвой точке, а коленчатый вал в четвертый раз поворачивается на пол-оборота, или на 180". Цилиндр сообщается с трубопроводом, через который выбрасываются отработавшие газы. Этот процесс именуется выпуском.

Поршень 4 раза прошел мертвые точки, или произвел четыре хода. Коленчатый вал повернулся вокруг своей оси 2 раза (всего на 720°). За это время в цилиндре полностью закончился так называемый рабочий цикл.

Процессы в цилиндре, связанные с движением поршня и вращением коленчатого вала, называют тактами: впуска, сжатия, рабочего хода (или расширения) и выпуска. Такт рабочего хода совершается за счет тепловой энергии газов, а такты впуска, сжатия и выпуска — за счет кинетической энергии маховика, который укреплен на конце коленчатого вала.

Изучив рабочий цикл одноцилиндрового двигателя, легко представить рабочий цикл многоцилиндрового. Допустим, двигатель имеет четыре цилиндра, тогда число рабочих ходов во всех цилиндрах за рабочий цикл двигателя будет равно тоже четырем, а во время рабочего хода в одном цилиндре в трех других будут совершаться вспомогательные такты.

Очередность рабочих ходов и других тактов в цилиндрах подчинена строгому порядку работы. У четырехцилиндровых четырехтактных двигателей применяются следующие порядки работы цилиндров: 1—2—4—3 и 1—3—4—2. При порядке работы 1—2—4—3 рабочий цикл двигателя показан в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Рабочий цикл двигателя