ЕЛЕКТРОННИЙ ОПОРНИЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

ГОЛОВНА

ЗМІСТ ЛЕКЦІЙ

ВИКОРИСТАНІ ДЖЕРЕЛА

УКЛАДАЧІ

2. Автомобільні двигуни

2.1. Загальна будова і параметри двигуна 2.2. Робочі процеси і цикли 2.3. Кривошипно-шатунний механізм 2.4. Газорозподільний механізм 2.5. Система охолодження двигунів 2.6. Система мащення двигуна 2.7. Система живлення бензинового двигуна 2.8. Система живлення двигуна від газобалонної установки 2.9. Система живлення дизельного двигуна

Загальна будова

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 10-12, [Л5] – стор. 27-33.  Підручник з будови автомобілів

Основним елементом двигуна внутрішнього згоряння є циліндр, в якому відбувається згоряння палива. Двигун може мати один або більше циліндрів, і кількість циліндрів визначається потужністю та розмірами двигуна. У циліндрі розташовані поршень та клапани, які регулюють потік паливно-повітряної суміші та вихлопних газів.

Мал. 2.1.  Одноциліндровий двигун внутрішнього згоряння

Класифікація двигунів внутрішнього згоряння

Розташування циліндрів двигуна може бути однорядним вертикальним, дворядним V-подібним і опозитним. Опозитним називається розміщення, якщо кут між їх рядами дорівнює 180°; V-подібним – якщо кут між рядами менше 180° (у більшості двигунів 90°).

Мал. 2.2.  Розташування циліндрів двигуна:

а – однорядне вертикальне; б – дворядне V-подібне; в - опозитне

Як працює двигун внутрішнього згоряння Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=ZQvfHyfgBtA

Основні механізми і системи двигуна

Кривошипно-шатунний механізм призначений для перетворення прямолінійного зворотно-поступального руху поршня на обертальний рух колінчастого вала і сприймання тиску газів, які утворюються у процесі згоряння робочої суміші. Крім того, за допомогою КШМ відбувається виштовхування відпрацьованих газів із циліндрів двигуна, всмоктування та стискання свіжої паливної суміші або повітря.

Дизельний двигун Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=9eXsm05BvLA&t=114s

Газорозподільний механізм забезпечує своєчасний впуск у циліндри свіжої пальної суміші або повітря і випуск відпрацьованих газів.

Система живлення бензинового двигуна	Система живлення дизельного двигуна
Система живлення призначена для зберігання, очищення і подавання палива й повітря у циліндри, приготування пальної суміші певного складу і в необхідній кількості залежно від режиму роботи двигуна.

Контактна система запалювання	Безконтактна система запалювання
Система запалювання у бензинових двигунах забезпечує своєчасне і безперебійне запалювання робочої суміші.

Система мащення забезпечує мащення вузлів і деталей двигуна, часткове охолодження їх тертьових поверхонь та виведення продуктів спрацювання.

Система охолодження забезпечує безперервне відведення частини теплоти, що виділяється під час згоряння палива, а також підтримує оптимальний тепловий режим роботи двигуна.

Система пуску призначена для надійного пуску двигуна у різних експлуатаційних умовах.

Робочі цикли

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 12-18, [Л5] – стор. 27-33.  Підручник з будови автомобілів

Мал. 2.2.  Двигун внутрішнього згоряння: 1 – головка циліндра; 2 – циліндр; 3 – поршень; 4 – поршневі кільця; 5 – поршневий палець; 6 – шатун; 7 – колінчастий вал; 8 – маховик; 9 – кривошип; 10 – розподільний вал; 11 – кулачок розподільного вала; 12 – важіль; 13 – клапан; 14 – свічка запалювання

Основні поняття і визначення

Пальна суміш — суміш повітря з паливом у певній пропорції. Робоча суміш — пальна суміш, яка заповнює циліндр і змішується з рештками продуктів згоряння. Верхня мертва точка (ВМТ) – положення поршня, за якого віддаль його від днища до осі колінчастого вала найбільша. Нижня мертва точка (НМТ) – положення поршня, при якому віддаль від днища до осі колінчастого вала найменша. Хід поршня S – це відстань, яку проходить поршень між двома мертвими точками. За один хід поршня колінчастий вал обертається на півоберта (180^о).

Ступінь стиску показує у скільки разів зменшується об’єм робочої суміші (або повітря) у разі переміщення поршня від НМТ до ВМТ.

Оскільки рідкі й газоподібні палива мають різні температури самозаймання, то ступінь стиску визначає вид палива, на якому може працювати цей двигун. Бензинові двигуни мають ступінь стиску 6 – 10, що працюють на газу 9 – 11. Дизельні двигуни мають ступінь стиску 14 – 22, а дизелі з наддувом 12 – 15. Ступінь стиску впливає на економічність і потужність двигуна: зі збільшенням ступеня стиску ці показники підвищуються.

Перший такт. Впуск повітря, змішаного з паливом Колінчастий вал, обертаючись, переміщає поршень униз із ВМТ. У цей момент впускний клапан відкритий, через нього в циліндр всмоктується повітря впереміш із розпорошеним паливом (у вигляді дуже дрібних крапельок). Далі поршень досягає НМТ, впускний клапан закривається. У дизельних двигунах з безпосереднім уприскуванням палива впускається чисте повітря. Другий такт. Стиснення Колінчастий вал продовжує обертатися, а поршень починає від НМТ переміщатися вгору, стискаючи при цьому паливо-повітряну суміш (і повітря — у дизелів), додатково більш ретельно змішуючи паливо з повітрям, щоб суміш була максимально однорідною. Обидва клапани закриті

Третій такт. Робочий хід Поршень у ВМТ, в камері згоряння стиснена й нагріта до високої температури суміш, у цей момент виникає розряд між електродами свічки, який підпалює паливо. Згоряючи, паливо-повітряна суміш виділяє гази, які, до речі, розігріті до 800 градусів за Цельсієм; створюється високий тиск, під дією якого поршень переміщується вниз, штовхаючи колінчастий вал. Увесь процес протікає до НМТ. У дизельних двигунах у циліндр зі стисненим і нагрітим до гранично високої температури повітрям уприскується паливо, яке самозаймається. Четвертий такт. Випуск Після НМТ відкривається випускний клапан, поршень під дією сили інерції піднімається вгору, виштовхуючи відпрацьовані гази. Після того, як поршень досягне ВМТ і будуть видалені всі відпрацьовані гази, увесь процес повториться знову.

Мал. 2.3.  Індикаторна діаграма дійсних процесів 4-тактних двигунів

Порядок роботи. Якщо у двигуні більше двох циліндрів, то для більш рівномірної і збалансованої роботи агрегату необхідно, щоб робочий хід у кожному з циліндрів реалізовувався не одночасно, а в певній послідовності, при цьому черговість визначається переважно кількістю циліндрів. Найпоширеніший порядок роботи чотири-циліндрового двигуна: 1 — 3 — 4 — 2. Такий запис говорить про те, що спочатку робочий хід здійснюватиме поршень першого циліндра, потім третього, четвертого й другого, відповідно.

Принцип роботи двигуна внутрішнього згоряння Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=svZyMBNprR4

Робочий цикл двотактного карбюраторного двигуна

Перший такт.

При переміщені поршня в циліндрі 1 від НМТ до ВМТ днище поршня перекриває продувне вікно 11 продувного каналу 12, а потім випускне вікно 5. В камері стиску 3 починається стиск робочої суміші до тиску 0,6…0,8 МПа, а в кривошипній камері 8 картера 9 створюється розрідження. З переміщенням поршня його нижня частина (юбка) відкриває впускне вікно 6. Внаслідок різниці тисків повітря і горючої суміші у кривошипній камері свіже повітря, пройшовши повітроочисник, надходить до карбюратора 7. Тут повітря змішується з пальним, утворюючи пальну суміш, яка всмоктується у кривошипну камеру. Наприкінці такту стиску (за 25...29° повороту колінчастого вала до ВМТ) до запальної свічки 4 підводиться струм високої напруги. Між електродами свічки виникає електрична іскра, яка запалює робочу суміш. Після проходження поршнем ВМТ тиск газів, що згоряють, зростає до 2,5 МПа, а температура підвищується до 2200°С.

Другий такт.

Поршень під тиском розширених газів рухається від ВМТ до НМТ. Юбка поршня закриває впускне вікно і в кривошипній камері починається стискання пальної суміші до 0,12...0,15 МПа. При переміщенні поршня його днище відкриває випускне вікно і відпрацьовані гази, тиск яких в циліндрі зменшився до 0,4...0,5 МПа, через випускну трубу 10 виходять назовні. Рухаючись униз, поршень відкриває продувне вікно. Оскільки тиск газів в циліндрі становить 0,12...0,13 МПа, починається витискання пальної суміші із кривошипної камери через продувний канал і вікно в циліндр над поршнем. Пальна суміш витискає відпрацьовані гази з циліндра і, змішуючись з ними, утворює робочу суміш. Випускне вікно при цьому відкрите, і частина робочої суміші виходить назовні (продування циліндра). Процес продування збільшує витрату палива, але необхідний для підвищення потужності двигуна. Після переміщення поршня в НМТ такти повторюються.

Мал. 2.4.  Робочий цикл двотактного карбюраторного двигуна:

1 - циліндр; 2 – поршень; 3 - камера стиску; 4 - свічка запалювання; 5 - випускне вікно;

6 - впускне вікно; 7 – карбюратор; 8 - кривошипна камера; 9 – картер; 10 - випускна

труба; 11- продувне вікно; 12 - продувний канал

Двотактний двигун Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=Ze9f63HSKvE

КШМ

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 18-28, [Л5] – стор. 33-41.  Підручник з будови автомобілів

Кривошипно-шатунний механізм (КШМ) сприймає тиск газів, які виникають при згоранні паливно-повітряної суміші в циліндрах двигуна, перетворюючи його в механічну роботу по обертанню колінчастого вала.

Мал. 2.5.  Рухомі елементи кривошипно-шатунного механізму: 1 – кривошипно колінчастого вала; 2 – вальниці (вкладиші); 3 – шатун; 4 – поршневий палець; 5 – поршень; 6 – болт кріплення накривки шатуна

Мал. 2.6.  Нерухомі елементи кривошипно-шатунного механізму:

1 – блок-картер; 2 – циліндр; 3 – головка циліндрів; 4 – прокладка головки циліндрів; 5 – піддон картера; 6 – прокладка піддона картера

Мал. 2.7.  Блоки циліндрів:

а — з рядним розташуванням циліндрів; б — з V-подібним розташуванням циліндрів; 1 — отвори для штанг-штовхачів; 2 — отвори для відведення води; 3 — отвори для шпильок кріплення головки циліндрів; 4 — водорозподільний канал; 5 — канал для підведення мастила; 6 — кришка корінного підшипника; 7 — приплив; 8 — гумове ущільнювальне кільце; 9 — отвір для втулки розподільного вала; 10 — гільза циліндра; 11, 13 — лівий і правий напівблоки; 12 — повітряна порожнина; 14 — шпилька

В автомобільних двигунах установлюють знімні циліндри. Цей тип циліндрів називається гільза. Гільзи виготовляють із легованих чавунів. Внутрішня поверхня ретельно оброблена й загартована, вона називається дзеркалом. Гільзи поділяють на мокрі — омивані рідиною із сорочки охолодження й сухі, які не стикаються безпосередньо з рідиною. При установленні гільзи в блок циліндрів її ущільнюють гумовими кільцями для забезпечення не пропускання рідини в картер двигуна.

Поршні — це деталі шатунно-поршневої групи, які сприймають тиск газів і передають їх шатуну.

Так само поршні забезпечують перебіг усіх тактів двигуна. Поршні виготовляють з алюмінієвого сплаву. Поршень складається з трьох основних частин: днище; головка (ущільнювальна частина); юбка (напрямна частина).

Мал. 2.8.  Поршень і його складові частини:

а — поршень дизельного двигуна; б — перетини поршнів; в — поршень карбюраторного двигуна;

г — поршневий палець: 1 — мастилоскидальна кромка; 2 — канавка для мастилознімного кільця;

3 — канавка для стопорного кільця; 4 — отвори для підведення мастила до поршневого пальця;

5 — канавки для компресорних кілець; 6 — камера згоряння в поршні; 7 — проріз; 8 — поршневий палець; А — днище; Б — головка; В — напрямна частина; Г — бобишки; Д — холодильник;

Е — місця таврування маси й розмірної групи поршня; Ж — мітка напрямку установки поршня;

З — місце таврування розмірної групи пальця.

Поршневі кільця — це деталі шатунно-поршневої групи, які забезпечують щільне, рухоме з’єднання між поршнем і циліндром. Розрізняють два основних типи кільця: компресійні та мастилознімні. Компресійні кільця забезпечують умови, які запобігають прориву газів з камери згоряння до картера. Мастилознімні кільця знімають лишки мастила зі стінки циліндра і перешкоджають проникненню мастила з картера до камери згоряння. Виготовляють кільця з легованого чавуну або сталі. Зовнішній діаметр кільця у вільному стані більший за внутрішній діаметр циліндра. Частина кільця вирізана, внаслідок чого при установці в циліндр кільце пружинить і добре прилягає до його поверхні. Цей виріз називається замком. Замки поршневих кілець бувають: косі та прямі.

Мал. 2.9.  Поршневі кільця: а — зовнішній вигляд; б — форми компресійних кілець у робочому стані; в — складене мастилознімне кільце; г — розташування кілець на поршні: 1 — компресійне кільце; 2 — мастилознімне кільце; 3 — плоскі сталеві кільця; 4 — осьовий розширювач; 5 — радіальний розширювач; 6 — поршень

Шатун — це деталь шатунно-поршневої групи, що сприймає тиск газів від поршня й передавальне зусилля колінчатому валу. Шатун являє собою стрижень двотаврового перетину, виготовлений з високоміцної сталі, і має дві головки. У верхню головку запресовують із натягом бронзову втулку. Верхньою головкою шатун кріпиться до поршня, через поршневий палець, а нижньою — рознімною головкою — кріпиться до шатунної шийки колінчатого вала. Нижня головка рознімна. Її окрема частина — кришка 6. Кріплення кришки до шатуна забезпечується високоміцними болтами. У нижню головку шатуна встановлюють підшипники ковзання — вкладиші.

Мал. 2.10.  Шатуни:

а — деталі шатуна; б — перетин стрижня шатунів і підведення мастила до поршневого пальця;

в — косий роз’єм нижньої головки шатуна; г — способи фіксації кришки нижньої головки шатунів:

1 — верхня головка шатуна; 2 — втулка верхньої головки; 3 — стрижень шатуна; 4 — нижня головка

шатуна; 5 — вкладиші шатунного підшипника; 6 — кришка нижньої головки шатуна; 7 — шплінт;

8 — корончата гайка; 9 — фіксуючий вусик вкладиша; 10 — шатунний болт; 11 — отвір для мастила;

12 — канал для підведення мастила в тілі шатуна; 13 — трикутні шліци в стику нижньої головки

шатуна; 14 — стопорна шайба

Колінчастий вал — це частина кривошипно-шатунного механізму, призначена для прийому зусилля від поршня і перетворення його у крутний момент, що передається на трансмісію автомобіля. Колінчастий вал виготовляють методом штампування з високоякісної сталі або відливають із високоміцного чавуну.

Мал. 2.11.  Колінчастий вал:

1 - носок колінчастого валу; 2 - посадочне місце зірочки (шестерні) приводу розподільного валу; 3 - отвір підведення мастила до корінної шийки; 4 - противага; 5 - щока; 6 - шатуні шийки; 7 - фланець крутня; 8 - отвір підведення оливи до шатунової шийки; 9 - противаги; 10 - корінні шийки; 11 - корінна шийка упорного підшипника

Будова і принцип роботи КШМ Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=DizomV2AMQk

Маховик — це важкий чавунний диск, призначений для забезпечення рівномірного обертання колінчастого вала й допомоги двигуну в подоланні підвищених навантажень при рушанні автомобіля з місця й під час роботи. Із задньої сторони маховика передбачена виточка для розміщення зчеплення. На передньому торці знаходиться поглиблення, за яким визначають положення поршня першого циліндра. При збігу цього поглиблення з отвором у картері маховика поршень першого циліндра перебуває у ВМТ. На ободі маховика закріплений зубчастий вінець. Закріплення його на маховику забезпечується або запресовуванням, або болтами. Зубчастий вінець маховика виготовляють зі сталі, він призначений для забезпечення обертання колінчастого вала від пускового двигуна або стартера.

Технічне обслуговування кривошипно-шатунного механізму

Причинами передчасного зношення деталей двигуна є тривалі перевантаження, робота за температури охолодної рідини нижче 70 і вище 97°С, а також з малою частотою обертання колінчастого вала, пуск холодного двигуна за температури нижче 0°С без попереднього прогрівання. Названі причини, а також застосування оливи, що не задовольняє вимогам, прискорюють зношення підшипників, призводять до нагароутворення і закоксування кілець. Нагароутворення шкідливе тим, що на стінках камер згоряння, днищах поршнів, сідлах клапанів і в канавках поршневих кілець нашаровуються смолисті речовини, які погіршують сумішоутворення та процес згоряння, порушують рухливість поршневих кілець, а це призводить до зниження компресії та економічності роботи двигуна. Кривошипна-шатунний механізм можна розбирати лише тоді, коли встановлено значне зниження потужності, що супроводжується димленням, вигар оливи перевищує 3 - 4 % витраченого палива, тиск оливи в змащувальній системі тримається нижчим від допустимої межі, вчувається стукіт у спряженнях. Розбирати двигун дозволяється тільки в закритих приміщеннях. Під час розбирання двигуна слід дотримуватися таких вимог: поршні, гільзи, вкладиші і пальці міняють комплектно відповідно до розмірів і маси деталей; гумові кільця й шплінти шатунних болтів використовують нові; не можна регулювати зазор у підшипниках неповним затягуванням шатунних болтів і гайок шпильок корінних підшипників, оскільки це може при звести до їх розривів; під час встановлення поршнів у гільзи, вкладання колінчастого вала потрібно забезпечити чистоту деталей, робочі поверхні яких мають бути змащені тонким шаром оливи; гайки шпильок кріплення головки циліндрів слід затягувати зусиллям, відповідним інструкції, послідовно за 2 - 3 прийоми, починати з середніх опор.

ГРМ

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 28-39, [Л5] – стор. 41-57.  Підручник з будови автомобілів

Газорозподільний механізм призначений для своєчасного впуску в циліндри свіжого повітря (дизелі) або пальної суміші (карбюраторні двигуни), випуску відпрацьованих газів, а також для надійної ізоляції внутрішньої порожнини циліндрів від зовнішнього середовища під час тактів стиску й робочого ходу. У чотиритактних двигунах застосовують два типи газорозподільних механізмів з нижнім розміщенням клапанів, коли вони розміщені у блоці збоку від циліндрів, або з верхнім — з клапанами в головці блока. На сучасних автомобільних двигунах застосовуються газорозподільні механізми з верхнім (підвісним) розміщенням клапанів. Таке розміщення клапанів, у порівнянні з нижнім, забезпечує компактність камери згоряння, зменшення витрат тепла через її стінки, а також питому витрату палива.

У головці блока циліндрів розміщені розподільні вали, клапани, впускні й випускні канали, а також канали для охолоджувальної рідини, пов’язані із сорочкою блока циліндрів, і оливні канали системи змащування. Існують різні схеми розташування розподільних валів у головці блока циліндрів. Так, якщо кажуть: «Двигун із верхнім розподільним валом», то мають на увазі, що розподільний вал розташований у головці блока циліндрів. Позначають його найчастіше як OHC (Overhead Camshaft) або SOHC (Single Overhead Camshaft), і це означає, що в головці блока встановлений один розподільний вал. Якщо в головці блока встановлені два розподільні вали — впускний і випускний (відкривають впускні й випускні клапани відповідно), то така схема називається DOHC (Double Overhead Camshaft).

Мал. 2.12.  Різні схеми приводу клапанних механізмів

Будова і принцип дії газорозподільного механізму

У бензинових і дизельних двигунах застосовується газорозподільний механізм клапанного типу, на сьогодні переважно з верхнім розташуванням клапанів. Це означає, що клапани містяться зверху, в головці блока циліндрів, як показано на малюнку 2.13. Так, за верхнього розташування клапани з пружинами і деталями їх кріплення встановлені в направних втулках у головці блока циліндрів, у якій також відлиті впускні та випускні канали. Зусилля від кулачків розподільного вала, розташованого тут же, в головці блока, передається клапанам за допомогою штовхачів і/або коромисел. Коромисла встановлені шарнірно на осі, закріпленій на головці блока. Головка блока циліндрів закрита кришкою.

Мал. 2.13.  Головка блока циліндрів із газорозподільним механізмом

Як працює газорозподільний механізм? Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=CUNzfn7jJS4

Головка клапана має шліфовану конусну робочу поверхню — фаску (зазвичай під кутом 45 °), завдяки якій клапан щільно прилягає до сідла. Стрижень клапана відшліфований і проходить через напрямну втулку. На кінці стрижня є канавка або отвір для кріплення тарілки пружини. Різнойменні клапани мають головки різних діаметрів (як правило, більший у впускного клапана) або відрізняються спеціальними позначками. Напрямна втулка, в якій клапан встановлюється стрижнем, забезпечує точну посадку клапана в сідло. Втулки запресовують у головку циліндрів. Клапанна пружина утримує клапан у закритому положенні, забезпечуючи його щільну посадку в гнізді, а також створює постійне притиснення штовхача до поверхні кулачка розподільного вала. Пружину надягають на кінець стрижня клапана, що виходить із втулки, і закріплюють на ньому в стиснутому стані за допомогою тарілки з конічними розрізними «сухарями», які входять у виточку на стрижні клапана. Іноді на клапан установлюють дві пружини: пружину меншого діаметра всередину пружини більшого діаметра. Це робиться для того, щоб уникнути резонансу пружини на певних частотах роботи двигуна, а також для підстрахування на випадок пошкодження пружини. Часто застосовуються пружини зі змінним кроком витків. Це унеможливлює ймовірність виникнення вібрації пружини та її поломки за великого числа обертів колінчастого вала двигуна. У разі встановлення двох пружин їх добирають таким чином, щоб їхні витки були нарізані в різні боки, що також усуває небезпеку виникнення резонансних коливань пружин. Для обмеження кількості оливи, що надходить у напрямну втулку, та запобігання її підсосу в циліндр через зазори у втулці на верхній частині втулок встановлені гумові оливознімальні ковпачки.

Мал. 2.14.  Клапанний механізм

Штовхач слугує для передачі осьового зусилля від кулачка розподільного вала на стрижень клапана або на штангу. Річ у тім, що передавати зусилля від кулачка розподільного вала краще саме через проміжну ланку — штовхач. Оскільки за тривалої роботи елементи клапанного механізму зношуються, коли настає час заміни надміру зношених деталей, легше замінити невеликий штовхач, ніж весь розподільний вал або клапани. Штовхачі в більшості двигунів встановлюють без втулок безпосередньо в отвори припливів головки блока циліндрів. У деяких двигунах штовхачі мають напрямні втулки, відлиті секцією на кілька циліндрів.

Мал. 2.15.  Головка блока циліндрів з елементами газорозподільного механізму

Коромисло змінює напрямок переданого руху. Його зазвичай встановлюють, коли розподільний вал один, а клапанів на циліндр два або чотири, але розташовані вони особливим чином. Коромисла встановлюють на бронзових втулках або без втулок на осях, які за допомогою стійок закріплені на головці блока. Одне плече коромисла розташовується над стрижнем клапана, а інше — під або над кулачком розподільного вала. Для регулювання зазору між стрижнем клапана і коромислом в кінець останнього вкручений регулювальний гвинт із контргайкою.

Мал. 2.16.  Привод клапанів через коромисла

Розподільний вал забезпечує своєчасне відкриття та закриття клапанів. Вал має впускні й випускні кулачки і опорні шийки. Кулачки виготовляють як єдине ціле з валом. Однак існують збірні конструкції, у яких кулачки напресовано на вал. Для кожного циліндра у чотиритактних двигунів залежно від кількості клапанів є два і більше кулачків, впускних і випускних. Форма кулачка забезпечує плавне піднімання й опускання клапана і відповідну тривалість його відкриття.

Мал. 2.17.  Газорозподільний механізм

Фази газорозподілу чотиритактного двигуна

Для кращого наповнення циліндрів свіжим зарядом і очищення їх від відпрацьованих газів моменти відкриття і закриття клапанів у чотиритактних двигунах не збігаються з положеннями поршнів у ВМТ і НМТ, а відбуваються з певним випередженням або запізненням. Інакше кажучи, впускний клапан може закриватися після того, як поршень пройде НМТ, а випускний — після того, як поршень пройде ВМТ. Моменти відкриття і закриття клапанів, виражені в градусах, що відповідають величинам кутів поворотів кривошипа колінчастого вала щодо мертвих точок, називаються фазами газорозподілу. Фази газорозподілу можуть бути нанесені на кругову діаграму (так звану діаграму газорозподілу).

Мабуть, буде простіше показати це на прикладі. Так, коли говорять, що клапан відкривається за 5° до ВМТ, це означає, що він почав відкриватися в той час, коли кривошип колінчастого вала, до якого приєднаний шатун поршня, розташовувався за 5° до верхньої мертвої точки.

Мал. 2.18.  Діаграма газорозподілу чотиритактного двигуна

Кут повороту кривошипа, відповідний положенню, за якого впускний і випускний клапани одночасно відкриті, називається кутом перекриття клапанів. Невелике значення цього кута і незначна величина зазора між клапанами й гніздами унеможливлює витік пальної суміші. Перекриття клапанів необхідне для додаткового продування циліндра з метою забезпечення кращої його наповнюваності свіжим зарядом.

Між стрижнем клапана і штовхачем або кінцем коромисла газорозподільного механізму має бути зазор (так званий тепловий зазор), необхідний для компенсації подовження стрижня клапана за його нагрівання без порушення щільності посадки клапана в гнізді. Іншими словами, якби не було зазора між кулачком розподільного вала і клапаном, то від нагрівання до високої температури довжина клапана збільшилася б, і він перестав би щільно прилягати до сідла в головці блока циліндрів.

Мал. 2.19.   Регулювання теплового зазора за допомогою болта

Величина теплового зазора для двигунів різних марок встановлюється для впускних клапанів у холодному стані в межах 0,15-0,30 мм, а для випускних клапанів, що піддаються більшому нагріванню, — в межах 0,20-0,40 мм. Однак у деяких виробників розміри зазорів можуть відрізнятися від наведених вище. Для регулювання величини цього зазора в механізмі передбачені регулювальні пристрої: регулювальні болти і стопорні гайки (малюнок 2.19) або шайби різної товщини (малюнок 2.20).

Мал. 2.20.   Регулювання теплового зазора за допомогою шайб:

А — головка блока циліндрів без розподільного вала;
Б — головка блока циліндрів з розподільним валом

Технічне обслуговування механізму газорозподілу

Технічне обслуговування механізму газорозподілу полягає в періодичному огляді його, підтриманні герметичності сполучення клапан - сідло, перевірці в разі потреби встановлених теплових зазорів між бойками коромисел та стержнями клапанів. Незначне порушення герметичності сполучення клапан - сідло призводить до істотного погіршення роботи двигуна: зниження потужності, підвищення витрати палива, обгоряння й виходу з ладу клапанів.

Система охолодження

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 39-48, [Л5] – стор. 57-65.  Підручник з будови автомобілів

Для тривалої і безперебійної роботи двигуна необхідно забезпечити певний температурний режим. При перегріванні двигуна його потужність зменшується через зростання механічних витрат на подолання сил тертя і зменшення наповнення циліндрів свіжим зарядом робочої суміші. Крім того, при цьому нагрівається масло, в’язкість його зменшується, мащення деталей погіршується. Деталі інтенсивно спрацьовуються і змінюють свої механічні властивості (міцність, твердість). При переохолодженні двигуна також знижується потужність і підвищується витрата палива через погіршення умов утворення і згоряння робочої суміші, а також збільшуються затрати потужності на подолання сил тертя через погіршення мащення деталей при збільшенні в’язкості масла. Для підтримання постійного теплового режиму працюючого двигуна призначена система охолодження. Деталі двигуна охолоджуються різними способами, але основну кількість теплоти від деталей в атмосферу відводить система охолодження. Залежно від виду теплоносія системи охолодження поділяють на рідинні і повітряні.

Система охолодження двигуна виконує одну з найважливіших функцій у ДВЗ, тому вихід з ладу всієї системи або будь-якого її елемента може призвести до перегрівання і поломки двигуна. Рух і експлуатація транспортного засобу з несправною системою охолодження небажані або й заборонені.

Будова і принцип роботи рідинної системи охолодження

До системи рідинного охолодження з примусовою циркуляцією рідини входять сорочки охолодження головки і блока циліндрів, радіатор, нижній і верхній сполучні патрубки зі шлангами і водяний насос із водорозподільною трубою, вентилятор і термостат.

Мал. 2.21.  Схема системи охолодження з примусовою циркуляцією рідини

Система охолодження Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=EZJhDBMT0t4

Радіатор – це набір тонких трубок, на які нанизані тонкі пластини для збільшення площі поверхні, призначеної для відведення тепла. Вся робота радіатора полягає в тому, щоб охолоджувати рідину, яка циркулює в його трубках. На верхній і нижній частинах радіатора можуть розміщуватися бачки, до яких під’єднані верхній і нижній патрубки системи охолодження відповідно. Якщо є бачки, то у верхньому зазвичай розташована горловина для заливання охолоджувальної рідини. Якщо бачків немає, то для заповнення використовується горловина розширювального бачка. Для кращого охолодження рідини трубки роблять пласкими і розташовують рядами в шаховому порядку. Упоперек трубок встановлюють велику кількість тонких латунних пластин, званих охолоджувальними ребрами, які збільшують поверхню охолодження серцевини і сприяють більш інтенсивній віддачі тепла від води повітрю, що проходить через серцевину.

Мал. 2.22.  Загальний вигляд і варіанти виконання радіатора

У системі охолодження закритого типу горловину радіатора щільно закривають спеціальною накривкою з подвійним пароповітряним клапаном. Повітряний клапан пробки навантажений слабкою пружиною і пропускає всередину радіатора атмосферне повітря, усуваючи можливість виникнення в бачку радіатора розрідження, викликаного конденсацією водяної пари. Паровий клапан навантажений сильнішою пружиною і відкривається для випускання пари тільки тоді, коли тиск у радіаторі перевищує атмосферний і досягає 1,28–1,38 кг/см².

Мал. 2.23.  Накривка радіатора

Насос охолоджуючої рідини – це пристрій, який забезпечує примусову циркуляцію рідини в системі охолодження двигуна. Охолоджуюча рідина рухається в порожнині водяної сорочки. Водяна сорочка оточує двигун і виконує дві функції – охолодження і зниження шумувібрацій двигуна. В автомобільних двигунах використовуються відцентрові насоси. Їх обертання може відбуватися від приводу колінчастого вала, від вала ГРМ або власного електромотора. Пристрій насоса являє литий корпус з обертовим колесом всередині. Монтується в передній частині двигуна.

Мал. 2.24.  Водяний насос. Крильчатка

Вентилятор радіатора — розташований між радіатором і двигуном, що забезпечує приплив прохолодного повітря на охолоджуючу рідину, яка циркулює від працюючого двигуна. Вмикання відбувається автоматично при досягненні критичної температури (в сучасних моделях авто), або в постійному режимі під час роботи двигуна. Конструкція забезпечена механічним, електричним чи гідромеханічним приводом, датчиком температури, реле вмикання.

Мал. 2.25.  Вентилятор радіатора

Термостат — це клапан, встановлений у корпус, який відкривається за прогрівання охолоджувальної рідини до нормальної робочої температури. Система охолодження двигуна влаштована так, що має два кола обігу — малий і великий. Коли клапан термостата закритий, охолоджувальна рідина за допомогою водяного насоса циркулює тільки в межах головки і блока циліндрів. Таким чином вона швидко прогрівається (мале коло). У міру прогрівання охолоджувальної рідини зокрема й двигуна загалом починає відкриватися клапан термостата, пускаючи охолоджувальну рідину циркулювати через радіатор — велике коло.

Мал. 2.26.  Будова і принцип роботи термостата

Технічне обслуговування системи охолодження двигуна

Під час технічного обслуговування системи рідинного охолодження підтримують потрібний рівень рідини в радіаторі (розширювальному бачку), перевіряють і регулюють натяг паса приводу вентилятора, змащують підшипники вентилятора й насоса, видаляють накип і промивають систему. Тепловий режим двигуна регулюють підійманням або опусканням шторки, відкриванням чи закриванням жалюзі радіатора. На охолодження двигуна шкідливо впливають мінеральні оливи і дизельне паливо, що потрапляють у систему разом з охолодною рідиною. Вони утворюють на стінках системи охолодження плівку, яка знижує теплопровідність накипу, що нашаровується на стінках сорочки охолодження.

Система мащення

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 48-57, [Л5] – стор. 65-87.  Підручник з будови автомобілів

Під час роботи двигуна внутрішнього згоряння відбувається взаємне переміщення рухомих з’єднань деталей механізмів і систем, яке супроводжується тертям і втратою енергії. Система мащення забезпечує безперервну подачу оливи до всіх деталей механізмів і систем, між якими в процесі роботи виникає інтенсивне тертя. Шар оливи між тертьовими деталями не тільки зменшує їх спрацювання і втрати енергії на тертя, але й ущільнює зазори, вимиває з них продукти спрацювання, захищає деталі від корозії.

Будова і принцип роботи системи мащення

На сучасних автомобільних двигунах застосовується комбінована система мащення, яка забезпечує під тиском мащення корінних і шатунних підшипників колінчастого вала, підшипників розподільного вала, валиків і коромисел клапанів. Циліндри, поршні, розподільні шестерні та інші деталі змащуються розбризкуванням. Штанги, поверхні штовхачів і кулачків розподільного вала змащуються самопливом.

Мал. 2.27.  Будова системи мащення

Робота систем мащення Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=D4WlzTb

Мал. 2.28.  Схема системи мащення двигуна автомобіля ГАЗ-53А:

1 - піддон, 2 - оливний насос, 3 - редукційний клапан оливного насоса, 4 - оливовказівник, 5 - проміжна шестерня, 6 - оливний фільтр, 7 - редукційний (температурний) клапан, 8 - оливний радіатор, 9 - зливний клапан, 10 - розподільний вал, 11 - манометр, 12 - вісь коромисел, 13 - головний оливний канал, 14 - порожнина шатунної шийки, 15 - колінчастий вал, 16 - оливозаливна горловина

Найчастіше у двигунах два оливні фільтри: один — сітчастий — встановлюється на оливоприймач, а другий — у власному корпусі в найбільш доступному місці на блоці циліндрів двигуна. Фільтр другого типу складається з корпусу і фільтрувального елемента, вставленого в корпус. На вантажних автомобілях для додаткового очищення моторної оливи може застосовуватися відцентровий оливний фільтр.

Оливу слід наливати в піддон до певного рівня, який має підтримуватися в процесі роботи двигуна. У випадку переповнення картера олива надмірно розбризкується на стінки циліндрів і може потрапити в камери згоряння, при цьому нагароутворення в них посилиться. Також можливе спінювання оливи, що призводить до значного падіння тиску в системі, при цьому двигун може вийти з ладу. Брак оливи в системі може призвести до так званого оливного голодування.

Оливи, що використовуються у системах мащення ДВЗ

Технічне обслуговування системи мащення двигуна

Під час щозмінного технічного обслуговування перед пуском двигуна або через 5 хв після його зупинки мірною лінійкою контролюють рівень оливи в піддоні картера. Він має бути в межах верхньої і нижньої позначок на лінійці (щупі). Якщо рівень оливи в піддоні картера нижчий за нижню позначку, то робота двигуна забороняється.

Ознаки несправності системи мащення — зниження або підвищення тиску оливи.

Мащення може погіршуватися внаслідок потрапляння сконденсованого палива, частинок нагару, обсмолення тощо. Діагностують технічний стан системи мащення за допомогою контрольного манометра й за кольором оливи.

Зниження тиску оливи може бути наслідком:

ü підтікання оливи в оливній лінії;

ü спрацьовування оливного насоса й підшипників колінчастого та розподільного валів;

ü малого рівня оливи в піддоні картера;

ü недостатньої її в'язкості;

ü заїдання редукційного клапана у відкритому положенні.

Підтікання оливи виникає в місці нещільного затягування штуцерів і пробок або відбувається через тріщини в оливо проводах. Для усунення підтікання штуцера й пробки їх треба підтягнути, а трубки з тріщинками — замінити. Несправності насоса, редукційного клапана та підшипників усувають на станціях технічного сервісу.

Малий рівень оливи в піддонах може бути наслідком вигоряння оливи, витікання її крізь нещільності сальників колінчастого вала й місця пошкодження прокладки.

Забруднену оливу або оливу недостатньої в'язкості слід замінити.

Підвищення тиску оливи в системі відбувається внаслідок:

ü засмічення оливопроводів;

ü застосування оливи підвищеної в'язкості;

ü заїдання редукційного клапана в закритому положенні.

Засмічені оливопроводи прочищають (у розібраному двигуні) дротом, промивають гасом і продувають стисненим повітрям.

Для заправляння двигуна слід застосовувати оливу, рекомендовану заводом – виготовлювачем.

Система живлення б

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 67-81, [Л5] – стор. 78-103.  Підручник з будови автомобілів

Паливна система автомобіля — це сукупність взаємопов’язаних компонентів, що забезпечують безперебійну подачу палива в циліндри двигуна внутрішнього згоряння. Її основне завдання полягає в підготовці та своєчасному впорскуванні точно відміряної кількості паливоповітряної суміші в камери згоряння для підтримки процесу контрольованого згоряння. Ефективна робота системи живлення — ключовий фактор для досягнення необхідної потужності силового агрегату, оптимальної витрати пального і зниження рівня шкідливих викидів. Це впливає на загальну продуктивність і екологічність транспортного засобу.

Система живлення карбюраторного двигуна

Тривала робота в умовах детонаційного згоряння може призвести не тільки до прискореного зношування деталей двигуна, а й до їх поломки або виникнення значних дефектів — тріщин і вигину деталей із подальшим їх руйнуванням.

До системи живлення карбюраторного двигуна входять: паливний бак, паливний насос, паливний фільтр, паливопроводи, карбюратор.

Пальне з бака за допомогою насоса підводиться до карбюратора, після чого змішується в певній пропорції з повітрям, яке проходить через очисник повітря. Якщо ж на двигуні встановлена система упорскування, то пальне підводиться до форсунок, які впорскують його у впускний колектор або безпосередньо в циліндр (детальніше будову і роботу системи впорскування ми розглянемо нижче). Отримана паливо-повітряна суміш подається впускним колектором у циліндри двигуна, де й згоряє. Відпрацьовані гази із циліндрів відводяться через випускний колектор і глушник.

Мал. 2.29.  Будова та принцип роботи системи живлення карбюраторного двигуна

Карбюратор складається з таких частин: поплавцевої камери з поплавцем і голчастим клапаном, дозувального пристрою з жиклером і розпилювачем, змішувальної камери з дифузором, дросельної та повітряної заслінок. Змішувальна камера карбюратора з’єднується із впускним колектором двигуна. Поплавцева камера слугує для підтримання постійного рівня палива в розпилювачі. За допомогою поплавця з голчастим клапаном пальне в камері й розпилювачі підтримується на постійному рівні — на 1-1,5 мм вище від нижнього кінця розпилювача. Такий рівень забезпечує легке висмоктування пального з розпилювача і запобігає витіканню з нього пального, якщо карбюратор не працює. У карбюратор паливо з паливного бака надходить самопливом. У момент зниження рівня пального в камері поплавець опускається і відкриває голчастий клапан, пальне починає надходити в поплавцеву камеру. Після досягнення нормального рівня пальне підніме поплавець, який за допомогою голчастого клапана перекриє його надходження в поплавцеву камеру.

Мал. 2.30.  Будова найпростішого карбюратора

Як працює карбюратор Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=Tb72lqM1VbU

Призначення систем і пристроїв карбюратора

Головний дозувальний пристрій забезпечує поступове виникнення (компенсацію) суміші в разі переходу від малих навантаженні двигуна до середніх.

Система холостого ходу призначається для приготування пальної суміші на малій частоті обертання колінчастого вала двигуна.

Економайзер призначається для збагачення пальної суміші на повних навантаженнях (дросельна заслінка повністю відкрита).

Прискорювальний насос призначається для збагачення суміші в разі різкого відкриття дросельної заслінки.

Пусковий пристрій виконаний у вигляді повітряної заслінки 7, призначається для збагачення суміші під час пуску й прогрівання холодного двигуна.

Мал. 2.31.  Схеми систем і пристроїв карбюратора:

а — головної дозувальної системи; б — системи холостого ходу; в — економайзера; г – прискорювального насоса; д — пускового пристрою; 1 – поплавцева камера; 2 – головний жиклер; 3 – емульсійний колодязь; 4 – емульсійна трубка; 5 – повітряним жиклер головної дозувальної системи; 6 – розпилювач; 7 – повітряна заслінка; 8 – дифузор; 9 – дросельна заслінка; 10 – паливний жиклер системи холостого ходу; 11 – повітряний жиклер системи холостого ходу; 12, 14 – отвори; 13 – гвинт регулювання якості суміші; 15 – шток економайзера; 16 – планка; 17 – тяга; 18 – важіль; 19 – клапан економайзера; 20 – зворотний клапан; 21 – поршень прискорювального насоса; 22 – розпилювач прискорювального насоса; 23 – нагнітальний клапан прискорювального насоса; 24 – серга; 25 – балансувальний канал; 26 – запобіжний клапан повітряної заслінки

Мал. 2.32.  Будова карбюратора «Солекс»

1 - важіль приводу прискорювального насоса; 2 - регулювальний гвинт діафрагми пускового пристрою; 3 - діафрагма пускового пристрою; 4-  повітряний канал пускового пристрою; 5 - електромагнітний запірний клапан; 6 - паливний жиклер системи холостого ходу; 7 - головний повітряний жиклер першої камери; 8 - повітряний жиклер системи холостого ходу; 9 - повітряна заслінка; 10 - розпилювач головної дозувальної системи першої камери; 11 - розпилювач прискорювального насоса з кульковим клапаном; 12 - розпилювач головної дозувальної системи другої камери; 13 - розпилювач еконостата; 14 - головний повітряний жиклер другої камери; 15 - повітряний жиклер перехідної системи другої камери; 16 - балансувальний канал поплавцевої камери; 17 - поплавцева камера; 18 - паливний (голчастий) клапан; 19 - паливний зворотний штуцер із жиклером; 20 - сітчастий фільтр; 21 - паливопідвідний штуцер; 22 - діафрагма економайзера режимів потужності; 23 - паливний жиклер економайзера режимів потужності; 24 - кульковий клапан економайзера режимів потужності; 25 - поплавок; 26 - паливний жиклер еконостата з трубкою; 27 - паливний жиклер перехідної системи другої камери з трубкою; 28 - емульсійна трубка другої камери; 29 - головний паливний жиклер другої камери; 30 - вихідний отвір перехідної системи другої камери; 31 - дросельні заслінки; 32 - демпфуючий жиклер; 33 - дросельні заслінки; 34 - щілина перехідної системи першої камери; 35 - вихідний отвір системи холостого ходу; 36 - блок підігріву карбюратора; 37 - регулювальний гвинт складу якості суміші холостого ходу; 38 - штуцер системи вентиляції картера двигуна; 39 - штуцер відбору розрідження до вакуумного регулятора розподільника запалювання; 40 - штуцери відбору розрідження системи рециркуляції відпрацьованих газів; 41 - головний паливний жиклер першої камери; 42 - емульсійна трубка першої камери; 43 - кульковий клапан прискорювального насоса; 44 - діафрагма прискорювального насоса; 45 - штовхач прискорювального насоса

Система впускання складається з кількох елементів, які забезпечують підведення повітря до впускних каналів головки блока циліндрів. Також на ній лежить функція очищення повітря, яке здебільшого містить пил, бруд і пісок.

Мал. 2.33.  Елементи системи впускання

Система випускання необхідна для відведення відпрацьованих газів і зниження шуму під час їх вихлопу. Складається з випускного колектору і вихлопної труби. У сучасних двигунах для поліпшення екологічних показників між випускним колектором і вихлопною трубою додатково встановлюється каталітичний нейтралізатор.

Мал. 2.34.  Елементи системи випускання

Система живлення двигунів з впорскуванням палива

Центральне впорскування (моновпорскування)

У цій системі замість карбюратора встановили схожий механізм, який відрізнявся тим, що пальне не розпилювалося шляхом розрідження, а впорскувалося однією форсункою. Керування процесом упорскування поклали на електроніку, досягнувши точного дозування пального в момент його впорскування. Низький тиск упорскування (0,5-1,0 бар) дав змогу використовувати звичайний електричний паливний насос, а управління за допомогою електронного блока керування (ЕБК) дало можливість постійно контролювати кількість пального, що впорскується, для збереження стехіометричності паливної суміші.

Мал. 2.35.  Будова системи живлення бензинових двигунів із моновпорскуванням

Система живлення з впорскуванням бензину Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=hkR-Pnqh8xQ&list

Розподілене впорскування

Для реалізації цієї системи взяли і замість однієї загальної форсунки встановили по одній форсунці на кожен циліндр (оптимізувавши тим самим роботу двигуна). Для більш якісного розпилювання пального, щоб зробити перемішування з повітрям більш ретельним, підвищили тиск упорскування. Такі вимоги виникли через те, що форсунки встановлюються у впускний колектор після дросельної заслінки і спрямовані на впускні клапани.

Мал. 2.36.  Схема розподіленого впорскування палива

Основні частини системи живлення двигунів з впорскуванням палива

Бак. Герметична ємність, виготовлена з корозійностійких матеріалів, призначена для зберігання і подачі палива. Конфігурація виробу оптимізована для максимальної місткості за обмеженого монтажного простору.

Помпа. Електричний або механічний агрегат, що створює необхідний тиск у магістралі для примусової подачі пального з бака. У сучасних авто частіше використовуються високопродуктивні електричні заглибні помпи, що розміщуються всередині бака.

Паливопроводи. Спеціальні трубопроводи з паливостійких матеріалів, які з’єднують елементи системи та забезпечують транспортування палива з мінімальними гідравлічними втратами.

Паливний фільтр. Пристрій тонкого очищення, що видаляє будь-які забруднення і чужорідні частинки з паливного потоку, які можуть порушити роботу прецизійних елементів уприскування. Забезпечує подачу чистого відфільтрованого пального.

Форсунки. Високоточні електромагнітні клапани, які здійснюють пряме впорскування порцій пального в циліндри двигуна із суворо контрольованими параметрами для формування оптимальної паливоповітряної суміші.

Рампа. Розподільчий колектор, до якого приєднані всі форсунки для синхронізованої подачі пального під тиском. Забезпечує рівномірний розподіл до кожного циліндра.

Безпосереднє впорскування

Принцип роботи цієї системи полягає в тому, що паливо впорскується одразу в камеру згоряння кожного циліндра, і вже там змішується з повітрям. Система визначає і подає оптимальний склад суміші в циліндр, що забезпечує велику потужність на різних режимах роботи двигуна, економічність і високі екологічні властивості. Але з іншого боку, двигуни з цією системою впорскування мають високу ціну порівняно із своїми попередниками через складність своєї будови. Також ця система дуже вимоглива до якості палива.

Мал. 2.37.  Схема безпосереднього впорскування палива:

1 – повітряний фільтр; 2 – витратомір повітря; 3 – адсорбер; 4 – запірний клапан системи керування парів бензину; 5 – блок керування дросельною заслінкою; 6 – датчик тиску у впускному колекторі; 7 – клапан керування впускними заслінками; 8 – вакуумний урухомник впускних заслінок; 9 – датчик положення впускної заслінки; 10 – датчик тиску в магістралі вакуумного підсилювача гальма; 11 – клапан системи рециркуляції відпрацьованих газів; 12 – блок керування системи керування двигуном

Безпосереднє впорскування Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=eMCiHV1Bjhk&list

Технічне обслуговування систем живлення двигунів

Технічний стан системи живлення визначає потужністні та економічні показники роботи машини, забруднення навколишнього середовища.

Карбюраторні двигуни

Під час щоденного технічного обслуговування перед виїздом автомобіля перевіряють щільність з'єднань бака, фільтрів, паливного насоса, карбюратора (підтікання не має бути).

Під час ТО-1 перевіряють дію урухомника дроселів і повітряної заслінки, зливають відстій з фільтра-відстійника, перевіряють кріплення карбюратора до впускного патрубка, промивають або замінюють фільтрувальний елемент повітроочисника, промивають сітчасті елементи очищення палива, перевіряють і за потреби регулюють вміст діоксину вуглецю у відпрацьованих газах.

Під час ТО-2 діагностують систему живлення, а потім виконують роботи, пов'язані з технічним обслуговуванням та усуненням несправностей. Ними передбачено: перевірку надійності кріплення елементів системи, стану паливного бака, видалення відстою з поплавцевої камери карбюратора, очищення або заміну фільтрувальних елементів паливних і повітряних фільтрів, регулювання роботи двигуна в режимі холостого ходу, перевірку токсичності відпрацьованих газів і рівня палива в поплавцевій камері карбюратора.

Під час сезонного технічного обслуговування розбирають і промивають карбюратор, паливний насос і обмежувач максимальної частоти обертання колінчастого вала двигуна, проминають паливний бак і перевіряють дію клапанів у короку заливної горловини, продувають паливопроводи стисненим повітрям.

Двигуни з впорскуванням палива

Перевірка паливного бака. Огляньте паливний бак на наявність видимих пошкоджень або корозії. Переконайтеся, що бак герметичний і немає витоку палива. Особливу увагу зверніть на горловину та кришку бака.

Оцінка стану паливних фільтрів. Перевірте паливний фільтр на забруднення. Зазвичай його необхідно замінювати через певний пробіг, рекомендований виробником автомобіля. Забитий фільтр знижує ефективність роботи двигуна.

Очищення паливних форсунок. Засмічені форсунки можуть призвести до неправильного згоряння палива та зниження продуктивності двигуна. Використовуйте спеціальні очищувачі для паливної системи або зверніться до сервісного центру для професійного очищення форсунок.

Перевірка та обслуговування паливного насоса. Переконайтеся, що паливний насос працює правильно і забезпечує належний тиск палива. У разі виявлення несправностей, замініть насос або відремонтуйте його у спеціалізованому сервісі.

Контроль герметичності паливопроводів. Переконайтеся, що всі паливопроводи герметичні та не мають витоків. У разі виявлення пошкоджень замініть їх на нові.

Використання якісного палива. Застосування якісного палива зменшує ризик засмічення паливної системи. Намагайтеся заправляти автомобіль лише на перевірених заправках, щоб уникнути проблем з низькоякісним паливом.

Система живлення г

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 82-92, [Л5] – стор. 117-127.  Підручник з будови автомобілів

Газобалонне обладнання систем живлення нового покоління

ГБО п'ятого покоління. Розподілене електронне впорскування рідкого газу LPi. Систему було розроблено для двигунів з розподіленим електронним впорскуванням бензину. Система LPi працює багато в чому, так само, як і бензинова паливна система: рідке паливо циркулює паливопроводом і подається у форсунки. В системі є бак з інтегрованим насосом мембранного типу. Насос піднімає тиск в системі до 5 Бар і подає паливо до регулятора тиску. Цей компонент контролює і регулює тиск у паливній магістралі і так само обладнаний запірним електромагнітним клапаном, який відкриває подачу газу, коли ви активуєте систему. Надлишок палива повертається зворотним паливопроводом через регулятор тиску в паливний бак (балон). Газові інжектори управляються газовим блоком управління (LPE). Цей модуль використовує сигнали бензинового блока управління і адаптує їх для використання з газовими інжекторами. Всі інші сигнали та інформація бензинового блока управління залишаються недоторканими.

Мал. 2.38.  Схема ГБО п'ятого покоління

ГБО шостого покоління. Безпосереднє впорскування рідкого газу (LPdi). Систему було розроблено для двигунів з безпосереднім впорскуванням бензину. Так само, як LPI, система LPdi зберігає пропан-бутанову суміш у рідкому стані протягом усього процесу, при цьому газ уже впорскується безпосередньо в камеру згоряння в обхід впускних клапанів, що робить цю систему придатною для використання на найсучасніших двигунах з безпосереднім впорскуванням палива (TSI). Рідкий газ подається прямо через бензинові форсунки. Газовий насос створює надлишковий тиск і забезпечує циркуляцію газу паливопроводом. Серце системи LPdi – запатентований вузол FSU (fuelselectionunit - вузол вибору палива), який забезпечує вільний перехід між бензином і газом. Рідкий газ і бензин подається в модуль FSU і вибране паливо подається в насос високого тиску двигуна, який створює надлишковий тиск більш ніж 100 Бар, після чого здійснюється впорскування палива.

Мал. 2.39.  Схема ГБО шостого покоління

Технічне обслуговування системи живлення двигунів від газобалонної установки

Під час ЩТО перед виїздом автомобіля перевіряють кріплення газового балона (балонів), стан обладнання, герметичність системи, роботу двигуна на бензині. Під час ставлення автомобіля на стоянку закривають витратні вентилі й виробляють весь газ, що знаходиться в системі, зливають відстій з газового редуктора, а в холодну пору року зливають воду з порожнини випарника (якщо система охолодження заповнена водою).

Під час ТО-1 автомобілів, що працюють на скрапленому газі, перевіряють герметичність вентилів та арматури балона (з інтервалом у 3 місяці перевіряють працездатність запобіжного клапана газового редуктора високого тиску в автомобілях, що працюють на стисненому газі), перевіряють кріплення газового обладнання і здійснюють технічне обслуговування повітроочисника, перевіряють герметичність газової системи стисненим повітрям (азотом), перевіряють і за потреби регулюють вміст СО у відпрацьованих газах під час роботи двигуна на газі і бензині.

Під час ТО-2 автомобілів, що працюють на стисненому газі, перевіряють регулювання редукторів (високого й низького тиску), роботу манометрів та електромагнітних клапанів.

Під час СТО автомобілів, що працюють на скрапленому газі, перевіряють тиск спрацювання запобіжного клапана газового балона, продувають трубопроводи стисненим повітрям, перевіряють роботу обмежувача максимальної частоти обертання колінчастого вала двигуна й манометра. Один раз у два роки потрібно виконати гідравлічні та пневматичні випробування балона з арматурою.

Система живлення д

Рекомендована література:  [Л2] – стор. 57-67, [Л5] – стор. 103-117.  Підручник з будови автомобілів

Важке паливо містить парафіни і сірку. Що більше їх у складі дизеля, то гірше, оскільки сірка знижує здатність до самозаймання, а парафіни впливають на роботу палива в умовах низьких температур навколишнього середовища.

Система живлення містить паливний бак, фільтри грубої і тонкої очистки палива, паливо-підкачувальний насос (помпу), паливний насос високого тиску, турбокомпресор, форсунки і паливопроводи низького та високого тиску. Повітря очищається у повітроочиснику.

Мал. 2.40.  Будова системи живлення роздільного типу

Дизельна система живлення Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=OlYM55P9NyE

Мал. 2.41.  Схема системи живлення дизеля КамАЗ-740:

1 - паливний бак; 2, 5, 7, 8. 11,13, 15, 17, 19-21 - паливопроводи; 3 - трійник;

4 - фільтр грубого очищення палива; 6 - форсунка; 9 - ручний підкачувальний

насос; 10 - паливопідкачувальний насос; 12 - ПНВТ; 14 - електромагнітний клапан;

16 - факельна свічка; 18 - фільтр тонкого очищення палива

Паливна система Common Rail

Для повного згоряння і низької витрати палива, зменшення викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами, а також зниження рівня шуму під час роботи двигуна, потрібне правильне утворення горючої суміші. Насамперед це залежить від типу паливної системи. Для правильної роботи дизельного двигуна внутрішнього згоряння потрібно впорскування палива у потрібній кількості, у потрібний час та під високим тиском. Ці завдання виконує акумуляторна паливна система Common Rail.

Паливну систему common rail можна умовно поділити на три частини – контур низького тиску, контур високого тиску та електронну систему керування. Магістраль низького тиску включає паливний насос, фільтри грубого і тонкого очищення, а магістраль високого тиску представлена ПНВТ, паливним акумулятором і форсунками. Завідує роботою обох магістралей керуюча електроніка, до складу якої входять численні датчики, виконавчі елементи та електронний блок керування.

Мал. 2.42.  Паливна система Common Rail:

1 - паливний бак; 2 - паливний фільтр; 3 - ПНВТ; 4 - датчик тиску палива;

5 - паливна рампа; 6 - регулятор тиску; 7 - форсунки; 8 - електронний

блок керування; 9 - підсилювальний блок; 10 - сигнали від датчиків

Електронна система керування складається з таких компонентів:

Система Common Rail Джерело: https://www.youtube.com/watch?v=dNq8gs2Y-Y8

Технічне обслуговування системи живлення дизельного двигуна

Робота дизеля великою мірою залежить обслуговування від правильності та своєчасності технічного обслуговування системи живлення. Перед початком роботи перевіряють кількість палива в баку, в разі потреби заправляють паливом, відстояним понад дві доби. Перебої в роботі дизеля може спричинити потрапляння повітря в паливні магістралі (для його видалення передбачено вентилі на корпусах фільтрів тонкого очищення палива та насоси ручного підкачування). Під час щоденного технічного обслуговування підтягують кріплення (підтікань палива не повинно бути), перевіряють стан повітроочисника, за потреби очищують фільтрувальні елементи.

ТО-1. Перевірити кріплення впускного і випускного трубопроводів, паливних фільтрів і паливопідкачувального насоса і герметичність повітропроводів від повітряного фільтра. Злити відстій з паливного, бака. Промити корпус і замінити фільтруючі елементи паливних фільтрів. Змастити шарнірні з'єднання приводів управління насосом високого тиску.

 ТО-2. Промити паливний бак. Перевірити кріплення глушника і всережимного регулятора; герметичність системи живлення і циркуляцію палива, а також дію насоса високого тиску і форсунок. Відрегулювати частоту обертання колінчастого вала двигуна на холостому ходу. Через кожні 1000 год роботи фільтра фільтруючий елемент повітроочисника замінювати.

 При сезонному обслуговуванні провести очищення першого ступеня фільтра очищення повітря. Не рідше одного разу в два роки проводити перевірку показань індикатора засміченості повітряного фільтра.

Питання для самоконтролю 1. Вкажіть призначення двигуна внутрішнього згоряння. 2. Як класифікують двигуни внутрішнього згоряння? 3. З яких механізмів і систем складається двигун внутрішнього згоряння? 4. Які робочі процеси і цикли відбуваються під час роботи ДВЗ? 5. Яке призначення кривошипно-шатунного механізму? 6. Назвіть нерухомі та рухомі деталі КШМ. 7. Поясніть принцип роботи кривошипно-шатунного механізму. 8. Вкажіть призначення газорозподільного механізму. 9. Поясніть будову і принцип дії газорозподільного механізму. 10. Що таке фази газорозподілу двигуна? 11. Вкажіть призначення системи охолодження двигуна. 12. Я класифікуються системи охолодження? 13. Поясніть будову і принцип роботи рідинної системи охолодження. 14. Яку функцію виконує термостат у системі охолодження?  15. Вкажіть призначення системи мащення двигуна. 16. Поясніть загальну будову і принцип роботи системи мащення. 17. Який механізм забезпечує циркуляцію оливи під тиском у системі мащення. 18. Призначення паливної системи автомобіля. 19. Загальна будова та принцип роботи системи живлення карбюраторного двигуна. 20. Як працює найпростіший карбюратор? 21. Які системи і пристрої має карбюратор та їх призначення? 22. Які є система живлення двигунів із впорскуванням палива? 23. Поясніть доцільність використання горючих газів для автомобільних двигунів. 24. Що входить в склад газобалонного обладнання системи живлення двигуна? 25. Які вимоги пред’являються до паливних систем дизельних двигунів? 26. Загальна будова та принцип роботи системи живлення дизельного двигуна. 27. Яку функцію виконує турбокомпресор у дизельній паливній системі? 28. Назвіть особливості роботи дизельної паливної системи Common Rail. 29. Як працює паливна система Common Rail? 30. Назвіть переваги і недоліки використання паливної системи Common Rail.

попередня тема

на початок

наступна тема