Конструкции автомобильных двигателей

Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение

Высшего профессиональног образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ТГАСУ)

 

Кафедра: «Автомобили и тракторы»

 

Реферат

На тему:  «Конструкции автомобильных двигателей»

Выполнил         студент гр. 812Б-015

 Прохоренко А.С.

Проверил           профессор

  Аметов В.А.

 

 

 

 

 

Томск 2013

Содержание

Введение…………………………………………………………………………3

1. Схемы  различных автомобильных двигателей……..………………………4

2. Двигатели  легковых автомобилей малого  класса повышенной проходимости……………………………………………………………………6

3. Двигатель  легкового автомобиля особо малого  класса…………………….9

4. Двигатель  легкового автомобиля среднего  класса…………………………12

5. Двигатель  легкового автомобиля большого  класса………………………..14

6. Дизель  грузового автомобиля………………………………………………..21

Список использованной литературы…………………...………………………23

Введение

Применение на автомобилях различных  типов двигателей по смесеобразованию и воспламенению горючей смеси, по числу и расположению цилиндров, по числу и расположению клапанов и распределительных валов и  по охлаждению зависит от типа и  назначения автомобиля. При этом используемый на автомобиле двигатель должен обеспечивать наибольшие среднюю скорость движения и производительность, а также  наилучшие тягово-скоростные свойства, топливную экономичность, проходимость и экологичность автомобиля.

1. Схемы различных автомобильных  двигателей

В данном разделе реферата представлены двигатели легковых автомобилей  малого класса поршневые, внутреннего  сгорания, рядные, четырехтактные, четырехцилиндровые, с верхним расположением клапанов и распределительного вала, бензиновые, с жидкостным охлаждением.

Рис. 1. Двигатель легкового  автомобиля малого класса:

1 — коленчатый вал; 2 — вентилятор; 3 — блок цилиндров; 4 — зубчатый ремень; 5 — головка цилиндров; 6 — клапан; 7 — распределительный вал; 8 — крышка газораспределительного механизма; 9 — маховик; 10 — подушка передней опоры; 11 — поршень; 12 — шатун; 13 — масляный поддон

 

На рис. 1–11 показаны схемы различных  двигателей. Двигателям дана краткая  техническая характеристика, отмечены их конструктивные особенности и  указано, на каких типах автомобилей  они применяются.

Двигатель, представленный на рис. 1, имеет  рабочий объем цилиндров 1,3 л и  степень сжатия 8,5. Он развивает максимальную мощность 50,7 кВт при частоте вращения коленчатого вала 5600 мин^-1 и максимальный крутящий момент 94 Н-м при частоте вращения 3400 мин^-1.

Четыре цилиндра двигателя выполнены  в одном блоке 3 и расположены вертикально в один ряд. Блок цилиндров закрыт го ловкой 5цилиндров. В цилиндрах находятся поршни 11, которые через шатуны 12 соединены с пятиопорным валом 1, установленным в блоке цилиндров. На переднем конце коленчатого вала закреплены шкив привода генератора и жидкостного насоса с вентилятором 2, а также зубчатый шкив привода распределительного вала 7 на заднем конце коленчатого вала прикреплен маховик 9.

Распределительный вал установлен в головке цилиндров вместе с  впускными и выпускными клапанами 6. Сверху двигатель закрыт клапанной крышкой 8, а снизу — масляным поддоном 13.

 

2. Двигатели легковых  автомобилей малого класса повышенной  проходимости

Рис. 2. Двигатели легковых автомобилей малого класса повышенной проходимости (а) и переднеприводного (б):

1 — коленчатый вал; 2 — маховик; 3 — блок цилиндров; 4 — генератор; 5 — стартер; 6 — шатун; 7 — поршень; 8, 10 – выпускной и впускной трубопроводы; 9 – клапан; 11 — карбюратор; 12 — воздушный фильтр; 13 — распределительный вал; 14 — крышка газораспределительного механизма; 15 — головка цилиндров; 16— распределитель зажигания; 17— свеча зажигания; 18 – топливный насос; 19 — масляный фильтр; 20 — вал привода масляного насоса; 21 — масляный насос; 22 — масляный поддон; 23 — маслоприемник; 24 — жидкостный насос

 

Двигатель, приведенный на рис. 2., а, имеет рабочий объем цилиндров 1,57 л и степень сжатия 8,5. Максимальную мощность 58,8 кВт двигатель развивает при частоте вращения 5400 мин^-1, максимальный крутящий момент 121,6 Н-м при частоте вращения 3000 мин^-1.

Двигатель, представленный на рис. 2., б, имеет рабочий объем цилиндров 1,3 л и степень сжатия 9,9. Он развивает максимальную мощность 47 кВт при частоте вращения 5600 мин^-1 и максимальный крутящий момент 94 Н-м при частоте вращения 3500 мин^-1.

Рабочий цикл двигателей протекает  за четыре такта (впуск – сжатие – рабочий ход – выпуск) с  порядком работы цилиндров (чередованием рабочих ходов в цилиндрах) 1-3-4-2. Горючая смесь приготавливается из автомобильного бензина и воздуха  в карбюраторе 11 (см. рис. 2.). Бензин подается в карбюратор топливным насосом 18, а воздух поступает из окружающей среды через воздушный фильтр 12 под действием вакуума, возникающего в цилиндрах при движении поршней 7 из верхнего крайнего положения в нижнее крайнее положение.

Приготовленная в карбюраторе  горючая смесь поступает в  цилиндры через впускной трубопровод 10, впускные клапаны 9 и сжимается в них поршнями. Сжатая смесь воспламеняется электрической свечой зажигания 17, ток к которой подается от распределителя зажигания 16 и вырабатывается генератором 4. Расширяющиеся при сгорании горючей смеси газы перемещают в цилиндрах поршни, которые через шатуны 6 вращают коленчатый вал 1 с маховиком 2. Мощность и крутящий момент двигателей с коленчатого вала и маховика передаются на ведущие колеса автомобиля.

Отработавшие газы через выпускные  клапаны и выпускной трубопровод  направляются в глушители и из них выбрасываются в окружающую среду.

Открытие и закрытие впускных и  выпускных клапанов производится распределительным  валом 13.

Смазывание деталей двигателей осуществляется маслом, которое находится  в масляном поддоне 22, забирается из него через маслоприемник 23 масляным насосом 21 и подается на трущиеся поверхности деталей, пройдя очистку в масляном фильтре 19.

Охлаждение двигателей производится низкозамерзающими жидкостями (антифризами), принудительная подача которых к  сильно нагретым деталям осуществляется жидкостным насосом 24.

Пуск двигателей производится стартером 5, который проворачивает коленчатый вал с частотой не менее 40...50 мин^-1, необходимой для пуска, и питается током от аккумуляторной батареи.

 

3. Двигатель легкового  автомобиля особо малого класса

 

На рис. 3 показан двигатель легкового  автомобиля особо малого класса. Двигатель  бензиновый, рядный, четырехтактный, двухцилиндровый, верхнеклапанный, с жидкостным охлаждением. Рабочий объем цилиндров двигателя  — 0,65 л, степень сжатия — 9,9. Максимальную мощность 21,5 кВт двигатель развивает  при частоте вращения коленчатого  вала 5600 мин^-1, максимальный крутящий момент 44 Н-м — при частоте 3500 мин^-1.

Два цилиндра двигателя расположены  вертикально в одном блоке 10, закрытом головкой 3 цилиндров, в которой размещены распределительный вал 5 и клапаны 20. В цилиндрах находятся поршни 8, соединенные шатунами 9 с коленчатым валом 12. Коленчатый вал — трехопорный. На заднем его конце закреплены маховик 11 и шестерня привода уравновешивающего механизма, который компенсирует инерционные силы от поршней, шатунов и других деталей двигателя. Уравновешивающий механизм состоит из двух уравновешивающих валов 14 и 24 с приводными шестернями, находящимися в зацеплении с шестерней коленчатого вала. Оба уравновешивающих вала установлены в блоке цилиндров на двух шариковых подшипниках каждый. Горючая смесь готовится в карбюраторе 18 и воспламеняется свечами зажигания 21.

Масло для смазывания трущихся поверхностей деталей двигателя подается масляным насосом 2. Охлаждение наиболее нагретых деталей двигателя производится жидкостью с помощью жидкостного насоса 16. Двигатель сверху закрыт крышкой 4, а снизу масляным поддоном 13.

На рис. 4 представлен двигатель  легкового автомобиля особо малого класса. Двигатель бензиновый, V-образный, четырехтактный, четырехцилиндровый, верхнеклапанный, с нижним расположением  распределительного вала, с воздушным  охлаждением. Рабочий объем цилиндров  двигателя — 1,2 л, степень сжатия — 8,4. Максимальную мощность 33 кВт двигатель  развивает при частоте вращения коленчатого вала 4500 мин^-1, максимальный крутящий момент 82 Н-м — при частоте вращения 3100 мин^-1.

В картере 2 двигателя установлены  четыре цилиндра б попарно под  углом 90°. Наружная поверхность цилиндров  выполнена с ребрами охлаждения. Внутри цилиндров находятся поршни 7, связанные шатунами 5 с коленчатым валом 4.

Рис. 3. Двигатель легкового  автомобиля особо малого класса:

1 – маслоприемник; 2 – масляный насос; 3 — головка цилиндров; 4 — крышка 13 головки цилиндров; 5 — распределительный вал; 6 — топливный насос; 7 — датчик—распределитель зажигания; 8 — поршень; 9 — шатун; 10— блок цилиндров; 11 — маховик; 12 — коленчатый вал; 13 — масляный поддон; 14, 24 — уравновешивающие валы; 15— масляный фильтр; 16— жидкостный насос; 17 — впускной трубопровод; 18— карбюратор; 19— воздушный фильтр; 20— клапан; 21 — свеча зажигания; 22 — генератор; 23— стартер

 

Каждая пара цилиндров закрыта  головкой 9 цилиндров, которая также имеет ребра охлаждения. В головке цилиндров размещены клапаны 10, которые приводятся в действие от распределительного вала 11, имеющего нижнее расположение. Внутри распределительного вала установлен вал балансировочного механизма, компенсирующего инерционные силы от деталей двигателя. Балансировочный вал имеет противовес и шестеренный привод от коленчатого вала.

Горючая смесь приготавливается в  карбюраторе 12 и воспламеняется в цилиндрах свечами зажигания 8.

Рис. 4. Двигатель легкового  автомобиля особо малого класса:

1 — масляный поддон; 2 — картер двигателя; 3 — регулятор температуры двигателя; 4 — коленчатый вал; 5 – шатун; 6 — цилиндр; 7 — поршень; 8 — свеча зажигания; 9 — головка цилиндров; 10 — клапан; 11 — распределительный вал; 12 — карбюратор; 13 — вентялятор; 14 — топливный насос; 15 — воздухоотводящий кожух.

Охлаждение двигателя осуществляется воздухом с помощью нагнетающего вентилятора 13. Регулирование температуры двигателя производится регуляторами 3, которые размещены в воздухоотводящих кожухах 15. Масляный поддон 7, закрывающий картер двигателя снизу, для лучшего охлаждения масла имеет охлаждающие ребра.

 

4. Двигатель легкового автомобиля  среднего класса

Двигатель легкового автомобиля среднего класса показан на рис. 5. Двигатель  бензиновый, четырехтактный, рядный, четырехцилиндровый, верхнеклапанный, с нижним расположением  распределительного вала, с жидкостным охлаждением. Рабочий объем цилиндров  двигателя — 2,45 л, степень сжатия — 8,2. Максимальную мощность 70 кВт двигатель  развивает при частоте вращения коленчатого вала 4500 мин^-1, максимальный крутящий момент 190 Н-м — при частоте вращения 2300 мин^-1.

Рис. 5. Двигатель легкового автомобиля среднего класса:

1 —  коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — блок цилиндров; 4 – поршень; 5 — гильза цилиндра; 6, 7 — выпускной и впускной трубопроводы; 8 — карбюратор; 9 — клапан; 10 — коромысло; 11 — штанга; 12 — головка цилиндров; 13 — свеча зажигания; 14 — толкатель; 15 — стартер; 16 — распределительный вал; 17 — масляный насос; 18 — масляный поддон; 19 — маслоприемник.

Четыре съемные гильзы 5 цилиндров  установлены вертикально в один ряд в блоке 3 цилиндров и закрыты головкой 12, в которой размещены клапаны 9 и коромысла 10 клапанов с осью. Коленчатый вал 1 шатунами 2 соединен с поршнями 4. Распределительный вал 16 имеет нижнее расположение, а впускные и выпускные клапаны — верхнее расположение. Клапаны приводятся в действие от распределительного вала с помощью толкателей 14, штанг 11 и коромысел 10. Горючая смесь готовится в карбюраторе 8, подается в цилиндры через впускной трубопровод 7 и воспламеняется свечами зажигания 13. Отработавшие газы из цилиндров удаляются через выпускной трубопровод 6 в приемную трубу глушителя. Масло из поддона 18 забирается насосом 17 с помощью маслоприемника и, пройдя очистку в фильтре, подается для смазывания трущихся поверхностей деталей двигателя. Охлаждение двигателя — жидкостное.

 

5. Двигатель легкового автомобиля  большого класса

 

На рис. 6 представлен двигатель  легкового автомобиля большого класса. Двигатель бензиновый, четырехтактный, V-образный, восьмицилиндровый, верхнеклапанный, с нижним расположением распределительного вала, с жидкостным охлаждением. Рабочий  объем цилиндров двигателя — 5,5 л, степень сжатия — 8,5. Максимальную мощность 162 кВт двигатель развивает  при частоте вращения коленчатого  вала 4200 мин™¹, максимальный крутящий момент 450 Н-м — при частоте вращения 2700 мин ^-1.

Съемные гильзы 3 цилиндров установлены в два ряда под углом 90° в блоке 2 цилиндров. Каждый ряд цилиндров закрыт головкой 12. В головке находятся клапаны 6 и коромысла 7клапанов с осью.