8. Контрольные вопросы

1. Назначение двухтактного двигателя.

2. Признаки классификации двигателей.

3. Энергетические и экономические показатели двигателей.

4. Экологические показатели двигателей.

5. Способы осуществления рабочего цикла.

6. Способы смесеобразования и воспламенения рабочей смеси.

7. Виды и марки применяемых топлив.

8. Способы наполнения цилиндров свежим зарядом.

9. Объемы цилиндров двигателя.

10. Тип системы смазки и марки применяемых масел

11. Тип системы охлаждения и марки охлаждающей жидкости.

Приложение а

Таблица А.1 – Бланк отчета

Параметры	Обозначение	Единицы измерения	Значение
1	2	3	4
Модель двигателя		-
Число цилиндров	i	-
Число окон в цилиндре
Тип двигателя		-
Число тактов
Система газораспределения
Способ охлаждения		-
Диаметр цилиндра	d	мм
Ход поршня	S	мм
Рабочий объём цилиндра	Vh	дм^3
Полный объём цилиндра	Va	дм^3
Объём камеры сжатия	Vc	дм^3
Степень сжатия		-
Вид и марка применяемого топлива		-
Число карбюраторов
Диаметр диффузоров
Максимальная мощность	Ne max	кВт
Объемная мощность двигателя	Ng	кВт/дм^3
Поршневая мощность	Nn	кВт

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Р

Составные элементы двухтактного двигателя

исунок Б.1 -

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТНОЙ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

5.1. Цель и задачи работы

Цель работы - расширить, углубить и закрепить теоретические знания, полученные студентами при изучении систем охлаждения современных автомобильных поршневых двигателей.

Задачи работы - изучение конструкции и работы, а также определение основных параметров жидкостной системы охлаждения поршневого автомобильного двигателя и его составных частей.

В результате самостоятельной подготовки к лабораторной работе и ее выполнения студент должен:

знать назначение, основные типы, конструкцию и работу систем жидкостного охлаждения современных автомобильных и тракторных поршневых двигателей, назначение, типы, конструкцию и работу основных элементов системы охлаждения, требования, предъявляемые к жидкостной системе охлаждения, ее составным частям и охлаждающим жидкостям согласно стандартам, способы регулирования температуры двигателя, а также особенности жидкостных систем охлаждения дизельных двигателей и двигателей с воздушным охлаждением;

уметь самостоятельно осваивать конструкции системы охлаждения и ее составных частей, применять охлаждающие жидкости в зависимости от времени года, условий эксплуатации автомобилей и конструкции двигателя;

приобрести практические навыки разборки и сборки составных частей системы охлаждения двигателя, критического анализа и оценки конструкций системы охлаждения и ее составных частей.

5.2. Краткие теоретические сведения

В зависимости от типа двигателя температура газов внутри цилиндров в период сгорания рабочей смеси достигает 2000... 25000^OC. Газы, обладающие столь высокой температурой, сильно нагревают детали двигателя, в результате чего его нормальная работа их может нарушаться.

Сильный нагрев двигателя может вызвать снижение его мощности вследствие ухудшения наполнения цилиндров, самовоспламенение смеси и детонацию, усиленный износ, заедание и поломку деталей в результате нарушения нормальных зазоров, ухудшение смазочных свойств и выгорание масла, снижение механических качеств материалов. Для обеспечения нормальной работы неадиабатного двигателя необходимо охлаждать детали, отводя от них лишнюю теплоту в атмосферу либо непосредственно, либо с помощью промежуточного тела, например, низкопромерзающей жидкости (антифриза). Так как на охлаждение двигателя тратится ориентировочно 30% тепловой энергии топлива, оно должно быть умеренным.

При повышении охлаждения (переохлаждении) деталей двигателя, ограничивающих внутрицилиндровое пространство, увеличиваются потери теплоты в окружающую среду, ухудшается испарение топлива, а вследствие сгущения смазки увеличиваются потери на трение. Все это приводит к падению мощности и ухудшению экономичности двигателя, а в дизельных двигателях еще и к осмолению порошей, поршневых колец и выпускных клапанов. Таким образом, как перегрев, так и переохлаждение нарушают нормальную работу двигателя.

Совокупность устройств, обеспечивающих подвод охлаждающей среды к нагретым деталям двигателя и отвод от них в окружающую среду лишней теплоты, составляет систему охлаждения, которая должна обеспечивать наивыгоднейшую степень охлаждения и возможность поддержания в требуемых пределах теплового состояния двигателя при различных режимах и условиях работы.

В современных автомобильных неадиабатных двигателях применяются два способа охлаждении: жидкостное (наиболее распространенное) и воздушное. В зависимости от способа циркуляции охлаждающей жидкости различают две системы жидкостного охлаждения: с термосифонной и с принудительной циркуляциями.

Термосифонной циркуляцией жидкости оборудованы только пусковые двигатели тракторов. Принудительная жидкостная система охлаждения может быть либо постоянно сообщена с атмосферой, либо через специальный паровоздушный клапан. В зависимости от способа соединения полости системы охлаждения двигателя с атмосферой принудительная жидкостная система делится на открытую и закрытую.

В рубашке охлаждения и радиаторе закрытой системы давление несколько выше атмосферного, соответственно выше и температура кипения жидкости. Закрытая система более совершенна и применяется на всех современных автомобильных двигателях.

В общем случае в систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости входят жидкостный насос с распределительной трубой, рубашка охлаждения головки и блока, нижний и верхний соединительные патрубки со шлангами, радиатор с паровоздушными клапанами и расширительными бачками, жалюзи радиатора, вентилятор, автоматическая муфта отключения лопастей вентилятора, термостат и сливные краники.

5.3. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка имеет два рабочих места (рис.5.1). Первое предназначено для изучения конструкции и определения параметров системы охлаждения и ее составных частей, состоит из поворотного стенда 8, на котором установлен двигатель 7, полностью укомплектованный приборами системы охлаждения. Второе место (рис. 5.2) предназначено для исследования работы паровоздушного клапана и термостата, состоит из лабораторного стола 1, на котором установлены резервуар 2 и прибор для измерения температуры воды 17 типа А565 с цифровой индикацией. В резервуар помещен верхний бачок радиатора 7 (в дальнейшем - бачок), герметически закрытый пробкой 9, снабженный паровым 11 и воздушным 10 клапанами. Для сообщения внутренней полости бачка с атмосферой в заливной горловине имеется пароотводная трубка 8. Внутри бачка установлены стакан с термостатом 15, термопара 16 и электрический подогреватель 12 с питанием от внешней электрической цепи. На верхней части бачка для измерения давления и разрежения в бачке установлены мановакуумметр 6, а для определения начала и полного открытия клапана термостата - индикатор 13.

Для ускорения охлаждения воды в бачке предусмотрен кран 5 для наполнения резервуара холодной водой и кран 3 для слива воды из резервуара, а поддержание заданного уровня воды в резервуаре обеспечивается сливной трубкой 4.

Корпус резервуара заземлен в общий контур заземления.

Рис. 5.1. Схема установки для определения параметров системы охлаждения: 1 - радиатор; 2 - вентилятор; 3 - гидромуфта привода вентилятора; 4 - водяной насос; 5 - термостат; 6 - расширительный бачок; 7 - двигатель; 8 - поворотный стенд

Рис. 5.2. Схема лабораторной установки для исследования работы паровоздушного клапана и термостата

5.4. Методика проведения работы

1. Студенты разбирают и измеряют геометрические и конструктивные параметры, изучают конструкцию и исследуют работу составных частей системы охлаждения двигателя под наблюдением преподавателя или учебного мастера (лаборанта) в соответствии с требованиями методических указаний. На работу отводится 4 часа.

2. Материальное обеспечение: двигатель, установленный на поворотном стенде, составные части жидкостной системы охлаждения (радиатор, водяной насос, жалюзи радиатора, вентилятор с муфтой отключения); установка для исследования работы паровоздушного клапана и термостата; комплект инструмента и приспособлений для разборки и сборки составных частей.

3. При выполнении работы студенты должны соблюдать общие правила по охране труда и пожарной безопасности, разработанные и утвержденные кафедрой для лаборатории конструкции автомобилей.

4. Студенты знакомятся с общими вопросами системы охлаждения и подготавливаются к выполнению лабораторной работы в часы, отведенные для самостоятельной подготовки по литературным источникам [1,2].

5. В процессе выполнения работы студенты детально изучают жидкостную систему охлаждения двигателя и определяют основные ее параметры (измеряют геометрические параметры, чертят схему составных частей м эскизы двигателей), исследуют работу паровоздушного клапана и термостата.

Порядок выполнения работы:

1) перед началом работы необходимо убедиться в надежности крепления двигателя на стенде и комплектности оборудования, получить у учебного мастера приспособления, инструмент и плакаты;

2) изучить общую схему и работу жидкостной системы охлаждения заданного двигателя, установку для исследования работы паровоздушного клапана и термостата;

3) снять с двигателя составные части системы охлаждения, изучить их конструкцию и работу, определить основные параметры элементов системы охлаждения. Необходимые данные записать в табл. 5.1;

4) получить индивидуальное задание у преподавателя и вычертить эскизы и схемы составных частей системы охлаждения (рис. 5.3 и 5.4);

Рис. 5.3. Общая схема системы охлаждения двигателя: 1 - жалюзи радиатора; 2 - пароотводная трубка; 3 - заливная горловина радиатора; 4 - рубашка охлаждения компрессора; 5 - радиатор; 6 - вентилятор; 7 - магнитная муфта (гидромуфта); 8 - насос системы охлаждения; 9 - термостат; 10 - водораспределительная труба; 11 - обогреватель кабины; 12 - сливные краники; 13 - датчик; 14 - термометр

Рис. 5.4. Схема трубчато - пластинчатого (трубчато - ленточного) радиатора двигателя: 1-труба; 2 - пластина

5) подготовить установку для исследования работы паровоздушного клапана и термостата. Для этого нужно полностью заполнить бачок радиатора 7 водой (см, рис. 5.2) и надежно закрыть его пробкой 9; с помощью крана 3 слить воду из резервуара 2 в канализацию и установить стрелки индикатора на "0";

6) после проверки заземления включить во внешнюю сеть подогревательный элемент 12 и питание прибора 17 для измерения температуры;

7) исследовать работу паровоздушного клапана и термостата в режимах нагрева и охлаждения;

8) показания мановакуумметра, индикатора и прибора для измерения температуры записывать через 2...5 в интервале температур примерно 50...120°С (до открытия парового клапана 10 при нагреве и закрытия воздушного клапана 11 и клапана термостата при охлаждении);

9) при открытии парового клапана 10 (появление пара в паровоздушной трубке 8) через 10 с выключить из сети нагревательный элемент 12 и начать охлаждать жидкость, находящуюся в бачке радиатора. Для этого открыть кран 5 и заполнить до соответствующего уровня резервуар холодной водой, поддерживая его с помощью крана 3;

10) охлаждать бачок и вести наблюдение за показаниями приборов до закрытия воздушного клапана 11 и клапана термостата;

11) после закрытия воздушного клапана 11 и клапана термостата закрыть кран 5, открыть кран 3 и отключить от внешней сети измеритель температуры 17;

12) результаты исследования записать в табл. 5.2;

l3) повторить исследование работы паровоздушного клапана и термостата в указанной последовательности еще дважды;

14) для проведения исследования зафиксировать температуру и давление в бачке начала открытия и закрытия клапанов (паровоздушного и термостата);

15) проанализировать полученные данные, отметить в табл. 5.2 температуру кипения воды, температуры начала открытия, полного открытия и закрытия клапана термостата, температуру и давление открытия и закрытия парового и воздушного клапанов;

16) после выполнения лабораторной работы оформленный черновик отчета предъявить преподавателю для проверки полученных результатов;

17) после проверки отчета и получения разрешения преподавателя собрать двигатель и составные части системы охлаждения, привести в порядок рабочее место, и сдать учебному мастеру (лаборанту) приспособления, инструмент, плакаты.

Таблица 5.1.

Основные параметры системы охлаждения двигателя

(марка)

Параметры	Результаты работы
Тип системы охлаждения
Емкость системы охлаждения Qж, дм^3
Составные части системы охлаждения
Тип радиатора
Паровоздушный клапан:
давление открытия парового клапана Рп, мПа
температура, при которой открывается паровой клапан, Тп, °С
давление открытия воздушного клапана, Рв, МПа
температура, при которой открывается воздушный клапан, Тв, °С
Тип термостата
Температура воды, °С:
начала открытия клапана термостата, Тк
полного открытия клапана термостата, Тпк
полного закрытия термостата, Тзк
Высота подъема клапана термостата, hт, мм
Состав наполнителя термостата
Способы регулирования температуры жидкости:
автоматический
ручной
Способ подвода охлаждающей жидкости к наиболее нагретым деталям двигателя
Нормальный температурный режим двигателя, Тн,С
Марка применяемого антифриза (тосола)
Состав антифриза
Температура застывания антифриза, Та, °С
Тип и место расположения водяного насоса
Составные части водяного насоса
Способ отключения лопастей вентилятора
Способ управления створками жалюзей

Таблица 5.2.

Параметры характеристики паровоздушного клапана и термостата

№ п/п	Температура, К	Высота подъема клапана термостата, мм				Давление-разрежение в бачке, мПа				Примечание
		1	2	3	Среднее	1	2	3	Среднее
1	60
2	65
.	.
.	.
.	.
.	120
.	115
	110
	.
	.
	.
	60

6. Задание для самоподготовки

1. Ознакомиться с основными типами систем охлаждения автомобильных двигателей.

2. Изучить назначение и ознакомиться с принципиальными схемами и работой жидкостной системы охлаждения двигателя

3. Изучить назначение, принципиальные схемы и работу составных частей жидкостной системы охлаждения.

4. Изучить требования, предъявляемые к системе охлаждения и охлаждающим жидкостям согласно стандартам.

5. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

6. Изучить методику выполнения контрольной работы и подготовить необходимые исходные данные и таблицы для записей результатов работы.

5.7. Оформление отчета

1. После выполнения работы необходимо предварительно обработать Полученные результаты, вычертить схемы и эскизы составных частей и деталей системы охлаждения, заданных преподавателем. Оформить черно­вик отчета и в полном объеме представить его преподавателю для проверки в конце лабораторных занятий.

2. В окончательном виде отчет в объеме 4-6 страниц должен быть оформлен в полном соответствии с требованиями методических указаний и содержать номер, название и цель работы, краткое содержание, результаты измерений, расчеты, таблицы, схемы составных частей, эскизы деталей и заключение.

Контрольные вопросы

1.Назначение и типы систем охлаждения автомобильных двигателей.

2.Требования, предъявляемые к системам охлаждения их составным частям и охлаждающим жидкостям согласно стандартам.

3. Схема и принцип работы жидкостной системы охлаждения двигателей.

4. Схемы и принцип работы составных частей двигателя.

5. Основные достоинства и недостатки принудительной закрытого типа жидкостной системы охлаждения.

6. Схемы и принцип работы систем, автоматически регулирующих температуру двигателя.

Лабораторная работа №6

Исследование внешней скоростной характеристики двигателя