Автослесарь 2003

ББК39.33 4- 90

Под редакцией заслуженного учителя профобразования РФ

Трофименко Алексея Степановича

Авторы-составители Чумаченко Ю. Т., Герасименко А. И., Рассанов Б. Б.

4-90 АВТОСЛЕСАРЬ. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Изд. 4-е: Учебное пособие / Под ред. А. С. Трофименко. Ростов н/Д: Феникс, 2003. — 576 с. (Серия «Начальное профессиональное образование».)

Рассматриваются устройство, техническое обслуживание и ремонт отечественных грузовых и легковых автомобилей на примере базовых моделей как с классической, так и с переднеприводной схемой компоновки. Приводятся основы организации технического обслуживания и ремонта автомобилей. Даны сведения о гадах, причинах возникновения, способах обнаружения и устранения основных неисправностей агрегатов, механизмов и систем автомобиля. Приведены требования по организации рабочего места, безопасности труда и противопожарным мероприятиям.

Учебное пособие может быть использовано при начальном профессиональном обучении по специальности «Слесарь по ремонту автомобилей».

ББК 39.33

ISBN 5-222-03324-4

© Авторы-составители Чумаченко Ю. Т., Герасименко А. И., Рассанов Б. Б., 2003 © Оформление, изд-во «Феникс», 2003

Введение

Автомобиль — самое распространенное в современном мире механическое транспортное средство.

Попытки создать самодвижущуюся тележку предпринимались с ХУШ века. В России над проектом такой повозки работал изобретатель И.П. Кулибин.

В 1770 году французский изобретатель Н.-Ж. Кюньо построил паровой трехколесный тягач, который явился предшественником не только автомобиля, но и паровоза. Однако паровые повозки были тяжелыми, неудобными для пользования на обычных дорогах и распространения не получили.

Появление двигателя внутреннего сгорания, легкого, компактного и сравнительно мощного, открыло широкие возможности для развития автомобиля. И в 1885 году немецкий изобретатель Г. Даймлер создал первый мотоцикл с бензиновым двигателем, а уже в 1886 году немецкий изобретатель К. Бенц запатентовал трехколесный автомобиль.

Началось промышленное производство автомобилей в Европе, а в 1892 году американский изобретатель Г. Форд построил автомобиль конвейерной сборки. В России автомобили начали собирать в 1890 году из импортных деталей на заводах «Фрезе и KV В 1908 году началась сборка автомобилей «Руссо-Балт» на Русско-Балтийском вагонном заводе в Риге сначала из импортных деталей, а затем из деталей отечественного производства.

Однако началом отечественного автомобилестроения считается 1924 год, когда на заводе АМО (ныне ЗИЛ — Московский завод имени Лихачева) были изготовлены первые отечественные грузовые 1,5-тонные автомобили АМО-Ф с двигателем мощностью 30 л. с. В 1927 году появился первый отечественный новый автомобиль НАМИ-1 с двигателем мощностью 18,5 л. с. С введением в строй в 1932 году Горьковского автомобильного завода началось интенсивное развитие отечественного автомобилестроения. Большим прорывом в производстве отечественных легковых автомобилей явился

ввод в стройВолжскогоавтомобильного завода(ВАЗ, 1970 г.) и Камского автомобильного завода (КамАЗ, 1976 г.) по производству грузовых автомобилей.

Внастоящее время происходит интенсивное совершенствование конструкций транспортных средств, повышение их надежности и производительности, снижение эксплуатационных затрат, повышение всех видов безопасности. Осуществляется более частое обновление выпускаемых моделей, придание им более высоких потребительских качеств, отвечающих современнымтребованиям.

Все это вызывает необходимость повышения уровня подготовки квалифицированных рабочих по специальности «Слесарь по ремонту автомобилей».

Всистеме начального профессионального образования обучение устройству автомобиля и его обслуживанию проводится последовательно по трем основным дисциплинам: «Устройство автомобиля», «Техническое обслуживание и ремонт автомобиля», «Эксплуатация автомобилей», объединенным в общий курс подготовки квалифицированных слесарей по ремонту автомобилей.

Изучаемые предметы преподаются в тесной взаимосвязи, как с общеобразовательными, так и с техническими дисциплинами: «Материаловедение и слесарное дело», «Допуски и технические измерения» и др. Учащийся должен получить знания по устройству автомобилей, обеспечивающие ему возможность успешного приобретения практических навыков по их техническому обслуживанию и ремонту. Он должен иметь представление о современном состоянии и тенденциях развития как автомобилестроения в целом, так и отдельных моделей автомобилей, уметь оценивать техническое состояние, определять потребность в ремонте тех или иных узлов, механизмов и систем автомобилей, чтобы надежно проводить обслуживание и ремонтавтомобилейиоцениватьегорезультаты.

Настоящееучебноепособиеимеетзадачупомочьучащимся профессиональных училищ сделать первые шаги в овладении знаниями и навыками по выбранной специальности, облегчить вступление в профессиональный круг интересов автомехаников.

Раздел 1

УСТРОЙСТВО

АВТОМОБИЛЯ

Классификация и общее устройство

автомобилей

Автомобиль — это самоходное механическое транспортное средство, выполняющее перевозку грузов, людей и специальные задачи.

По своему назначению автомобили различают:

•грузовые;

•пассажирские;

•специальные.

Все автомобили делятся по приспособленности к работе в различных дорожных условиях на две группы: нормальной и повышенной проходимости. Для различия автомобилей по указанному признаку существует «колесная формула», которая обозначает соотношение общего количества колес к числу ведущих колес. Например, 4 х2; 4 Х4; 6 х4; 6 хб

ит.д.

Кгрузовым автомобилям относятся:

• автомобили для перевозки грузов;

• автомобили-тягачи;

• прицепы и полуприцепы.

Грузовые автомобили могут использоваться как универсальный транспорт, перевозящий различные грузы на платформе. Оборудованные специализированными приспособлениями автомобили могут использоваться для перевозки определенных грузов, например:

•самосвалы — для перевозки сыпучих и вязких грузов;

•цистерны — для жидких и газообразных грузов;

•рефрижераторы — для скоропортящихся грузов;

•прицепы и полуприцепы — для перевозки крупнога баритных или больших партий грузов.

Грузовые автомобили классифицируются по грузоподъемности (табл. 1).

К пассажирским автомобилям относятся:

•легковые, для перевозки до 6 пассажиров;

•автобусы, для массовых перевозок пассажиров. Специальные автомобили оснащены специализирован-

ным оборудованием для выполнения какой-либо одной конкретной задачи. К ним относятся:

•пожарные автомобили;

•санитарные автомобили;

•машины технической помощи;

•поливочные автомобили;

•мусоросборочные автомобили и др.

Таблица 1

Классыавтомобилей

Вид

Пара-

Класс

автомо-

биля

метры

1

2

3

4

5

6

7

Рабочи

особо

малый

сред-

боль-

Легко-

объем

малый

ДО

ний

шой

высшийне

вые

двига-

ДО

св. 1,8

св.

регламентируется

теля

1,2л

1,8л

до3,5л

3,5л

Авто-

Габа-

особо

малые

сред-

боль-

сочлененные

ние

бусы

ритная

малые

6—

8—

шие

более16,5 м

длина

до 5м

7,5м

9,5м

10,5м

Грузо-

Полная

ДО

св. 1,2

св.2

св.8

св. 14

св.20

св.

выеи

до

ДО

ДО

ДО

специ-

масса

1,2т

2,0т

8т

14т

ДО20т

40т

40т

альные

Модели отечественных автомобилей обозначаются индексом, состоящим из сокращенного наименования завода-из- готовителя и шести цифровых знаков (рис. 1).

						Номер	Номер
						модифиэкспорт-
						кации	ного
	Название		Номер	Номер вида	от 1 до 9 вариан-
					0 — при		та,
	завода		класса	автомобиля		отсут-	номер
изготовите- (см.		1 — легковой		Номер		ствии	исполне-
ля:	табл.1):	2 — автобус		модели:		модифи-	ния
ГАЗ, ЗИЛ	1	3 — грузовой		от 01 до 99		кации
КамАЗ	2	4 —тягач
АЗЛК	3	5 — самосвал
	4	6 — цистерна
	5	7 — фургон
	6	8 — резерв-
	7	ный но

мер вида 9 — специальные

Рис. 1. Структура классификационного индекса модели автомобиля

Например: КамАЗ-5320 — Камский автомобильныйзавод;

5 — автомобильпятогоклассасполноймассой от14 до20 т; 3 — автомобильгрузовой; 20

— номермоделиавтомобиля. ВАЗ-2105 — Волжскийавтомобильныйзавод; 2 — автомобильвторогоклассасрабочимобъемом

двигателя от 1,2 до 1,8 л; 1 — автомобильлегковой, 05 — номермоделиавтомобиля. Автомобильсостоитиз агрегатов, механизмовисистем, образующихчасти(рис. 2):

•шасси;

•кузов;

•двигатель.

Шассивключаетвсебятрансмиссию, ходовуючастьи механизмыуправления.

Трансмиссияслужитдляпередачикрутящегомомента

от двигателя к колесам ведущих мостов, изменяя крутящий момент по величине и направлению. Трансмиссия состоит из сцепления, коробки передач, карданной передачи, одного илинесколькихведущихмостов.

Сцепление— механизм, позволяющийкратковременнои плавно разъединить или соединить двигатель с механизмамитрансмиссии.

Коробкапередач— механизм, преобразующийкрутящий момент, передающийся от двигателя через сцепление, по величине и направлению. Дает возможность автомобилю двигаться вперед или назад, а также позволяет отключать двигательотведущихмостовнадлительноевремя.

Карданная передача позволяет передавать крутящий момент от коробки передач к ведущим мостам под изменяющимися углами в зависимости от неровностей дорожного покрытия.

Ведущиймоствключаетвсебяглавнуюпередачуидифференциалсполуосями.

Главная передача преобразует крутящий момент по величине и передает его от карданной передачи через дифференциалнаполуосиведущихколесподпостояннымуглом.

Дифференциал — механизм, позволяющий вращаться ведущим колесам с различной скоростью по отношению к друг другу в зависимости от степени сцепления их с дорожнымпокрытием.

Ходовая часть включает в себя раму, переднюю и заднююоси, рессоры, амортизаторы, колесаишины.

Механизмы управления позволяют изменять направление и скорость движения, а также останавливать автомобиль и удерживать его на месте. Механизмы управления включают в себя рулевое управление и тормозныесистемы.

Кузов грузового автомобиля состоит из кабины водителя и платформы для размещения груза. К кузову также относятся крылья, облицовка, капот и брызговики. Современныелегковыеавтомобилиимеютнесущийкузов, ккоторо-

Рис. 2. Основные части грузового автомобиля

	му крепятся все агрегаты и механизмы. Кузов автобуса —		КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
	салон — служит для размещения пассажиров.	1.	Какподразделяютсяавтомобилипосвоемуназначению?
	Двигатель — агрегат, преобразующий тепловую энергию,
		2.	РасшифроватьмодельавтомобиляАЗЛК-2141.
	получающуюся при сгорании топлива в цилиндрах, в меха-
		3.	Из каких узлов состоит и для чего предназначена транс
	ническую работу, а создаваемый с помощью кривошипно-
			миссияавтомобиля?
	шатунного механизма крутящий момент используется для
	передвижения автомобиля (рис. 3).	4.	Длячегопредназначенымеханизмыуправленияавтомоби
			ля?
		5.	Назватьосновныечастиавтомобиля.

Рис. 3. Схема устройства одноцилиндрового поршневого двигателя

ГЛАВА 1

ДВИГАТЕЛЬ

Общее устройство и рабочий цикл двигателя

внутреннего сгорания. Порядок работы

цилиндров двигателя

На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания, в которых используется давление расширяющихся газов, образующихся при сгорании топлива непосредственно в цилиндре. Однако следует отметить, что фактически сжигается рабочая смесь, состоящая из горючей смеси и остатков отработавших газов предыдущего рабочего цикла.

По способу образования горючей смеси (пары топлива и воздух) и виду используемоготопливаразличаютдвигатели:

•свнешнимсмесеобразованием(карбюраторные, рабо тающиена бензине, и газосмесительные, работающие на горючем газе);

•с внутренним смесеобразованием (дизельные, работа ющие на дизельном топливе).

Воспламенение рабочей смеси осуществляется с помощью электрического разряда или высокой степени сжатия (дизельныедвигатели). Врезультатесгораниярабочейсмесиобразу-

ющиеся газы давят на поршень, придавая ему прямолинейное движение, которое с помощью шатуна и коленчатого вала преобразуется во вращательное движение маховика. Чтобы поддержать работу двигателя, необходимо периодически очищать камеру сгорания цилиндра от отработавших газов и наполнять ее свежим зарядом горючей смеси, что осуществляется с помощью выпускных и впускных клапанов.

Поршень, перемещаясь в цилиндре, совершает возврат- но-поступательное движение. Крайние положения, в которых поршень меняет направление движения, соответственно называютсяверхнейинижнеймертвымиточками(ВМТиНМТ).

Расстояние, проходимое поршнем между ВМТ и НМТ, называетсялсодом поршня. Процесс, происходящий в цилиндре за один ход поршня, называют тактом.

Пространство в цилиндре, освобождаемое поршнем при его перемещении от ВМТ к НМТ, называется рабочим объемом цилиндра. Наименьшее пространство в цилиндре образуется при нахождении поршня в ВМТ и называется объемом камеры сгорания. Рабочий объем цилиндра и объем камеры сгорания составляют полный объем цилиндра. Сумма всех рабочих объемов цилиндров называется литражом двигателя и выражается в кубических сантиметрах. Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия, которая является важным показателем двигателя. С повышением степени сжатия повышается экономичность и мощность двигателя.

Для выполнения основного рабочего такта, при котором происходит сгорание рабочей смеси и расширение газов, необходимо выполнить подготовительные такты: впуск горючей смеси, сжатие, и заключительный—выпуск отработавших газов. Таким образом, непрерывность работы двигателя достигается совокупностью периодически повторяющихся в цилиндре процессов—тактов, объединяющихся в рабочий цикл. Так как рабочий цикл осуществляется за четыре хода поршня, автомобильные двигатели называются четырехтактными.

Последовательность чередования тактов в рабочих циклах двигателей с внешним смесеобразованием такая же, как и в дизеле. Отличие состоит только в степени сжатия и способе воспламенения рабочей смеси.

Впуск — поршень движется от ВМТ к НМТ. Открыт впускной клапан. Вследствие увеличения объема внутри цилиндра создается разряжение и происходит заполнение цилиндра свежим зарядом горючей смеси.

Сжатие — поршень движется от НМТ к ВМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем над поршнем уменьшается. Рабочая смесь сжимается, благодаря чему улучшаются испарение иперемешивание паровтоплива своздухом, Рабочий ход (сгорание и расширение) — происходит воспламенение рабочей смеси от электрического разряда в двигателях с внешним смесеобразованием или вследствие высокой степени сжатия — в дизельных двигателях. Под давлением расширяющихся газов поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Впускной и выпускной клапаны закрыты. Высокое давление газов, температура их достигает 9000°С. Выпуск — поршень двигается от НМТ к ВМТ. Открыт выпускной клапан. Происходит вытеснение отработавших

газов из камеры сгорания цилиндра.

Для обеспечения нормальной работы двигатель внутреннего сгорания имеет следующие механизмы и системы:

•кривошипно-шатунный механизм;

•газораспределительный механизм;

•систему охлаждения;

•систему смазки;

•систему питания;

•систему зажигания.

Дизельные двигатели системы зажигания не имеют, так как воспламенение рабочей смеси в цилиндрах двигателя происходит за счет высокой степени сжатия.

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давле-

ние газов при их расширении и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

Газораспределительный механизм предназначен для свое-

временного впуска в камеру сгорания цилиндра двигателя необходимого заряда горючей смеси и выпуска из него отработавших газов.

Система охлаждения служит для отвода излишнего тепла от деталей двигателя и для поддержания оптимального температурного режима работающего двигателя. Существуют жидкостная и воздушная системы охлаждения двигателя.

Система смазки предназначена для подачи смазки к трущимся поверхностям деталей двигателя, отвода тепла от деталей; уноса механических частиц, образующихся в результате трения, и очистки моторного масла.

Система питания служит для приготовления горючей смеси в карбюраторных и газосмесительных двигателях, подачи ее в камеры сгорания цилиндров двигателя и удаления продуктов сгорания. В дизельных двигателях система питания обеспечивает впрыск топлива в мелкораспыленном виде в цилиндры.

Система зажигания предназначена для преобразования тока низкого напряжения в ток высокого напряжения с целью образования электрического разряда в камере сгорания цилиндра двигателя для воспламенения рабочей смеси.

В одноцилиндровом двигателе на один рабочий ход приходится три подготовительных такта, вследствие чего такой двигатель работает неравномерно. Более того, масса двигателя, приходящаяся на единицу его мощности, будет велика. С целью устранения этих недостатков применяют двигатели с большим числом цилиндров, шатуны которых связаны с кривошипами общего коленчатого вала. Конструктивно коленчатый вал изготовлен таким образом, что рабочие такты в цилиндрах не совпадают, а подготовительные такты приходятся на рабочие такты других цилиндров. В этом случае

роль маховика снижается, что позволяет уменьшить его массу, и, следовательно, уменьшается общая масса двигателя, приходящаяся на единицу его мощности. Достигается равномерность в работе двигателя.

В многоцилиндровых двигателях цилиндры располагаются в один ряд вертикально или наклонно, а также в два ряда под углом 90° (или V-образное расположение).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Чтоназываетсярабочейсмесью?

2.Что называетсярабочимцикломдвигателя?

3.Назватьмеханизмыисистемыдвигателявнутреннегосго рания.

4.Какклассифицируютсяавтомобильныедвигателипоспо собусмесеобразованияивоспламенениятоплива?

5.Назватьнедостаткиодноцилиндровыхчетырехтактных двигателейвнутреннегосгорания.

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление расширяющихся газов при такте сгорание — расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступа- тельное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из:

•блока цилиндров с картером;

•головки цилиндров;

•поршней с кольцами;

•поршневых пальцев;

•шатунов;

•коленчатого вала;

•маховика;

• поддона картера.

Блок цилиндров отливают заодно с картером. И он является базисной деталью двигателя, к которой крепятся криво- шипно-шатунвый, газораспределительный механизмы и все навесные приборы и агрегаты двигателя (рис. 4).

Изготовляют его из серого чугуна, реже из алюминиевого сплава силумина. В отливке блок-картера выполнены полости для смывания охлаждающей жидкостью стенок гильз цилиндров. Сами же гильзы могут быть вставными, изготовленными из жаростойкой стали или же отлитыми заодно с чугунным блок-картером. Блоки из алюминиевых сплавов изготовляются только со вставными гильзами. Внутренняя поверхность гильз служит направляющей для перемещения поршня, она тщательно шлифуется и называется зеркалом. Уплотнение гильз осуществляется с помощью колец из специальной резины или меди. Вверху уплотнение гильз достигается за счет прокладки головки цилиндров. Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в верхнюю их часть, как работающую в наиболее тяжелых условиях (высокая температура и агрессивная газовая среда), коротких тонкостенных вставок из кислотоупорного чугуна. Этим достигается снижение износа верхней части гильзы в четыре раза.

Снизу картер двигателя закрыт поддоном, выштампованным из листовой стали, уплотненным прокладкой из картона или пробковой крошки. Поддон используется в качестве резервуара для моторного масла и служит защитой картера от попадания грязи и пыли.

Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху. На ней размещены детали газораспределительного механизма, камеры сгорания, выполнены отверстия под свечи или форсунки, запрессованы направляющие втулки и седла клапанов. Для охлаждения камер сгорания в головке вокруг них выполнена специальная полость.

Для создания герметичности плоскость разъема между

головками и блоком цилиндров уплотнена стальными или сталеасбестовыми прокладками, а крепление осуществляется шпильками с гайками.

Головки отлиты из алюминиевого сплава (АЛ-4) или чугуна. Сверху они накрыты клапанной крышкой из штампованной стали или алюминиевого сплава, уплотненной пробковой или маслобензостойкой резиновой прокладкой.

Двигатели с однорядным расположением цилиндров имеют одну головку цилиндров, двигатели с V-образным расположением имеют отдельные головки на каждый ряд цилиндров, либо на группу из нескольких цилиндров, либо отдельную головку на каждый цилиндр.

Поршень воспринимает давление расширяющихся газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал двигателя. Представляет собой перевернутый днищем вверх цилиндрический стакан, отлитый из высококремнистого алюминиевого сплава.

Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части (рис. 5). Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня, в которой проточены канавки для поршневых колец. Днище поршня с головкой цилиндров формируют камеру сгорания и работают в крайне тяжелых температурных условиях из-за недостаточного охлаждения. Для некоторых моделей двигателей поршни изготовляют со вставкой из специального жаропрочного чугуна для верхнего компрессионного кольца и выполняют в днище поршня тороидальные камеры сгорания с выемками для предотвращения касания днища поршня с клапанами. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются бобышки с отверстиями под поршневой палец.

Конструкция поршня должна исключать его заклинивание при тепловом расширении работающего двигателя. С этой целью головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку, которую изготовляют овальной формы с большой осью, перпендикулярной оси поршневого кольца.

Рис. 4. Головка и блок цилиндров двигателя