А.В. Буянкин Транспортные средства. Часть 1. Двигатель

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра автомобильных перевозок

ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА Часть 1. "Двигатель"

Методические указания и контрольные вопросы по курсу для студентов специальности 240100.03

"Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)" и специальности 240400 "Организация дорожного движения"

(дневной формы обучения)

Составитель А. В. Буянкин

Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры Протокол № 25 от 24.01.2000

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 240100.03 Протокол № 25 от 24.01.2000

Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

Кемерово 2000

1

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Курс "Транспортные средства" является одной из специальных дисциплин, определяющих профиль инженера автомобильного транспорта. Этот курс является основой для последующих специальных дисциплин, создает базу для прочного освоения теории эксплуатационных свойств и основ расчета АТС.

Так как автомобиль является предметом труда для инженеров по организации автомобильных перевозок и инженеров по организации дорожного движения, то и тем, и другим знание основ конструкции необходимо для выполнения своих функций.

Основные задачи данного курса: изучение и анализ принципиальных схем механизмов и систем автомобиля, устройства типовых конструкций, отдельных конструктивных элементов механизмов и систем.

В основе курса лежит изучение не одной или нескольких конкретных моделей автомобилей, а общих принципов конструкций с выделением типовых схем.

При изучении конструкций механизмов и систем автомобиля необходимо постоянно задаваться рядом вопросов: как работает данный механизм или система и чем обеспечивается их нормальная работа в определенных условиях; чем отличаются механизмы различных типов, их преимущества и недостатки; из каких деталей состоит механизм или система; назначение детали, узла; какую роль в работе играет данный конструктивный элемент; что произойдет, если убрать данный элемент; почему, с какой целью сделано именно так, а не иначе?

При таком подходе вырабатывается способность понимать и свободно разбираться во всем многообразии существующих конструкций автомобилей, самостоятельно анализировать и оценивать уровень их совершенства, выявлять функциональное назначение отдельных элементов.

При изучении конструкции и рабочих процессов механизмов и систем АТС в первую очередь необходимо выделить предъявляемые к ним требования, отметить, как эти требования выполняются в существующих конструкциях, а также определить влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на работу, выходные параметры, надежность и долговечность АТС.

2

2. МЕТОД ЗАНЯТИЙ

Изучение основ конструкции АТС осуществляется студентами самостоятельно с использованием рекомендуемой литературы, методических указаний и материалов лекций. В начале занятия каждому студенту выдается задание по теме. В течение 10 – 15 минут студенты изучают плакаты, макеты узлов АТС, наглядные пособия, после чего докладывают примерно по следующей схеме:

•назначение и принципиальная схема механизма или системы;

•краткое описание устройства и работы; особенности конструк-

ции;

• назначение отдельных элементов механизма или системы. После доклада преподаватель задает дополнительные контроль-

ные вопросы по теме работы.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

3.1. ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЯ И ДВИГАТЕЛЯ

В данной теме рассматривается история развития конструкций автомобилей, состояние, проблемы и перспективы развития автомобильного транспорта и автомобильной промышленности, общие сведения об автомобиле: классификация, индексация, параметры технической характеристики.

Наиболее существенным является общее устройство автотранспортных средств. Следует четко усвоить составные части автомобиля, а также механизмы и системы, входящие в каждую из этих частей, их назначение.

При изучении общего устройства двигателя необходимо прежде всего хорошо усвоить принцип действия, общее устройство, основные параметры и показатели поршневого двигателя внутреннего сгорания (ДВС), рабочие процессы четырехтактного и двухтактного двигателей. Преимущества и недостатки дизеля и бензинового (карбюраторного) двигателей, преимущества многоцилиндрового и V–образного двигателей.

Необходимо знать диаграммы рабочих процессов и внешнюю скоростную характеристику ДВС. Хорошо представлять перспективы развития конструкций поршневого ДВС, назначение наддува, новые рабочие процессы, мероприятия, направленные на уменьшение расхода топ-

3

лива и токсичности отработавших газов.

Необходимо также обратить внимание на недостатки поршневых ДВС и рассмотреть принцип действия, устройство, преимущества и недостатки роторно-поршневого, газотурбинного, парового двигателей.

Контрольные вопросы

1. Опишите основные тенденции развития конструкции автомоби-

лей.

2.Какими видами безопасности характеризуют автомобиль?

3.Классификация автомобилей по назначению.

4.Чем отличаются специальные автомобили от специализирован-

ных?

5.Из каких частей состоит автомобиль?

6.Перечислите механизмы трансмиссии автомобиля. В какой последовательности расположены эти механизмы?

7.Компоновочные схемы легковых, грузовых автомобилей, автобусов. Преимущества и недостатки.

8.По какому признаку пассажирские автомобили подразделяют на легковые и автобусы?

9.По какому признаку грузовые автомобили подразделяют на специализированные и автомобили общего назначения?

10.По какому параметру классифицируют легковые автомобили? Грузовые автомобили? Автобусы?

11.Индексация автомобилей (объясните условное обозначение). 12.Какими цифрами обозначают различные виды подвижного со-

става?

13.Чем отличается прицеп от полуприцепа?

14.Чем характеризуют автомобиль как машину? Как транспортное средство?

15.Перечислите основные параметры, входящие в техническую характеристику автомобиля.

16.Что такое колея, база, дорожный просвет автомобиля? 17.Чем отличаются понятия "двигатель" и "движитель"? 18.Классификация автомобильных ДВС.

19.Основные механизмы и системы двигателя.

20.Преимущества и недостатки двухтактных ДВС.

21.Сравните дизель и карбюраторный ДВС.

22.Что такое рабочий цикл двигателя, такт, ход поршня?

4

23.Что включает в себя полный объем цилиндра? 24.Что такое степень сжатия? Что она показывает?

25.Что называют внешней скоростной характеристикой двигателя? Почему ее называют внешней?

26.Как определяются и что характеризуют коэффициент приспосабливаемости по моменту и коэффициент приспосабливаемости по частоте?

27.Почему большинство автомобильных ДВС короткоходные?

28.Рабочий цикл карбюраторного двигателя, дизеля.

29.Чем принципиально отличаются дизели и карбюраторные ДВС?

30.Какой системы нет в дизеле и почему?

31.С какой целью двигатели выполняют многоцилиндровыми? С какой целью многоцилиндровые ДВС выполняют V-образными?

32.Зачем в топливо для двухтактных двигателей добавляют масло? 33.Для чего применяют наддув? Принцип действия газотурбинного

компрессора.

34.Преимущества и недостатки поршневого ДВС.

35.Принцип действия, преимущества и недостатки газотурбинного двигателя.

36.Принцип действия, преимущества и недостатки роторнопоршневого двигателя.

3.2. КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) составляет основу двигателя. Необходимо хорошо знать принцип действия КШМ, расположение и взаимодействие деталей механизма, действующие силы и вытекающие от действия этих сил последствия.

Знать принципиально возможные порядки работы различных двигателей, устройство и функции отдельных элементов КШМ, уравновешивание и требования к подвеске двигателя на несущей системе.

Контрольные вопросы

1. Назначение КШМ. За счет чего осуществляется преобразование поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала?

2.Общее устройство и работа КШМ.

3.Изобразите план сил, действующих в КШМ.

4.Что такое дезаксаж двигателя? Его назначение и схема дезаксиального КШМ.

5

ального КШМ.

5.Что такое мокрые гильзы цилиндров?

6.С какой целью гильзы цилиндров делают вставными? Какими недостатками обладает такая конструкция?

7.С какой целью в верхнюю часть гильзы устанавливают вставку? Почему в верхней части гильза изнашивается сильнее?

8.Назначение "сетки" на зеркале цилиндра.

9.Какими мероприятиями повышают жесткость блока цилиндров? 10.Для чего внутри блока цилиндров выполнены вертикальные

перегородки?

11.С какой целью плоскость разъема блока цилиндров с поддоном выполняют ниже плоскости разъема коренных подшипников?

12.Преимущества и недостатки V− образной компоновки блока цилиндров.

13.Почему в V-образных ДВС один из рядов блока цилиндров смещен относительно другого в осевом направлении?

14.Преимущества и недостатки индивидуальных головок цилинд-

ров.

15.Формы и типы камер сгорания. Чем неразделенные камеры сгорания отличаются от разделенных?

16.Конструкция поршня. Чем поршни дизелей отличаются от поршней карбюраторных ДВС?

17.Из-за чего возникает опасность заклинивания поршня в цилиндре? С помощью каких мероприятий предотвращают заклинивание?

18.С какой целью и у каких ДВС днища поршней выполняют фигурными?

19.Назначение лунок в днище поршня.

20.С какой целью на днищах некоторых поршней выбиты стрелки, буква "П"?

21.Назначение вырезов на "юбке" поршня.

22.Что означает выражение усиленная "юбка" поршня? 23.Виды поршневых колец. Их конструкция и назначение.

24.Как и почему должны быть установлены компрессионные кольца на поршне?

25.С какой целью в двухтактных двигателях с кривошипнокамерной продувкой кольца фиксируют от проворачивания?

26.Все ли масло снимает маслосъемное кольцо?

27.Почему маслосъемные кольца, как правило, выполняют состав-

6

ными?

28.Для чего в канавках для маслосъемных колец выполнены отверстия?

29.Для чего наружную поверхность компрессионных колец подвергают пористому хромированию?

30.Какое сечение имеют поршневые кольца? С какой целью с внутренней стороны компрессионных колец выполняют ступенчатую проточку?

31.Назначение зазора в замке поршневого кольца.

32.С какой целью поршневые пальцы выполняют плавающими? Что означает это выражение?

33.Назначение стопорных колец поршневого пальца. 34.Конструкция коленчатого вала. Под какими углами и почему

выполняют кривошипы коленчатого вала ДВС с различным числом цилиндров?

35.Чему равно число шатунных шеек коленчатого вала?

36.Определите направление вращения коленчатого вала.

37.С какой целью прорези храповика имеют винтовую форму? 38.Почему коленчатый вал ДВС автомобилей КамАЗ не имеет хра-

повика?

39.Что такое порядок работы цилиндров? Какими факторами он определяется?

40.Что такое полноопорный коленчатый вал?

41.Как осуществляют уплотнение концов коленчатого вала? 42.Из-за чего на коленчатом вале возникает осевая сила? Как фик-

сируют коленчатый вал от осевых перемещений? 43.Назначение противовесов коленчатого вала.

44.Почему в качестве опор коленчатого вала наибольшее распространение получили подшипники скольжения?

45.Назначение вкладышей. С какой целью вкладыши коленчатого вала имеют "усики"?

46.Почему верхние половины шатунных вкладышей изнашиваются сильнее?

47.С какой целью на шатунах некоторых ДВС плоскость разъема нижней головки шатуна выполнена под углом к его оси?

48.Возможна ли перестановка крышки шатуна (коренного подшипника) на другой шатун (подшипник)? Возможен ли переворот крышки? Почему?

7

49.Назначение маховика. Почему в одноцилиндровых двигателях маховик должен обладать большим моментом инерции, чем в многоцилиндровых?

50.Для чего одно из отверстий крепления маховика к фланцу смещено?

51.Назначение вертикальных перегородок масляного картера (поддона)?

52.Почему крепление ДВС к раме осуществляют через резиновые подушки?

53.Назначение реактивной тяги в креплении двигателя автомобиля ЗИЛ–130.

54.Объясните причины возникновения крутильных колебаний коленчатого вала?

3. 3. ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

Необходимо знать принцип действия и схемы газораспределительных механизмов (ГРМ), преимущества верхнеклапанного механизма. Необходимо рассмотреть конструкции клапанов, охлаждение выпускных клапанов, механизм их вращения, типы и формы камер сгорания. Усвоить диаграмму фаз газораспределения, влияние фаз газораспределения на рабочий процесс двигателя и иметь понятие о перекрытии клапанов.

Контрольные вопросы

1. Назначение ГРМ.

2.Общее устройство и работа ГРМ различных типов.

3.Чем отличается газораспределение в двух− и четырехтактных

ДВС?

4.Преимущества и недостатки различных типов ГРМ. Почему преимущественное распространение получили клапанные ГРМ?

5.Почему в дизелях применяют ГРМ только с верхним расположением клапанов?

6.Почему на высокооборотных ДВС применяют верхнее расположение распределительного вала?

7.Что такое фазы газораспределения? От чего и как они зависят?

8.Объясните диаграмму фаз газораспределения. Что такое перекрытие клапанов?

9.Почему расширяют фазы газораспределения в высокооборотных

8

ДВС?

10.Где находится зазор в различных схемах ГРМ? Его назначение. 11.К каким последствиям может привести неоптимальная величина

зазора?

12.Почему термокомпенсационный зазор для ГРМ с нижним расположением распределительного вала и верхним расположением клапанов имеет большую величину?

13.Какими способами осуществляют привод распределительного вала?

14.С какой целью шестерни привода распределительного вала выполнены косозубыми? К каким отрицательным последствиям это приводит?

15.Каким должно быть передаточное число привода распределительного вала ГРМ четырехтактного ДВС?

16.Почему сборку привода распределительного вала ГРМ необходимо осуществлять по меткам? К каким последствиям может привести неправильная сборка?

17.Чему равно число кулачков на распределительном вале?

18.С какой целью диаметры опорных шеек распределительного вала иногда выполняют разными?

19.По какой причине на распределительном вале возникает осевая сила? Как фиксируют распределительный вал от осевых перемещений?

20.Назначение зазора между упорным фланцем и шестерней распределительного вала.

21.Одинаков ли профиль кулачков распределительного вала для впускных и выпускных клапанов?

22.Назначение эксцентрика и зубчатой шестерни на распределительном вале.

23.Какие толкатели применяют в ГРМ современных ДВС?

24.За счет чего достигают снижения и равномерности износа толкателей?

25.Объясните назначение отверстий в стенках цилиндрических толкателей.

26.Принцип работы, преимущества и недостатки гидравлических толкателей.

27.Чем отличаются впускные и выпускные клапаны?

28.Почему диаметр тарелки впускного клапана больше, чем выпускного?

9

29.С какой целью выпускные клапаны выполняют с натриевым наполнителем?

30.Для чего ставят несколько клапанов на цилиндр? Какие недостатки имеет такая конструктивная схема?

31.Назначение маслоотражательного колпачка.

32.С какой целью клапаны притирают к седлам?

33.Как осуществляют крепление пружин на клапане?

34.Почему пружины клапана имеют переменный шаг витков? Как устанавливают такие пружины?

35.С какой целью на клапане ставят две пружины? Какое условие при этом должно быть выполнено?

36.Назначение и работа механизма вращения выпускного клапана двигателя ЗИЛ–130.

37.Почему плечи коромысла имеют разную длину?

38.Как предотвращают продольное смещение коромысел?

39.Для чего ось коромысел выполняют полой?

3.4. СИСТЕМА СМАЗКИ. СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

При рассмотрении данной темы прежде всего необходимо отметить наличие трения в двигателе и роль смазки в его уменьшении, рассмотреть условия и способы смазки деталей двигателя. Знать принцип работы и устройство масляных насосов, фильтров, назначение клапанов, назначение вентиляции картера и способы ее осуществления.

При изучении системы охлаждения необходимо рассмотреть тепловой баланс двигателя, влияние теплового режима на мощность, экономичность и долговечность двигателя и после этого можно переходить к рассмотрению общих схем систем охлаждения и отдельных их элементов.

Следует провести сравнительную оценку систем жидкостного и воздушного охлаждения; обратить внимание на преимущества закрытой жидкостной системы охлаждения, способы поддержания оптимального температурного режима работы двигателя, назначение, работу и место установки в системе термостата.

Контрольные вопросы

1. Назначение системы смазки. Перечислите ее элементы. 2. Объясните работу системы смазки.