Устройство  бензинового двигателя  легкового автомобиля с воздушным охлаждением 

В воздушной системе охлаждения отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя осуществляется принудительно потоком воздуха, создаваемым мощным вентилятором. Для более интенсивного отвода теплоты от цилиндров и головок цилиндров они выполнены с оребрением. Вентилятор у V-образного двигателя установлен в развале между цилиндрами и приводится клиноременной передачей от шкива коленчатого вала. Двигатель сверху, с передней и задней сторон закрыт кожухами, направляющими потоки воздуха к наиболее нагреваемым частям двигателя. Вентилятор отсасывает воздух из внутреннего пространства, ограниченного развалом цилиндров. Поток воздуха, входящий снаружи в пространство между развалом цилиндров, проходит между ребрами цилиндров и головок и охлаждает их. На режиме максимальной мощности вентилятор потребляет 8 % мощности, развиваемой двигателем.

Интенсивность воздушного охлаждения двигателей существенно  зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.

В рядных двигателях вентиляторы располагают спереди, сбоку или объединяют с маховиком, а в V- образных - обычно в развале  между цилиндрами. В зависимости  от расположения вентилятора цилиндры охлаждаются воздухом, который нагнетается или просасывается через систему охлаждения.

Оптимальным температурным  режимом двигателя с воздушным  охлаждением считается такой, при  котором температура масла в  смазочной системе двигателя  составляет 70... 110°С на всех режимах  работы двигателя. Это возможно при условии, что с охлаждающим воздухом рассеивается в окружающую среду до 35 % теплоты, которая выделяется при сгорании топлива в цилиндрах двигателя.

Воздушная система  охлаждения уменьшает время прогрева двигателя, обеспечивает стабильный отвод теплоты от стенок камер сгорания и цилиндров двигателя, более надежна и удобна в эксплуатации, проста в обслуживании, более технологична при заднем расположении двигателя, переохлаждение двигателя маловероятно. Однако воздушная система охлаждения увеличивает габаритные размеры двигателя, создает повышенный шум при работе двигателя, сложнее в производстве и требует применения более качественных горюче-смазочных материалов.

Воздушная система  охлаждения имеет ограниченное применение в двигателях. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Фазы  газораспределения  четырёхтактных двигателей

Главной задачей механизма газораспределения  является очистка цилиндра во время работы двигателя и обеспечение наивысшей эффективности наполнения. От того, на сколько правильно подобраны фазы газораспределения четырёхтактных двигателей, зависит развиваемый момент, мощность и экономичность мотора.   

Качество работы двигателя — его коэффициент полезного действия, крутящий момент, экономичность и мощность зависят от разных факторов, в их перечень входит и фазы газораспределения, то есть своевременность закрытия и открытия выпускных и впускных клапанов. В стандартном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания клапан всегда приводятся в действие кулачком распредвала. Профиль кулачка определяет продолжительность и момент открытия (то есть ширину фазы), а также величину хода клапана.  

В большинстве  двигателей в современном мире фазы меняться не могут. Работа же таких моторов не отличается эффективностью. Дело в том, что поведение газов (выхлопа и горючей смеси) в цилиндре, а также в выпускном и впускном трактах в зависимости от режимов работы мотора, постоянно меняется. Постоянно возникают разного рода колебания упругой газовой среды, изменяется скорость течения, все это приводит к паразитным застойным явлениям или, наоборот полезным резонансным. Из-за этого эффективность и скорость наполнения цилиндров в различные режимы работы мотора неодинаковы.  

В двигателях внутреннего  сгорания, фазы газораспределения — это моменты закрытия и открытия выпускных и впускных окон (клапанов). Фазы газораспределения обычно выражают в градусах поворота коленвала и отмечают по отношению к конечным или начальным моментам соответствующих тактов.   

Так, к примеру, для работы двигателя на холостом ходу уместны короткие фазы газораспределения  с ранним закрытием и поздним  открытием клапанов без перекрытия фаз (того времени, когда выпускной  и впускной клапаны открыты вместе). От чего так происходит? Потому как, так удаётся исключить заброс во впускной коллектор выхлопных газов и выброс в выхлопную трубу части горючей смеси.  

Тюнеры довольно часто мудрят со сдвиганием фаз при  помощи сборных звёздочек. Поменяв  штатный распределительный вал, на вал более высокого уровня - «спортивный», с другими фазами, можно добиться неплохой прибавки мощности.  

Когда мотор  работает на максимальной мощности ситуация в корне меняется. С увеличением  оборотов время открытия клапанов естественно сокращается, но для обеспечения мощности и высокого крутящего момента через цилиндры надо прогнать большой объём газов, в сравнение с объемом на холостом ходу. Как решить такую сложную задачу? Увеличивать продолжительность открытия клапанов и открывать их чуть раньше, иными словами, сделать максимально широкими фазы. При этом чтобы цилиндры лучше продувались, фазу перекрытия обычно делают немного шире.  

Так что при  доводке двигателей или их разработке конструкторам приходится идти на сложные компромиссы и увязывать ряд взаимоисключающих требований. Сами судите. С одинаковыми фиксированными фазами мотор должен обладать хорошей тягой на средних и низких оборотах, и к тому же приемлемой мощностью — на высоких. В добавок к этому у него должна быть устойчивая работа на холостом ходу, он должен быть максимально экологичным и экономичным. Задача?!  

Однако конструкторы такие задачи щёлкают как семечки  уже давно, они способны при помощи изменения ширины фаз газораспределения  и их сдвига менять характеристики мотора до неузнаваемости. Хотите поднять крутящий момент? Пожалуйста. Увеличить мощность? Не проблема. Снизить расход? Тоже сможем. Правда, иногда так получается, что при улучшении нужных показателей приходится ухудшать другие.  

А что если научить механизм газораспределения подстраиваться под разные режимы работы двигателя? Легко. Для этого придумано масса способов. Один из которых — применение фазовращателя — специальной муфты, способной под действием гидравлики и управляющей электроники поворачивать распредвал на некоторый угол относительно его начального положения. Наиболее часто такую систему устанавливают на впуске. Муфта проворачивает вал по ходу вращения с повышением оборотов, что влечет за собой раннее открытие впускных клапанов и в итоге — лучшую наполняемость цилиндров на высоких оборотах. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Устройство  системы смазки двигателя

Введение между  трущимися поверхностями деталей  масла снижает трение между ними и позволяет затрачивать меньшее усилие на ту же работу. При трении выделяется тепло и детали нагреваются. Однако непрерывно поступающее, масло помогает их охлаждать. Кроме того, масло, проходя между трущимися поверхностями деталей, вымывает, уносит с собой мельчайшую металлическую пыль, возникающую при их износе.

Для смазки автомобильных  двигателей применяют различные  сорта масел, указанные в инструкции по эксплуатации автомобиля. Сорт масла  обозначается буквами и цифрами. Например, масло, рекомендуемое для  двигателей легковых автомобилей, маркируется АС-8, где буква "А" обозначает, что масло автомобильное, а вторая буква указывает на способ очистки масла (в частности, буква „С" присваивается маслу, прошедшему селективную 1 очистку). Цифра показывает величину вязкости масла. Масло не должно иметь механических примесей и содержать в себе кислоту и воду. При повышении температуры оно должно сохранять достаточную вязкость. Для большинства четырехтактных автомобильных двигателей применяют комбинированную систему смазки (рис. 12), основанную на принудительной подаче масла в наиболее ответственные узлы двигателя при помощи насоса и разбрызгивании масла внутри картера для смазывания остальных деталей.

Масло заливается в поддон картера двигателя до необходимого уровня через горловину, которая закрывается пробкой. Уровень  измеряется маслоизмерительным стержнем с двумя метками: „Полно" и  „Долей". При выезде из гаража уровень  масла в картере проверяют и, если "он" ниже верхней метки, добавляют масло. Работа при уровне масла ниже средней метки недопустима, так как может вызвать аварию (поломку) двигателя.

В поддоне картера  установлен маслоприемник с сеткой, через который масло проходит в корпус насоса шестеренчатого типа. Насос приводится в действие от винтовой шестерни распределительного вала и под давлением подает масло по каналу к фильтру грубой очистки, а через него по каналам в верхней части картера и маслопроводам к узлам двигателя. 
Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, шейки распределительного вала, распределительные шестерни и оси коромысел. В некоторых двигателях масло через каналы в шатунах подается и к поршневым пальцам. Остальные части кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов смазываются маслом, вытекающим из шатунных подшипников. При вращении коленчатого вала оно разбрызгивается и попадает на стенки цилиндров, к поршневому пальцу, кулачкам распределительного вала и другим деталям. По электрическому указателю давления масла, расположенному на щитке приборов, водитель контролирует давление масла в системе.

Селективной очисткой называется удаление из масла вредных  примесей при помощи ряда растворителей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Устройство  и принцип работы автомобильного термостата

Все машины, в  которых двигатель охлаждается  при помощи жидкости, в системе  охлаждения имеют небольшой прибор под названием термостат. Он располагается между двигателем и радиатором. В большинстве автомобилей диаметр термостата - 5 см. Основная задача термостата - блокировать поток охлаждающей жидкости в радиатор, пока двигатель не разогрелся. Когда двигатель холодный, через него не проходит охлаждающая жидкость. Когда двигатель достигнет операционной температуры 95 градусов, термостат открывается. Термостат позволяет двигателю разогреться быстрее, тем самым термостат уменьшает износ двигателя и вредные выхлопы. 
 
Если вам интересно, то можно посмотреть, как работает термостат и показать это детям. Это довольно познавательно. Положите термостат в кастрюлю с водой и поставьте кастрюлю на электрическую плитку. По мере закипания воды в термостате примерно на 2 см откроется клапан. Эксперимент лучше проводить с новым термостатом, не со своей машины.  
 
Термостат сделан из латуни и меди. Рассмотрим устройство термостата. Принцип работы термостата кроется в маленьком цилиндре, который находится со стороны, повернутой в сторону двигателя. В этом цилиндре находится шарик искусственного воска, который начинает плавиться при температуре 82 градусов по Цельсию. Воск выбран потому, что он может значительно расширяться, так как под действием тепла переходит из твердого в жидкое состояние. Штырь вдавлен в цилиндр с воском и соединен с клапаном. Когда воск плавится, он значительно расширяется и выдавливает штырь из цилиндра, тем самым открывая клапан. Через открытый термостат проходит охлаждающая жидкость через радиатор. Когда двигатель отключается, он остывает, и воск в термостате застывает, снова становится твердым. 
 
Термостат - маленькая, но очень важная деталь. Плохо работающий термостат может задержать вас у обочины дороги. Неработающий термостат перестает пропускать охлаждающую жидкость, в результате чего двигатель может перегреться.  
 
Термостат может выйти из строя по многим причинам, но самая распространенная причина - это коррозия. Если клапан постоянно открыт, то охлаждающая жидкость будет все время проходить через радиатор, и двигателю потребуется намного больше времени, чтобы достичь операционной температуры. Если термостат все время закрыт, то двигатель довольно быстро перегреется, и на автомобиле нельзя продолжать движение, пока не заменен термостат. Термостат - недорогая деталь. Его рекомендуется заменять на новый каждые два года.