Жалпы автомобиль тарихы

Қозғалатын бөлшектер тобындағы ең күрделісіне  иінді біліктің  бөлшектер тобы жатады. Бұлар иінді біліктен, оның ішпектерінен, маховиктен және басқа жүйелердегі механизмдерді іске қосатын шестерня (31) мен шкивтен (33) құралады.

Иінді біліктің негізгі қызметі шатуннан келген күшті иін түрінде жасалған шатун мойны (3, 13) арқылы қабылдап, тірек мойындары (29, 12, 24, 19) арқылы айналмалы қозғалыс жасайды.Тірек мойындары мен шатун мойындарымен жақтау (25) арқылы жалғасып тұрады.Кейбір жақтауларға тірек мойындарын ортадан тебетін күштерден жеңілдету үшін қарсы жүктер (28, 17) бекітіледі.

Иінді біліктің алдыңғы жағынан (32) шестерня (31) бекітіледі.Ол шестерня газ тарату механизмін іске қосады.Онымен қоса белдікті беріліс үшін шкив (33) бекітіледі де онымен суыту жүйесінің, электр генераторларын және тағы басқа осындай қосымша құралдарды қимылға келтіреді. Иінді біліктің артқы жағына (20) арнаулы фланец арқылы маховик (18) бекітіледі.

Иінді біліктің осы көрсетілген бөлшектері біртұтас біріктіріліп болаттан қалыптастыру (штамптау) арқылы жасалынады.Сондықтан олар бөлшектенбейді.Иінді біліктің пішіні двигательдегі цилиндр саны мен жұмыс тәртібіне қарай заводта бір – ақ рет жинақталып құралады.Тірек мойындарындағы ішпектер, жоғарыда айтылған, шатун ішпектері тәрізді жасалады.Олар арнаулы жарты төсемелер (22, 27, 30) арқылы цилиндр блогының картеріне бекітіледі.

Иінді біліктің өн бойында жағар май жүретін қуыстар (23) жасалып, арнаулы бітегіштерімен жабылып қойылған. Сол қуыстар арқылы тірек және шатун мойындары қысыммен келетін маймен майланып тұрады. Әрі  сол майлар ортадан тепкіш күштің әсерінен тазаланады, яғни майдың құрамындағы лас заттар сол қуыстардың керегелеріне жабысып қалады. Двигательді капиталдық жөндеу кезінде арнаулы бітегіштерді ашып, сол қуыстарды тазалап отырады.

Газ тарату механизмі. Газ тарату механизмі, иінді шатунды механизмнің жұмысына сәйкес, цилиндр ішінде жүретін процестерді басқарады.Сору процесі кезінде цилиндр ішіне жану қоспасын (карбюраторлы) немесе ауа (дизельді) кіргізеді. Ол үшін сору клапанын  ашады. Қысу, жану, ұлғаю процестері кезінде цилиндр ішіне, сырттан қатыстырмай, жауып ұстап тұрады, ал шығару процесі кезінде, шығару клапанын ашып, жанған газды сыртқа шығарып жібереді. Осы аталған қызметтерді атқару үшін газ тарату механизмі негізгі екі топтан тұрады.Олар клапандар тобы мен оларға қозғалыс беретін жетек тобы. Ал осы бөлшектер тобының орналасуына байланысты газ тарату механизмі бірнеше түрге бөлінеді.Олар көбінесе клапандардың орналасуына байланысты, жоғарғы және жандық газ тарату механизмдер болып бөлінеді.Жандық газ таратыу механизмі (2.7.а – сурет) кезінде клапандар (5) цилиндрдің жанына жасалған ұяда (6)тұрады, ал клапандары  (5) (2.7.б – сурет) жоғарыда орналсқан газ тарату механизмінде цилиндр басындағы ұяда (6) тұрады. Осындай клапандардың орналасу түріне байланысты, олардың жетегі де әртүрлі болады. Жандық орналасқан газ тарату механизмдерде (2.7.а – сурет) жетек механизмі иінді біліктің шестернясымен (2) үнемі тістесіп тұратын шестернясы (1) бар жұдырықша білікшеден (10), итергіштен (9)және реттегіш болттан (4) құралады. Ал клапандары жоғарыда орналасқан  газ тарату механизмінде (2.7.б – сурет) осыларға қосымша штанга (14), куйенте (11) арнаулы оське (12) бекітіледі.   

2.7.-сурет. Газ тарату механизмінің схемасы.

1,2-жетек шестернялары; 3-иінді білік; 4-болт; 5-клапан; 6-клапан ұясы; 7-серіппе; 8-тарелка; 9-итергіш; 10-жұдырықша; 11-күйенте; 12-ось; 13-кронштейн; 14-штанга.

Автомобиль двигательдерінде көбінде газ тарату механизмі газ тарату фазасын тұрақты ұстап отырады .

Газ таратудағы фазаның диаграммасы – бұл клапандардың ашылу немесе жабылу моменттерінің (фаза) иінді білік бұрылу бұрышымен сипатталған және дөнгелек диаграмма түрінде берілген.Газ таратудағы диаграммада көрсетілген аралықтарды, двигательдің жылдам жүруін ескере отырып береді. Неғұрлым иінді біліктің айналу жиілігі жоғары болса, соғұрлым ол үлкен. Сору және шығару клапандарының бір мезгілде  ашылу уақыты кейбір двигательдерде

16° - тан 60° - қа дейін толқып тұрады.

Ең тиімді газ тарату диаграммасын әрбір двигательге эксперимент түрінде анықтайды.Қабылданған газ тарату диаграммасы ( аз ғана ауытқуы) двигательдің үнемділігін  және қуатын азайтады.

Механикалық газ тарату механизмді двигательдерде (ГТМ) газ тарату фазасы басқарылмайды немесе шапшаң реттелмейді.

Кейінгі кездерде газ тарату механизмін (ГТМ) ашу және жабу бұрыштарын электронды жүйемен реттеу қолданып жүр.

Көптеген өндірушілер двигательдерде гидромеханикалық, электромеханикалық немесе басқа жолмен басқарылатын жүйесі бар және оның үстіне олар электрондық хабар бергіш жүйесімен жабдықталған қондырғылардың көмегімен басқарылып жұмыс істейтін газ тарату механизмін орнатқандықтан, газ тарату диаграммасын өзгертуге мүмкіндік туады.

Басқарылмайтын газ тарату фазасы төменгі айналу жиілігінде тиімсіз, өйткені мұндай жағдайда цилиндрге ертерек  кірген ауа бөліктерін енгізу клапаны жабылар алдында итеріп шығарады, ал шығару клапаны тым ерте ашылады.Соның салдарынан цилиндрден жоғарғы қысымдағы энергиясы толық қолданылып, жұмысқа айналмаған газдар шығып кетеді.

Қазіргі заманғы кейбір двигательдерде цилиндрлерінің жақсы толуын қамтамасыз ету үшін, иінді біліктің айналу жиілігіне байланысты, газ тарату фазасындағы клапандардың ашылу – жабылу кезеңдерін шапшаң реттеледі.

Иінді біліктің айналу жылдамдығының аздығынан, клапандардың ашылуынан жабылуына дейінгі уақыт созылады және цилиндр ауамен немесе жанатын қоспамен жақсы толады.

Цилиндрдегі ұлғаю процесі кезінде поршеньге ұзағырақ әсер етуі үшін шығару клапаны ТӨН жақынырақ ашылуы және ЖӨН кейін аз кешігіп жабылуы керек.Сондықтан, төменгі айналу жиілігі кезінде шығару тактісі жүргенде, поршеньнің ЖӨН қозғалуына қалдық газдардың қарсы қысымы әсер етпейді.

Мұндай батыл қадамға 1993ж бірінші болып Alfa Romeo компаниясы қадам басты.Ол двигательге электрондық жүйе дабылымен басқарылып жұмыс істейтін, екі жоғарғы тарату бөлігінің бастапқы бұрыштық жағдайын бұрылыспен өзгертетін гидромеханикалық жүйесін орнатты.Кейінірек тура осы принцип Daimeer – Benz және  Nissan фирмаларында қолданылады.

Двигательдің төмен айналысында бұраушы момент 25 – 35℅, ал номиналды айналыста 5℅ көбейеді.Клапанды ашып – жабуды реттеуде болашағы үлкен жүйе – электромагниттік реттегіштер. Реттеу дәлдігі 0,005 секунд ішінде жүзеге асады. Осындай газ тарату фазасын басқарушы двигатель клапандарын электро – магнитті басқару жүйесі жасалып және автомобильдерде қолданып жүр.

Майлау жүйесі. Двигательдің жұмыс істеу кезінде оның қозғалатын бөлшектері өте күрделі қозғалыстар жасайды. Сол кезде олар әрі қозғалмайтын бөлшектерге жанасып үйкеліседі.Жоғарыда айтқандай, ондай үйкелетін беттерді қаншалықты мұқият тегіс етіп өңдегенде қарамастан, оларды микробедерлер сақталып қалады. Егер сол беттер өзара үйкелетін болса, сол бедерлер бір – бірімен айқасын, бөлшектердің жылжуына үлкен кедергі келтіреді.Сондықтанда сондай құрғақ үйкелісті, сұйықтық үйкеліске айналдыру қызметін майлау жүйесі іске асырады, яғни бөлшек бедерлерінің ой жерлері сұйық майға толады да екі қырдың бір – біріне айқасу құбылысын болдырмайды. Әрі қарай бөлшектердің жылжуы енді сұйық майдың жылжуына байланысты болғандықтан, үйкеліс мүлде жеңілдейді.

Үйкеліс беттерінемайлайтын сұйықтықты жеткізуге байланысты, майлау жүйесін үш түрге бөлуге болады. Бірінші үйкеліс беттеріне үлкен қысыммен беріледі де үйкелетін екі бөлшек тіпті бір –бірімен тек сұйық қабат арқылы жанасады. Екінші үйкеліс беттеріне майды қысымсыз ағызыпнемесе шашып береді. Бұл кезде үйкелетін екі бөлшек жартылай сұйықпен, жартылай өзара жанасады.Үшінші түрі үйкеліс беттеріне әрі қысыммен, әрі шашып береді. Мұны құрама майлау жүйесі деп атайды.

Двигательдердің бөлшектері құрылысы жөнінен және жұмыс істеу жағдайларына байланысты әртүрлі болатындықтан, оларды майлаудың бір ғана түрін, яғни тек қысыммен немесе тек шашып беретін тәсілін қолдана алмайды.Сондықтанда қазіргі двигательдердің барлығында құрама майлау жүйесі қолданылады, яғни кектер қысыммен, кейбір бөлшектер шашып майланады.

2.10 – суретте осындай құрама майлау жүйесінің принципиалдық схемасы көрсетілген.Оның жалпы құрылысы мен жұмысы мына төмендегіше болады. Майлайтын сұйық (көбінесе двигательдік майлар) картер түбіне құйылып қойылады. Оның деңгейі белгілі бір мөлшерде болуға тиіс және  оны арнаулы көрсеткішермен (16) үнемі бақылап отырады. Енді осы картер түбіндегі май арнаулы сүзгімен жабдықталған қабылдағыш (6) арқылы май насосымен (7) солып алынады да қысыммен әрі қарай сүзгілерге (1, 10) жіберіледі.

Сүзгілер екі түрлі болады: біреуі ірі тазартқыш (1).Сондықтанда олардың бүтті жүйеге қосылу тәсіліне қарай толық немесе жартылай ағынды сүзгілер деп түрлендіредлі. Толық ағынды сүзгілер жүйедегі насос (7) айдап шығарғын майда тұтас тазалайды, ал жартылай ағынды сүзгілер түгел емес, бір бөлігін ғана тазалап тұрады. Көбінесе қазіргі двигательдерде ірі тазалағыштар (10) тұтас ағынды, ал майда сүзгілер (1) жартылай ағынды болады.

Сүзгіден шыққан таза май бөлшектерді майдалауға жіберіледі. Ол үшін двигатель блогында магистрльдық тесік (12) жасалады. Сол магистральдық тесіктерден майланатын бөлшектерге де тесіктер жасалады. Сонда ондай бөлшектер қысыммен берілген май арқылы майланады.Көбінесе қысыммен майланатын бөлшектерге иінді біліктің тіреку және шатун мойындары (13), жұдырықша біліктердің тірек мойындары (14), күйентелердің осьтері (15) жатады. Одан басқа поршень менг цилиндр, клапандар, жұдырықшалар, поршень саусақтары сияқты бөлшектер шашыраған май тамшыларымен майланады.Иінді білік және тағы басқа айналатын бөлшектер майды шашып, картер ішінде ұсақ май тамшыларынан тұман түзеді де, олар барып шашылып майланатын бөлшек беттеріне қонады.

Осыларға қосымша жүйеге майды суытатын радиатор (3), май қысымын бақылайтын манометр (11) және температураны көрсететін термометр (2) қойылған.

Май насосы (7) үшінкөбінесе шестернялы насос қойылады.Себібі ол сенімді жұмыс істейді және аз ғана айналыста жоғарғы қысым жасай алатын мүмкіндігі бар. Сондықтанда ол тұтас майлау жүйесін двигательдің аз айналысы кезінде қамтамасыз ете алады. Ал двигательдің айналыс жылдамдығы көбейген кезде, оның қысымын реттеп отыратын қысым реттегіш клапан (8) қойылады. Оның серіппесі насостан шыққан тесікті бітеп тұратын шар тәрізді клапанды, қысым аз кезінде, жауып итеріп тұрады. Осыған басқа ірі сүзгімен (10) параллель тура жіберетін клапан (9) жалғастырылады. Оның қызметі сүзгі өте ластанып, май жүрмей қалған жағдайда, оның кіре берісіндегі көбейген қысымның әсерімен клапаны ашылады да, май ағыны тазаланбаған күйінше тура магистральдық тесікке жіберіледі. Олай болмаған жағадайда двигатель майсыз жұмыс істеп, барлық үйкелетін бөлшектер істен шығуы мүмкін.

2.10.-сурет. Майлау жүйесі.

1,6,10-сүзгілер: 2-термометр; 3-радиатор; 4,8,9-клапандар; 5-кран; 7-насос;

11-манометр; 12-магистралды канал; 13-иінді білік; 14-таратқыш білік;

15-күйенте ось; 16-деңгей өлшегіш; 17-картер тығыны.

Майда сүзгі есебінде көбінесе реактивті центрифуга пайдаланылады. Оның жұмыс принципі ортадан тепкіш күшке негізделген. Сол үшін оның айналатын бөлігі болады. Оны ротор деп атайды. Сол роторда радиусқа перпендикуляр бағытта екі шашқыш тесік қойылған. Оларды сопло деп атайды. Насостан қысыммен келген май сол соплолар арқылы қысылып шығады да кері тебетін реактивті күш тудырады. Осы пайда болған күштер бір – біріне қарама – қарсы бағытталғандықтан, айналдыру моментін жасап, роторды айналуға мәжбүр етеді. Ротоор айналмалы қозғалысқа келгендіктен, оның ішіндегі майда айналып, ондағы лас кесектер ауыр болғандықтан ортадан сыртқа  қарай көп күшпен итеріледі де ротордың ішкі қабырғасына жабысып қалады.Ал тазаланған май қайтадан картерге құйылады. Осылайша біртіндеп майды тазалай береді. Двигательгге техникалық күтім жасалған кезде, роторды бөлшектеп, оның ішкі қабырғасында жиналған лас тұнбаларды қырып тазартып, қайтадан орнына бекітеді.

Май суытатын радиаторлар әртүрлі двигательдерде әрқалай жүйеге жалғасады. 2.10 – суретте көрсетілген схемада радиатор жүйеге арнаулы жпақыш кран (5) арқылы жалғасады. Ол кранды көбінесе жазда ашып, қыс мезгілінде жауып ұстайды. Оған қосымша сақтандырғыш клапан (4) жалғасады. Кейбір двигательдерде осылай радиаторды жүйеге қосып ажырату қызметін арнаулы клапан атқарады. Жүйедегі май суық кезінде оның тұтқырлығы көп болғандықтан қысым артып клапанды ашады да май радиатороға бармай қайтадан картерге құқйылады.

Жүйедегі май қысымы мен темперетурасын көрсететін құралдар(11, 2) жүргізушінің алдындағы қалқанға көрінетін орынға бекітілген. Жұмыс кезінде оларды үнемі бақылап отыру қажет.Оның үстіне күнделікті картедегі май деңгейін де тексеріп тұрады.

Суыту жүйесі. Двигатель жұмыс істеген кезде цлиндр ішінде жанған жанармай және осыдан 1800 – 3000 градусқа дейін қызған газ цилиндрлер кенересін, поршень мен блок қалпақшасын қыздырады. Суыту жүйесі қызған бөлшектерді суыту үшін қажет. Іштен жанатын двигательдерде артық жылуын шығаруды сұйықпен немесе сыртқы ауаның көмегімен жасанды түрде суыту арқылы жүзеге асырады.

Суыту жүйесінің негізхгі қызметі, ол двигательдің қызған бөлшектеріндегі артық жылуды сыртқа шығарып, қоршаған ортаға таратып жіберу болып табылады, яғни двигательдің қызған бөлшектерінен сыртқа жылу тасымалдайтын қондырғы болуы қажет. Осы тұрғыдан қарағанда двигательдердің суыту жүйесі осы жылуды тасымалдапйтын материалдардың түріне қарай екі түрге бөлінеді. Оның біріншісі ауа болса, екіншісі сұйық болады. Олай болса двигательдер ауамен суытылатын ненмесе сйықпен суытылатын болып екі түрге бөлінеді және олардың құрылысы да әртүрлі болады.

Ауамен салқындатылатын двигательдерде (2.11 – сурет) бөлшектердің қызуды бәсеңдету үшін цилиндрлерге және оның қалақшаларына роьорлы желдеткіш ауа үрлейді. Желдеткіш ротордан тұрады, оның көп санды қалақшасы мен қозғалмайтын бағыттаушысы бар.

Желдеткіш роторының айналу жиілігін өзгерту арқылы жылу режимін автоматты реттейді. Осы мақсатта гидродинамикалық муфта қолданылады.

Двигатель қызбағанда және цилиндрлер қалпақшасының температурасы жеткіліксіз болғанда золотник майлау жүйесіндегі майды гидромуфтаға жібермейді, соның нәтижесінде турбиналы дөңгелек желдеткішпен қоса айналмайды. Двигатель температурасы қажетті деңгейге жеткенде реттеуіштің сезімтал сезгісі золотникті ығыстырып, майдың гидромуфтаға өтуіне жол ашады.

Ауамен суытылатын двигательдерде двигательдің қызатын негізгі бөлшегі цилиндр блогы мен оның басына арнаулы аралықтарынан ауа жүретін етіп қабырғалар жасалады. Ол қабырғалар әрі суытылатын бөлшектің ауамен жанасатын ауданын көбейтеді. Енді сол қабырғалардың аралықтарынан сыртқы қоршаған ортадан арнаулы желдеткіш арқылы ауа үрлейді. Үрленген ауа сол қабырғаларды аралап өткен кезде бөлшектерде артық жылуды өзіне қабылдап, әрі қарай сыртқы қоршаған ортаға шығып кетеді. Мұндай суцыту жүйесі құрылысы жағынан өте қарапайым бола тұрса да, оның негізгі кемшілігі сырттағы қоршаған ортаға тәуелді жұмыс істейді. Көбінесе жазғы ыстық кездерде двигательді қалыпты жағдайға дейін суыта алмайды. Сондықтанда мұндай суыту жүйенлері , қуаты аз кішігірім двигательдерде қолданылады.