Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЗОР СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ

 

Температура газов в камере сгорания в момент воспламенения смеси превышает 2700 К (2500°С). Такая температура при отсутствии искусственного охлаждения привела бы к сильному нагреву дета­лей двигателя и их разрушению, вообще нарушение теплового баланса влияет как износ двигателя, так и на экономичность ого работы в плане расхода ГСМ. Поэтому система охлаждение дви­гателя является одной из основных систем автомобиля. Система охлаждения обеспечивает охлаждение деталей, соприкасающихся с горячими газами. Охлаждение может производиться водой, воздухом, а также маслом и топливом (охлаждение поршней, насос - форсунок). В зависимости от принятого способа охлаждения в данную группу входят различные устройства и механизмы для подвода охладителя к деталям и тепло – газообменники.

При воздушном охлаждении не требуются ра­диатор, водяной насос и трубопроводы, отпадает опасность «размораживания» двигателя зимой при заправке системы охлаждения водой. Поэтому, несмотря на повышенную затрату мощности, на приведение в действие вентилятора и затруднен­ный пуск при низкой температуре, воздушное, ох­лаждение применяют на легковом автомобиле ЗАЗ-968М «Запорожец» и ряде зарубежных авто­мобилей.

Жидкостная система охлаждения заполняется водой или антифризом (смесью воды с этиленгликолем), не замерзающим при температуре до 233 К (—40°С).

При чрезмерном охлаждении дви­гателя увеличиваются потери тепла с охлаждаю­щей жидкостью, не полностью испаряется и сго­рает топливо, которое в жидком виде проникает в поддон картера и разжижает масло. Это приводит к снижению мощности и экономичности двигателя и быстрому износу деталей. При перегреве двигателя происходит разложение и коксование, масла, ускоряющие отложение нагара, вследствие чего ухудшается отвод тепла. Из-за расширения де­талей уменьшаются температурные зазоры, увели­чиваются трение и износ деталей, ухудшается на­полнение цилиндров.

Температура охлаждающей жидкости при рабо­те двигателя должна быть 360—375 К (85—100°С).

В автомобильных двигателях применяют при­нудительную (насосную) систему жидкостного ох­лаждения. Такая система включает рубашки охлаж­дения цилиндров и головок цилиндров, радиатор 13 (рис. 1), водяной насос 2, вентилятор 1, жалю­зи 14, термостат 5, сливные краны 11 и 12, указатели температуры охлаждающей жидкости.

Жидкость, циркулирующая в системе охлажде­ния, воспринимает тепло от стенок цилиндров и их головок и передает его через радиатор окружаю­щей среде. Иногда предусматривается направление потока циркулирующей жидкости через водорас­пределительную трубу или продольный канал с отверстиями в первую очередь к наиболее нагре­тым деталям (выпускные клапаны, свечи зажига­ния, стенки камеры сгорания).

Система охлаждения двигателя обычно исполь­зуется для подогрева впускного трубопровода, ох­лаждения компрессора 3 и отопления кабины или пассажирского помещения кузова. Отопительная система состоит из радиатора 9, вентилятора, воз­духораспределительных труб и рукояток управ­ления.

В современных автомобильных двигателях при­меняют закрытые системы жидкостного охлажде­ния, сообщающиеся с атмосферой через клапаны в пробке радиатора. В такой системе повышается температура кипения воды, закипает вода реже и меньше испаряется.

 

Пусковой подогреватель

 

У автомобилей ГАЗ-53А и ГАЗ-66 пусковой по­догреватель (рис. 11.) имеет котел 9, включенный в систему охлаждения двигателя. В камеру сгорания котла топливо подается самотеком из бака 2. Пос­тупление топлива дозируется регулировочной иглой электромагнитного клапана 7. Воздух подается вен­тилятором 3. Смесь воспламеняется свечой в, В цепь свечи включено дополнительное сопротивление, установленное на пульте управления подогревате­лем. По накалу спирали сопротивления судят о ра­боте свечи. Когда в камере сгорания котла будет достигнуто устойчивое горение, свечу выключают, топливо будет воспламеняться от ранее зажженно­го пламени.

На автомобилях КамАЗ пусковой подогреватель используют при температуре ниже 248 К (—25°С). Для облегчения пуска холодного двигателя при температуре до 248 К (—25°С) предназначено пус­ковое устройство «Термостат». Подача топлива на раскаленные электрофакельные свечи обеспе­чивается при проворачивании коленчатого вала дви­гателя стартером. Образовавшийся во впускных трубопроводах факел подогревает воздух, посту­пающий в двигатель.

Автомобиль - техника теплолюбивая. Ночуя зимой на улице, он охотно впадает в спячку и добудиться его поутру удается не всем. Поэ­тому в мороз как никогда велик спрос на бук­сир и «прикуриватель». Это надругательство не проходит безнаказанно. Даже если не уда­лось запороть двигатель, жизнь ему укороти­ли точно. А ведь есть куда более цивилизован­ный метод. Перед пуском мотор надо лишь подогреть. Способов много, начиная от паяль­ной лампы и заканчивая отопителем, управля­емым с сотового телефона. Правда, в послед­нем случае котлу надо купить сим-карту, сде­лав его полноценным абонентом сети. Боль­шинство предпочитает золотую середину.

                 

Рис. 11. Пусковой подогреватель двигателя автомобиля ГАЗ-53А:

1 — заливная горловина, 2 — топливный бак, 3 — вентилятор, 4 — воздухоподводяший шланг, 5 — переключатель, в — пульт управления, 7 — электромагнитный клапан, в — свеча, 9 — ко­тел, 10 — направляющий кожух, 11 — сливной кран

Обычный автономный подогреватель ра­ботает независимо от других систем автомо­биля. За что и получил свое название. Состо­ит он из жарового котла, топливного и жид­костного насосов, средств коммуникации и системы управления. Дальше все просто. В котле горит топливо, нагревая жидкость в теплообменнике. Насос гоняет ее по систе­ме охлаждения. Двигатель прогревается до готовности к пуску. Выпускают подогревате­ли разной мощности. Остается лишь сесть в кабину и повернуть ключ.

Основной недостаток - потребность в электроэнергии. Единственный в этом случае поставщик - автомобильный аккумулятор -с дополнительной нагрузкой справляется, но «живет» в среднем на год меньше.

Предпусковой разогрев - не единственный способ облегчения пуска. Можно просто не дать двигателю замерзнуть. То есть перевес­ти котел в режим поддержания. Здесь он бу­дет включаться периодически, сохраняя тем­пературу охлаждающей жидкости в интервале 40-85°С.. Полезная опция даже для рабо­тающего дизеля. Ведь на холостых оборотах он не только не нагревается, но и норовит остыть!

Раз уж мы все равно греем двигатель, по­чему заодно не нагреть салон? Ведь его «печка» уже включена в общую систему. На­до только вовремя открыть кран и включить вентилятор. С этим управляется автоматика. Вместо крана используют дополнительный термостат. Только в большинстве подобных конструкций приоритет отдается кабине. То есть кипяток сразу поступает в салон и лишь потом через термостат в двигатель. Погоду делают с пульта управления. Он, обычно, универсальный и совмещает функции пус­ковой кнопки, таймера и климат-контроля. Задав нужный режим, про мороз за окном можно забыть. И попив кофейку, спокойно укладываться спать. Не зря эти отопители популярны у дальнобойщиков. Довольны и автотранспортные компании. Молотящий двигатель на стоянке сжигает за ночь около сорока литров солярки, а подогреватель -меньше шести. Про ресурс и говорить нече­го. Хорошо и для легковушек - садиться в предварительно нагретый салон и приятно, и для здоровья полезно.

Когда машина ночует в тепле, с пуском проблем нет. А вот в кабине тепла не хватает. Например, в автобусе с его вечно распахну­тыми дверями. Или в большинстве отечест­венных легковушек с их дырявыми заслон­ками и воздуховодами. Здесь вполне можно ограничиться «воздушником», то есть ото­пителем, греющим непосредственно воздух. Он работает тоже на жидком топливе и отли­чается от предыдущих конструкцией тепло­обменника. Его легче пристроить в автомо­биле, и благодаря меньшему числу комплек­тующих он заметно дешевле.

Способы установки подогревателей на ав­томобиль отражены в инструкции. Но все не так просто, как кажется на первый взгляд. Даже у опытного мастера процесс монтажа занимает до восьми часов. Это притом, что для него время - деньги! Неискушенный но­вичок может завязнуть на целую неделю. Да еще наломать дров, за что придется платить. Так, популярный «воздушник» «Эберспехер» состоит из двух половинок, которые при ус­тановке крепятся к полу. Если болты затяги­вать неравномерно, корпус деформируется, зажимая крыльчатку вентилятора. Замена сгоревшего двигателя после пробного пуска обходится в $200-300.

Нелегко разобраться в хитросплетении проводов. Ошибаясь при подключении, легко спалить штатный блок климат-контроля. К печальным последствиям порой приводит обесточивание автомобиля. Как-то водитель «Ауди-А6» по окончании монтажных работ не смог тронуться с места - в отсутствие пи­тания оказался заблокированным модуль уп­равления автоматической коробкой. Протир­ка фар и пинание колес не помогли - при­шлось прокатиться на эвакуаторе.

Куда пристроить подогреватель на автомо­биле - отдельная история. Как правило, под капотом слишком мало места. Приходится использовать пустоты в бампере, багажнике или под кузовом - хватило бы шлангов. К любой машине - свой творческий подход. Чтобы труды по установке не пропали да­ром и котел исправно «топил» двигатель и кабину много лет, в эксплуатации тоже на­до следовать некоторым правилам. Главное - не спешить. Запускается подогреватель не сразу - на розжиг уходит минуты полторы. Нетерпеливый пользователь ждать не жела­ет и, пытаясь ускорить процесс, постоянно теребит кнопку «пуск». Таймер «сходит с ума», оставляя штифт накала непрерывно под напряжением.

 Перегревшись, последний сгорает. Автоматика тут же отключает систе­му. Запчасти есть смысл искать только на фирменных станциях. В магазинах их не продают. У «воздушников» надо регулярно очищать от слежавшейся пыли сетку забора воздуха и наружную крыльчатку. При плохом обдуве агрегат может перегреться, а отдельные ком­поненты - даже расплавиться.

 «Водяные» чувствительны к качеству «Тосола». Вода с синькой, сдобренная мусором из системы охлаждения, выведет из строя что угодно.

В заключении темы предварительного подогрева автомобиля бы рассказать о системе предварительного подогрева, а точнее о новом клапане (Рис. 14) системы предварительного подогрева салона и двигателя фирмы «Эберспехер», схема которого пред ставлена на Рис.12.

Рис. 12. Расположение нового клапана фирмы «Эберспехер» в системе предпускового подогрева двигателя и салона

 

Рис. 13. Эффект налицо: вверху – результат работы отопителя с новым клапаном, внизу – без него.

Фирма «Эберспехер» известна своими автономными подогревателями, обеспечивающими прогрев салона и двигателя без пуска последнего. Союз «и», однако, уместно заменить на «или», если у автомобиля мотор солидного рабочего объема. Дело в том, что его массивный блок цилиндров «работает» как алюминиевый радиатор, расточая драгоценное тепло в окружающее пространство. Процесс затягивается – а водителю-то хочется, чтобы стекла скорее оттаяли, и можно было сразу снять верхнюю одежду. До сих пор противоречие решали с помощью специального клапана, позволявшего подогревателю гонять антифриз по малому кругу, не расходуя киловатты на прогрев мотора. Решение не самое оптимальное, поскольку, во-первых, холодный пуск приводит к повышенному выбросу вредных газов, а, во-вторых, сразу после пуска этот клапан автоматически подключал большой круг «тосолообращения», отчего из дефлекторов начинало веять холодом.

Новый клапан, подобно термостату, плавно и постепенно увеличивает поток жидкости через блок цилиндров. Перемещением запорного поршенька управляет «пружина» из никель-титанового сплава, обладающего «памятью» (Рис. 15). Этот термостат настроен таким образом, что большой круг начинает открываться для антифриза, как только его температура достигнет 67°С. С этого момента «пружина» как бы растягивается и отодвигает поршень клапана.

Сравнительные испытания в термокамере при –20°С показали: с новой системой температура жидкости в малом круге через 10 минут достигает 60°С, тогда как без клапана – лишь 29,3°С. Соответственно, из дефлекторов на стекла дует воздух с температурой 42°С, а не 10°С. Что касается двигателя, он уже через 30 минут нагревается до комнатных +20°С. Гораздо быстрее оттаивает ветровое стекло: спустя 20 минут после запуска отопителя ото льда освобождается 80% его поверхности, тогда как раньше за это время очищалось лишь 30%.

Система смазки

 

Система комбинированная: под давлением и разбрызгиванием. Система смазки состоит из указателя уровня масла, масляного насоса с маслоприемником, масляных каналов, масляного фильтра, редукционного клапана, фильтра очистки масла, масляного картера, крышки горловины для заправки масла, масляного радиатора, предохранительного клапана и запорного крана.

На указателе уровня масла имеются метки: высшего уровня «П» и низшего уровня «О». Уровень масла должен находится вблизи метки «П», не превышая ее.

Масляный насос шестеренчатого типа установлен внутри масляного картера и крепится к блоку цилиндров двумя шпильками. Корпус насоса изготовлен из алюминиевого сплава, крышка насоса из чугуна, шестерни насоса из металлокерамики. Ведущая шестерня закреплена на валу штифтом, ведомая вращается свободно на оси, запрессованной в корпус насоса.

Уплотняющая картонная прокладка толщиной 0.3 мм обеспечивает необходимый зазор между торцами шестерен и крышкой. К крышке крепится литой из алюминиевого сплава маслоприемник с сеткой. В корпусе насоса помещается редукционный клапан. Масло из насоса по каналам в блоке цилиндров и наружной трубке с левой стороны блока подводится к масляному фильтру. Из масляного фильтра по каналам в блоке масло подается к коренным подшипникам коленчатого вала и подшипникам распределительного вала, от коренных подшипников коленчатого вала по каналам в коленчатом валу масло подается к шатунным подшипникам, а от подшипников распределительного вала по каналам в головку цилиндров для смазки коромысел клапанов и верхних наконечников штанг.

Редукционный клапан плунжерного типа расположен в корпусе масляного насоса и отрегулирован на заводе установкой тарировочной пружины. Менять регулировку в эксплуатации не следует. Давление масла определяется указателем, датчик которого ввернут в масляную магистраль блока цилиндров. Кроме того, система снабжена указателем аварийного давления масла, датчик которого ввернут в нижнюю часть корпуса масляного фильтра. Сигнализатор аварийного давления масла загорается при давлении 0.4…0.8 кгс/см².

Привод масляного насоса осуществляется от распределительного вала парой винтовых шестерен. Ведущая шестерня – стальная, залитая в тело распределительного вала, ведомая – стальная, нитроцементированная, закреплена штифтом на валу, вращающемся в чугунном корпусе. На верхний конец вала надета и закреплена штифтом втулка, имеющая прорезь, смещенную на 1.5 мм в сторону для привода датчика распределителя зажигания. К нижнему концу вала шарнирно присоединен промежуточный шестигранный вал, нижний конец которого входит в шестигранное отверстие вала масляного насоса.

Вал в корпусе привода смазывается маслом, которое разбрызгивается движущимися деталями двигателя. Разбрызгиваемое масло, стекая по стенкам блока, попадает в прорезь – ловушку на нижнем конце хвостовика корпуса и через отверстие поступает на поверхность вала. Отверстие под вал в корпусе имеет винтовую канавку, благодаря которой масло при вращении вала равномерно распределяется по всей его длине. Излишки масла из верхней полости корпуса привода по каналу в корпусе стекают обратно в картер. Шестерни привода смазываются струей масла, вытекающей из отверстия диаметром 2 мм в блоке цилиндров и соединенного с четвертой опорой распределительного вала, имеющей кольцевую канавку.

Фильтр очистки масла – полнопоточный, с картонным сменным элементом, расположен с левой стороны двигателя. Через фильтр проходит все масло, нагнетаемое насосом в систему. Фильтр состоит из корпуса, крышки, центрального стержня и фильтрующего элемента. В верхней части центрального стержня расположен перепускной клапан, который при засорении фильтрующего элемента пропускает масло, минуя его, в масляную магистраль. Сопротивление чистого фильтрующего элемента 0.1…0.2 кгс/см², перепускной клапан начинает перепускать масло при увеличении сопротивления в результате засорения фильтра до 0.6…0.7 кгс/см².

Масляный радиатор служит для дополнительного охлаждения масла при эксплуатации автомобиля летом, а также при длительном движении на скоростях выше 100-110 км/ч. Масляный радиатор соединен с масляной магистралью двигателя при помощи резинового шланга через запорный кран и предохранительный клапан, которые установлены с левой стороны двигателя. Положение ручки крана вдоль шланга соответствует открытому положению крана, поперек – закрытому. Предохранительный клапан открывает проход масла в радиатор при давлении выше 0.7…0.9 кгс/см². Масло из радиатора сливается по шлангу через крышку распределительных шестерен (с правой стороны двигателя) в картер.

Вентиляция картера двигателя закрытая, принудительная, действующая в результате разрежения во впускном трубопроводе и в воздушном фильтре. При работе двигателя на холостом ходу и на частичных нагрузках газы из картера отсасываются во впускную трубу, на полных нагрузках – в воздушный фильтр и впускную трубу.

Система охлаждения

 

Система охлаждения двигателя - жидкостная, закрытая с принудительной циркуляцией жидкости. Состоит из рубашки, окружающей цилиндры и головки цилиндров двигателя. насоса 15 центробежного типа, радиатора 12, жалюзи И, вентилятора 14, термостата 8, системы клапанов, помещенных в пробке радиатора, расширительного бачка, и сливных краников 1 и 13. В систему охлаждения включены также радиаторы отопления кузова 4 и 5. Система охлаждения заполнена жидкостью Тосол А- 40, замерзающей при температуре -40 °С. Емкость системы охлаждения 12 л. Поддержание правильного теплового режима оказывает решающее влияние на износ двигателя и экономичность его работы. "Температура охлаждающей жидкости при наивыгоднейшем тепловом режиме работы двигателя должна быть в пределах 85...90 °С. Указанная температура поддерживается при помощи автоматически действующего термостата и управляемых вручную жалюзи радиатора. Для контроля температуры охлаждающей жидкости в комбинации приборов имеется электрический указатель, датчик 10 которого ввернут в корпус термостата. Кроме того, в комбинации приборов имеется красная сигнальная лампочка, загорающаяся при повышении температуры жидкости до 104...109 "С. Датчик ее также ввернут в корпус термостата. При загорании лампочки следует немедленно устранить причину перегрева: перейти на более легкий режим движения (сбавить газ), усилить охлаждение, открыв жалюзи. Насос нагнетает жидкость в рубашку блока цилиндров, откуда через отверстия в прокладке поступает в головку цилиндров. Отсюда, в зависимости от температурного состояния двигателя, жидкость термостатом направляется или в верхний бачок радиатора (при прогретом двигателе) или обратно в двигатель (при холодном двигателе).

Рис. 17.

2.2. Термостат - с твердым наполнителем термосилового элемента, двухклапанный, типа ТС-107-01 расположен на переднем торце головки блока цилиндров и соединен шлангами с водяным насосом и радиатором. Полость корпуса термостата совмещена с полостью головки. Основной клапан термостата начинает открываться при температуре 78...82 °С, когда температура достигает 94 °С он полностью открыт. При закрытом основном клапане жидкость в системе охлаждения циркулирует через перепускной патрубок корпуса термостата и водяной насос обратно в двигатель. При этом дополнительный клапан полностью открываться. Когда основной клапан полностью открыт, дополнительный клапан закрывается, и жидкость через патрубок крышки термостата поступает в верхний бачок радиатора. Жалюзи следует открывать только при достижении 90 °С.. В зимнее время рекомендуется на переднюю часть автомобиля надеть теплый капот. Ни в коем случае нельзя в зимнее время снимать термостат. Двигатель без термостата прогревается очень долго и работает при низкой температуре, вследствие этого ускоряется износ двигателя и увеличивается расход бензина, а также происходит интенсивное отложение смолистых веществ на внутренних стенках двигателя.

Рис. 18.

2.3. Насос - центробежного типа, устанавливается на переднем торце блока цилиндров двигателя, состоит из корпуса насоса 2 крышки корпуса, крыльчатки 5, сальника 4 и валика с подшипником 7. Уплотнитель насоса состоит из обоймы с резиновой манжетой, разжимной пружины и шайбы уплотняющей в сборе. Уплотнитель запрессовывается в гнездо корпуса насоса. Напрессованный на валик подшипник запрессовывается в корпус насоса и стопорится в нем фиксатором 3. Крыльчатка напрессовывается на задний конец валика, а ступица для крепления вентилятора - на передний конец валика. Подшипник насоса при сборке заполняется смазкой и в процессе эксплуатации смазки не требует. Подшипник насоса отделен от водяной полости самоподвижным уплотнителем. Жидкость, просочившаяся через уплотнитель, не попадает в подшипник, а вытекает через отверстие в нижней части корпуса насоса. Между корпусом и крышкой насоса, а также между крышкой и блоком цилиндров двигателя устанавливаются паронитовые прокладки. В корпус насоса вворачивается штуцер отвода жидкости от радиатора отопителя.

2.4. Вентилятор пластмассовый, шестилопастной. К вентилятору четырьмя болтами и квадратными гайками крепится металлический фланец. Под головки болтов устанавливаются стопорные шайбы с обжимкой их граней. В отверстия пластмассового вентилятора под крепежные болты заливаются металлические втулки. Вентилятор металлическим фланцем крепится четырьмя болтами к ступице на валике насоса. Вентилятор в сборе с фланцем балансируется (статический дисбаланс не более 6 г.с.см). Вал вентилятора насоса приводится во вращение двумя клиновыми ремнями от шкива коленчатого вала. Этими же ремнями приводится в действие генератор. Натяжение ремней регулируется поворотом генератора. При правильном натяжении каждый ремень под усилием большого пальца руки (4 кгс) должен прогибаться на 8...10 мм.

Рис. 19.

2.5. Радиатор - трубчато-пластинчатый. Плоские вертикальные трубки впаяны в верхний и нижний бачки радиатора в три ряда в промежутках представляющие собой гофрированную (в виде змейки) медную ленту. В бачки впаяны патрубки для подвода (в верхний бачок) и отвода (в нижний бачок) жидкости. В верхний бачок впаяна наливная горловина и штуцер датчика контрольной лампочки температуры воды. В нижнюю часть наливной горловины впаян патрубок шланга расширительного бачка. Верхний и нижний бачки радиатора дополнительно соединены припаянными к ним боковыми стойками. Радиатор крепится при помощи кронштейнов, расположенных на его боковых стойках, четырьмя болтами к перегородке (щитку) радиатора, приваренной к кузову.  К боковым щиткам радиатора прикреплен кожух вентилятора, штампованный из листовой стали. Пробка радиатора закрывает герметически всю систему охлаждения. Пробка имеет два клапана выпускной, отрегулированный на избыточное давление в системе 44.5...59.5 кПа (0.45...0.60 кгс/см), и впускной, отрегулированный на разрежение в системе 0.98...9.б кПа (0.01...0.10 кгс/см). Нормальная работа клапанов зависит от исправности резиновых прокладок. При поврежденных прокладках система негерметична. Герметичность системы обеспечивает более высокую температуру охлаждающей жидкости без закипания и тем самым большую теплоотдачу радиатора. Расширительный бачок изготовлен из полупрозрачной пластмассы, соединен шлангом с наливной горловиной радиатора. На корпусе бачка имеется метка "MIN", по которой устанавливается уровень жидкости. При нагреве жидкость расширяется, и избыток ее через выпускной клапан в пробке радиатора перетекает в расширительный бачок. При охлаждении двигателя жидкость через впускной клапан Я перетекает обратно в радиатор. Пробка расширительного бачка имеет резиновый клапан. Клапан имеет прорезь и два небольших отверстия по краям прорези. Отверстия обеспечивают сброс избыточного давления в бачке до атмосферного, а прорезь исключает образование разрежения в бачке при обратной циркуляции жидкости из бачка в двигатель. Перед радиатором установлены жалюзи для регулирования степени его охлаждения. Управляются жалюзи через гибкую тягу рукояткой, расположенной под щитком прибором. Вытянутое положение рукоятки соответствует закрытым створкам жалюзи. Техническое обслуживание системы охлаждения включает в себя ежедневную проверку уровня охлаждающей жидкости в расширительном Дачке. Уровень жидкости на холодном двигателе при температуре 15...25 "С должен быть у метки "MIN" или выше ее на 3...S см. Через каждые 5 тыс. км необходимо проверять герметичность в соединениях шлангов, а также натяжение ремней вентилятора, водяного насоса и генератора. При появлении протекания жидкости произвести подтяжку стяжных хомутов. Прогиб ремней привода проверяется нажатием на середину ветви с усилием 40 Н (4 кгс), при этом величина прогиба должна находиться в пределах 8...10 мм. Регулируется натяжение изменением положения генератора. Через 16 тыс. км также следует проверять водяной насос и прочищать контрольное отверстие для выхода охлаждающей жидкости. Течь не допускается. Перед началом зимней эксплуатации следует проверять плотность охлаждающей жидкости в системе охлаждения, которая должна быть в пределах 1.078...1.085 г/см* при 20 "С. При меньшем значении плотности Тосол А-40 замерзает при более высокой температуре. Периодичность замены охлаждающей жидкости - каждые два года или через каждые 60 тыс. км пробега автомобиля. При большой потере жидкости допустимо временно добавлять в систему охлаждения воду. Для этого после охлаждения двигателя надо снять с радиатора и расширительного бачка пробки и залить в радиатор воду до верхнего среза наливной горловины, затем поставить пробку радиатора на место. Долить в расширительный бачок воды на 7...10 см выше метки и поставить его пробку на место. При первой возможности надо сменить воду на Тосол А-40. При замене жидкости систему следует промывать. Для этого имеющуюся жидкость сливают и заполняют систему водой, пускают двигатель и прогревают. Затем на малой частоте вращения холостого хода сливают воду и останавливают двигатель. После охлаждения двигателя повторяют промывку. Заполняют систему жидкостью через радиатор (при снятой пробке расширительного бачка) до верхнего среза наливной горловины и закрывают радиатор пробкой. Заливают жидкость в расширительный бачок на 3...5 см выше метки "MIN" и закрывают бачок пробкой. Слив жидкости производится одновременно через два краника один 38 расположен на нижнем бачке радиатора, другой 43 с правой стороны блока цилиндров (в задней его части). При сливе надо снять пробку радиатора и открыть кран радиатора отопления кузова.

 

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ

Топливо

В соответствии с заданной степенью сжатия e =9.5 для рассчитываемого двигателя можно использовать бензин марки А-92.

Средний элементарный состав и молекулярная масса бензина:

– углерода                     C – 0.855;

– водорода                    H – 0.145;

– молекулярная масса  m_T =115 кг/кмоль.

Низшая теплота сгорания:

 

          (3.1)

 кДж/кг.

 

Параметры рабочего тела

1) Теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива принятого состава, определяется по формуле:

 

                               (3.2)

моль/кг.

 

                                     (3.3)

2) Коэффициент избытка воздуха устанавливается на основании следующих соображений. На современных двигателях устанавливают многокамерные карбюраторы, обеспечивающие получение почти идеального состава смеси по скоростной характеристике. Возможность применения для рассчитываемого двигателя двухкамерного карбюратора с обогатительной системой и системой холостого хода позволяет получить при соответствующей регулировке как мощностной, так и экономичный состав смеси. a =0.95 по заданию.

3) Количество горючей смеси:

 

кмоль св. зар./кг топл. (3.4)

 

4) Количество отдельных компонентов продуктов полного сгорания при К=0.5 и принятом скоростном режиме:

 

                               (3.5)

кмоль СО₂/кг топл.;

 

                                 (3.6)

 кмоль СО/кг топл.;

 

                   (3.7)

 кмоль Н₂О/кг топл.;

                        (3.8)

кмоль Н₂/кг топл.;

 

кмоль N₂/кг топл. (3.9)

 

Процесс впуска

 

1) Температура подогрева свежего заряда. С целью получения хорошего наполнения двигателя на номинальном скоростном режиме принимается D T_N = 8 °C.

2) Плотность заряда на впуске

 

кг/м³                               (3.12)

 

где Дж/(кг·град) – удельная газовая постоянная для воздуха.

3) Потери давления на впуске в двигателе. В соответствии со скоростным режимом двигателя и с учетом небольших гидравлических сопротивлений во впускной системе можно принять ; ω_вп=95 м/с.

 

                       (3.13)

 МПа

 

где β – коэффициент затухания скорости движения заряда в рассматриваемом

сечении цилиндра;

ξ_вп – коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к наибо-

лее узкому сечению;

 ω_вп – средняя скорость движения заряда в наименьшем сечении впускной

 системы

Давление в конце впуска

 

МПа                   (3.14)

 

5) Коэффициент остаточных газов. При определении g _r для карбюраторных двигателей без наддува принимается коэффициент очистки , а коэффициент дозарядки на номинальном скоростном режиме . Тогда при (n_N =4500 мин^-1)

 

                               (3.15)

 

где  - температура подогрева свежего заряда от стенок.

Температура в конце впуска

 

                              (3.16)

 К

 

Коэффициент наполнения

 

(3.17)

 

Процесс сжатия

 

В четырехтактных двигателях без наддува воздух поступает во впускной трубопровод с температурой окружающей среды. Поэтому процесс сжатия не является адиабатным, а протекает в условиях теплообмена между свежим зарядом и деталями двигателя. В начале сжатия температура свежего заряда значительно ниже температуры окружающих поверхностей цилиндра, днища поршня, головки цилиндра, тарелок клапанов. Вследствие этого наблюдается приток теплоты к свежему заряду. По мере увеличения давления сжатия температура заряда повышается и с некоторого момента становится выше температуры окружающих поверхностей. Направление теплового потока изменяется на обратное и теплота уже будет передаваться от заряда к деталям двигателя.

Таким образом, процесс сжатия протекает с переменным показателем политропы сжатия n₁.

Ввиду сложности теплообмена между свежим зарядом и окружающими деталями можно считать, что в реальном двигателе процесс сжатия проходит по политропе с некоторым средним значением показателя n₁.

Основным факторами, влияющими на показатель политропы сжатия n₁, являются: частота вращения коленчатого вала, интенсивность охлаждения цилиндра, его размеры, конструктивные особенности камер сгорания, утечка газов через неплотности поршневых колец и клапанов.

1) По номограмме рис. 4.4 [1] определяем показатель адиабаты k ₁=1.3768.

2) Значение показателя политропы сжатия принимаем равным n₁=1.376.

3) Давление в конце сжатия:

 

МПа                  (3.18)

 

4) Температура в конце сжатия:

 

К                               (3.19)

 

5) Средняя мольная теплоемкость в конце сжатия:

а) свежей смеси (воздуха)

                              (3.20)

кДж/(кмоль·град);

 

где 775 – 273 = 502 °С

б) остаточных газов (определяется методом интерполяции по табл. 3.8 [1]) при n_N=4500 мин^-1, α=0.95 и t_c=502°С

 

 кДж/(кмоль·град) (3.21)

 

где 24.014 и 24.440 – значения теплоемкости продуктов сгорания при

 соответственно при 500 и 600 єС, [1, табл. 3.8].

в) рабочей смеси

 

                         (3.22)

 кДж/(кмоль·град).

 

Процесс сгорания

В ходе этого процесса химическая энергия топлива превращается в тепловую, которая затем распределяется по частям так: переходит в механическую работу, идет на повышение внутренней энергии газов; передается окружающим поверхностям деталей и через них переходит к охлаждающей жидкости или к воздуху; из топлива не выделяется из-за неполного его сгорания; теряется за счет диссоциации газов при высоких температурах.

Наиболее интенсивно топливо сгорает на участке индикаторной диаграммы c - z который называют участком видимого сгорания.

Экспериментально установлено, что на участке c - z , топливо всегда сгорает не полностью, а догорает далее в процессе расширения.

1) Коэффициент молекулярного изменения свежей смеси:

                                (3.23)

2) Коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси:

 

                   (3.24)

 

3) Количество теплоты, потерянное вследствие химической неполноты сгорания:

 

кДж/кг   (3.25)

 

4) Теплота сгорания рабочей смеси:

 

кДж/кмоль раб.см. (3.26)

5) Средняя мольная теплоемкость продуктов сгорания:

 

  (3.27)

 

6) Коэффициент использования теплоты x_z зависит от режима работы двигателя, способа смесеобразования, условий охлаждения камеры сгорания, степени диссоциации газов и быстроходности двигателя.

Принимаем x_z = 0.93.

 

7) Температура в конце видимого процесса сгорания

 

                              (3.28)

 

 

 

откуда t_z =2623° С

 

К                       (3.29)

 

8) Максимальное давление сгорания теоретическое:

 

МПа      (3.30)

 

9) Максимальное давление сгорания действительное:

 

МПа                (3.31)

10) Степень повышения давления:

 

                      (3.32)

Таблица 3.1

№ точек	ОХ, мм	ОВ/ОХ	Политропа сжатия			Политропа расширения
				, мм	, МПа		, мм	, МПа
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	10.8235 11.4235 13.0235 14.8235 18.8235 20.8235 22.8235 24.8235 32.6235 40.4235 48.2235 56.0235 63.8235 71.6235 79.4235 87.2235 95.0235 102.823	9.5000 9.0010 7.8952 6.9365 5.4625 4.9379 4.5052 4.1422 3.1518 2.5437 2.1322 1.8354 1.6111 1.4356 1.2946 1.1789 1.0821 1.0000	22.1487 20.5639 17.1701 14.3684 10.3431 9.0014 7.9342 7.0682 4.8531 3.6134 2.8345 2.3061 1.9275 1.6447 1.4266 1.2541 1.1147 1.0000	37.6415 34.9482 29.1804 24.4191 17.5780 15.2978 13.4842 12.0123 8.2478 6.1409 4.8172 3.9192 3.2757 2.7951 2.4245 2.1313 1.8944 1.6995	1.8821 1.7474 1.4590 1.2210 0.8789 0.7649 0.6742 0.6006 0.4124 0.3070 0.2409 0.1960 0.1638 0.1398 0.1212 0.1066 0.0947 0.0850	16.7537 15.6594 13.2892 11.3008 8.3794 7.3843 6.5833 5.9261 4.2092 3.2184 2.5805 2.1388 1.8168 1.5726 1.3817 1.2288 1.1038 1.0000	149.553 139.785 118.627 100.877 74.8000 65.9170 58.7668 52.9003 37.5739 28.7290 23.0349 19.0927 16.2178 14.0378 12.3336 10.9687 9.8533 8.9266	7.4777 6.9893 5.9314 5.0439 3.7400 3.2958 2.9383 2.6450 1.8787 1.4365 1.1517 0.9546 0.8109 0.7019 0.6167 0.5484 0.4927 0.4463

 

Величина 1,1739 МПа, полученная планиметрированием индикаторной диаграммы, очень близка к величине 1,1752 МПа, полученной в тепловом расчете.

Скругление диаграммы осуществляется на основании следующих соображений и расчетов. Так как рассчитываемый двигатель достаточно быстроходный (n =4500 мин^-1), то фазы газораспределения необходимо устанавливать с учетом получения хорошей очистки цилиндра от отработавших газов и обеспечения дозарядки в пределах, принятых в расчете. В связи с этим начало открытия впускного клапана  устанавливается за 18є до прихода поршня в ВМТ, а закрытия  – через 60є после прохода поршня НМТ. Начало открытия выпускного клапана  принимается за 55є до прихода поршня в НМТ, а закрытие точка  – через 25є после прохода поршнем ВМТ. Учитывая быстроходность двигателя, угол опережения зажигания  принимается равным 35є, а продолжительность периода задержки воспламенения – .

В соответствии с принятыми фазами газораспределения и углом опережения зажигания определяем положение точек  и  по формуле для перемещения поршня.

 

                   (3.63)

 

где  - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

Выбор величины  производится при проведении динамического расче-та, а при построении индикаторной диаграммы предварительно принимается l =0,285.

Расчеты ординат точек  и сведены в табл. 3.2.

Положение точки  определяется из выражения:

 

МПа             (3.64)

 

мм                                 (3.65)

                                                            

Таблица 3.2

Расчет ординат точек  и

Обозначение точек	Положение точек	j °		Расстояния точек от ВМТ (АХ), мм
	18є до в.м.т.	18	0.0626	2.8773
	25є после в.м.т.	25	0.1191	5.4806
	60є после н.м.т.	120	1.6069	73.9163
	35є до в.м.т	35	0.2277	10.4755
	30є до в.м.т	30	0.1696	7.8016
	55є до н.м.т.	125	1.6692	76.7830

 

Действительное давление сгорания:

 

МПа                (3.66)

 

мм                       (3.67)

 

Нарастание давления от точки до z _Д составляет 6.356-2.3526=4,003 МПа или 4.003/10=0.4 МПа/град п.к.в., где 10 – положение точки z _Д по оси абсцисс, град.

Соединяя плавными кривыми точки r с ,  с  и далее с z _Д и кривой расширения  с  (точка  располагается между точками b и a) и линией выпуска , получаем скругленную индикаторную диаграмму .

 

КИНЕМАТИКА

 

1) Выбор λ и длины L_ш шатуна.

 В целях уменьшения высоты двигателя без значительного увеличения инерционных и нормальных сил отношение радиуса кривошипа к длине шатуна предварительно было принято в тепловом расчете λ=0.285. В соответствии с этим

 

 мм                                      (4.1)

 

Построив кинематическую схему кривошипно-шатунного механизма (рис. 4.1), устанавливаем, что ранее принятые значения L_ш и λ обеспечивают движение шатуна без задевания за нижнюю кромку цилиндра.

2) Перемещение поршня.

 

мм.                                (4.2)

 

Расчет S_x производится аналитически через каждые 10є угла поворота коленчатого вала Значения для  при различных φ взяты из табл. 7.1 [1] и занесены в гр. 2 расчетной табл. 4.1.

3) Угловая скорость вращения коленчатого вала

 

 рад/с                                 (4.3)

 

Скорость поршня

 

 м/с.                                (4.4)

Значения для  взяты из табл. 7.2 [1] и занесены в гр. 4, а рассчитанные значения V _п – в гр. 5 табл. 4.1.

5) Ускорение поршня

 

 м/с²                                   (4.5)

 

Значения для  взяты из табл. 7.3 [1] и занесены в гр. 6, а рассчитанные значения j – в гр. 7 табл. 4.1.

 

Таблица 4.1

Кинематический расчет

φє					Sx , мм				V п, м/с				j, м/с2
1			2		3	4			5		6		7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190			0 0.0195 0.0770 0.1696 0.2928 0.4408 0.6069 0.7838 0.9646 1.1425 1.3119 1.4679 1.6069 1.7264 1.8249 1.9017 1.9564 1.9891 2.0000 1.9891		0 0.8965 3.5409 7.8016 13.4703 20.2784 27.9163 36.0553 44.3695 52.5550 60.3452 67.5211 73.9163 79.4149 83.9464 87.4759 89.9926 91.4988 92.0000 91.4988	0 0.2224 0.4336 0.6234 0.7831 0.9064 0.9894 1.0313 1.0335 1.0000 0.9361 0.8481 0.7426 0.6257 0.5025 0.3766 0.2504 0.1249 -0.0000 -0.1249			0 4.8207 9.3995 13.5136 16.9757 19.6476 21.4480 22.3553 22.4042 21.6770 20.2912 18.3842 16.0977 13.5635 10.8917 8.1634 5.4284 2.7077 -0.0000 -2.7077		1.2850 1.2526 1.1580 1.0085 0.8155 0.5933 0.3575 0.1237 -0.0942 -0.2850 -0.4415 -0.5603 -0.6425 -0.6923 -0.7166 -0.7235 -0.7214 -0.7170 -0.7150 -0.7170		13126 12796 11829 10302 8331 6061 3652 1264 -962 -2911 -4510 -5724 -6563 -7072 -7320 -7391 -7369 -7324 -7304 -7324
	200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360	1.9564 1.9017 1.8249 1.7264 1.6069 1.4679 1.3119 1.1425 0.9646 0.7838 0.6069 0.4408 0.2928 0.1696 0.0770 0.195 0		89.9926 87.4759 83.9464 79.4149 73.9162 67.5211 60.3452 52.5550 44.3695 36.0553 27.9162 20.2784 13.4703 7.8016 3.5409 0.8965 0			-0.2504 -0.3766 -0.5025 -0.6257 -0.7426 -0.8481 -0.9361 -1.0000 -1.0335 -1.0313 -0.9894 -0.9064 -0.7831 -0.6234 -0.4336 -0.2224 0.0000	-5.4284 -8.1634 -10.8917 -13.5635 -16.0977 -18.3842 -20.2912 -21.6770 -22.4042 -22.3553 -21.4480 -19.6476 -16.9757 -13.5136 -9.3995 -4.8207 0.0000		-0.7214 -0.7235 -0.7166 -0.6923 -0.6425 -0.5603 -0.4415 -0.2850 -0.0942 0.1237 0.3575 0.5933 0.8155 1.0085 1.1580 1.2526 1.2850		-7369 -7391 -7320 -7072 -6563 -5724 -4510 -2911 -962 1264 3652 6061 8331 10302 11829 12796 13126

 

ДИНАМИКА

 

Силы давления газов

 

Индикаторную диаграмму, полученную в тепловом расчете, развертывают по углу поворота кривошипа по методу Брикса.

Для этого под индикаторной диаграммой строят вспомогательную полуокружность радиусом R=S/2. От центра полуокружности (точка О) в сторону НМТ откладываем поправку Брикса равную

 

мм                                   (5.1)

 

где М_s=1мм в мм – масштаб хода поршня на индикаторной диаграмме.

Полуокружность делят лучами от центра О на несколько частей, а из центра Брикса (точка О¢) проводят линии, параллельные этим лучам. Точки, полученные на полуокружности, соответствуют определенным углам j (на лист 2 интервал между точками равен 30°). Из этих точек проводят вертикальные линии до пересечения с линиями индикаторной диаграммы и полученные величины давлений откладывают на вертикали соответствующий углов j. Развертку индикаторной диаграммы начинаем от ВМТ в процессе хода выпуска. При этом следует учитывать, что на свернутой индикаторной диаграмме давление отсчитывают от абсолютного нуля, а на развернутой показывают избыточное давление над поршнем ∆P_r = P_r  - P_o. Следовательно, давления в цилиндре двигателя, меньшие атмосферного, на развернутой диаграмме будут отрицательными. Силы давления газов, направленные к оси коленчатого вала, считаются положительными, а от коленчатого вала – отрицательными.

Масштабы развернутой диаграммы: давлений и удельных сил М_р=0.05 МПа в мм; полных сил М_р = М_р F_n=0.05·0.00679291=0.00034 МН в мм; угла поворота кривошипа М _j = 3° в мм, или

 

рад в мм                         (5.2)

где ОВ=240 мм – длина развернутой индикаторной диаграммы.

По развернутой диаграмме через каждые 10° угла поворота кривошипа определяют значения ∆р_г и заносят в гр.2 сводной таблицы 5.1 динамического расчета (в таблице 5.1 значения даны через 10°).

 

Удельные суммарные силы

Удельная сила (МПа), сосредоточенная на оси поршневого пальца:

 

                                                  (5.14)

 

Удельная нормальная сила (МПа):

 

                                                     (5.15)

 

Значения tg b определяют для выбранного l и заносят в гр.6, а значения p_N – в гр.7.

Удельная сила (МПа), действующая вдоль шатуна (гр.9):

 

                                               (5.16)

 

Удельная сила (МПа), действующая по радиусу кривошипа (гр. 11):

 

                                         (5.17)

 

Удельная (гр.13) и полная (гр. 14) тангенциальные силы:

 МПа                               (5.18)

 

 кН                   (5.19)

По данным табл. 5.1 на листе миллиметровой бумаги строят графики изменения удельных сил  р _j , р, p_s , p_N , p _к и р_Т  в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала j .

Среднее значение тангенциальной силы за цикл:

по данным теплового расчета:

 

Н    (5.20)

 

по площади, заключенной между кривой р_Т  и осью абсцисс:

 

МПа              (5.21)

 

Н                     (5.22)

 

ошибка %           (5.23)

 

Крутящие моменты

Крутящий момент одного цилиндра (гр.15)

 Нм                                 (5.24)

Период изменения крутящего момента четырехтактного двигателя с равными интервалами между вспышками

                                        (5.25)

 

Суммирование значений крутящих моментов всех четырех цилиндров двигателя осуществляется табличным методом (табл.5.2) через каждые 10° угла поворота коленчатого вала и по полученным данным строится кривая М_кр в масштабе М_м = 10 Нм в мм.

 

Таблица 5.2

Крутящие моменты

φєколенчатого

Вала

Цилиндры

1-й

2-й

3-й

4-й

М_кр,

Н·м

φ°кривошипа М_кр.ц., Н·м φ°кривошипа М_кр.ц., Н·м φ°кривошипа М_кр.ц., Н·м φ°кривошипа М_кр.ц., Н·м 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 0 -126.06 -228.62 -286.88 -292.31 -247.41 -164.62 -62.482 39.089 123.80 181.71 209.64 210.75 191.53 159.34 120.73 80.137 39.822 0 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 0 -39.822 -80.137 -120.73 -159.34 -191.53 -211.90 -212.28 -186.68 -144.11 -69.813 9.1974 97.947 157.94 165.99 137.60 84.198 17.853 0 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 0 308.181 458.256 379.512 300.062 239.713 274.208 297.597 335.010 347.226 376.005 358.912 323.977 272.319 217.996 162.385 104.744 50.1729 0 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720 0 -48.2200 -94.9800 -140.091 -182.025 -218.785 -235.013 -232.097 -200.707 -137.869 -49.7622 51.8257 154.391 238.039 284.223 280.450 224.151 124.127 0 0 94.0695 54.5114 -168.2001 -333.6298 -418.0159 -337.3366 -209.2665 -13.2920 189.0466 438.1470 629.5764 787.0669 859.8313 827.5603 701.1746 493.2327 231.9763 0

 

Средний крутящий момент двигателя:

по данным теплового расчета

 

 Нм                          (5.26)

 

по площади, заключенной под кривой М_кр:

 

 Нм          (5.27)

 

ошибка %     (5.28)

 

Максимальный и минимальный крутящие моменты:

 

М_кр.max = 860 Hм; М_{кр min} = -418 Hм.

 

Уравновешивание

Порядок работы двигателя 1-2-4-3. Промежутки между вспышками равны 180є. Коленчатый вал двигателя имеет кривошипы, расположенные под углом 180є.

Центробежные силы инерции рассчитываемого двигателя и их моменты полностью уравновешены:

 и                                         (5.32)

 

Силы инерции первого порядка и их моменты также уравновешены:

 и                                            (5.33)

Силы инерции второго порядка для всех цилиндров направлены в одну сторону:

 

                          (5.34)

Уравновешивание сил инерции второго порядка в рассчитываемом двигателе нецелесообразно, ибо применение двухвальной системы с противовесами для уравновешивания  значительно усложнит конструкцию двигателя.

Моменты от сил инерции второго порядка в связи с зеркальным расположением цилиндров полностью уравновешены:

 

                                               (5.35)

 

Рис. 5.1 Схема уравновешивания двигателя

Гателя.

 

Равномерность крутящего момента:

 

;              (5.36)

Избыточная работа крутящего момента:

 

 Дж        (5.37)

 

где  – площадь над прямой среднего крутящего момента, мм².

 рад в мм – масштаб угла поворота вала на

диаграмме М_кр.

Равномерность хода двигателя принимаем δ=0.01.

Момент инерции движущихся масс двигателя, приведенных к оси коленчатого вала:

 

кг·м²                         (5.38)

6. РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА НА ПРОЧНОСТЬ

Расчет поршня

Наиболее напряженным элементом поршневой группы является поршень, воспринимающий высокие газовые, инерционные и тепловые нагрузки, поэтому при его изготовлении к материалу предъявляются повышенные требования. Поршни автомобильных и тракторных двигателей изготовляют в основном из алюминиевых сплавов и реже из чугуна.

Основные конструктивные соотношения размеров элементов поршня (рис. 6.1) приведены в табл. 6.1. Величину верхней части поршня h ₁ выбираем, исходя из обеспечения одинакового давления опорной поверхности поршня по высоте цилиндра и прочности бобышек, ослабленных отверстиями для пропуска масла. Это условие обеспечивается при

 

                                                (6.1)

 

где h_r – высота головки поршня.

Расстояние b между торцами бобышек зависит от способа крепления поршневого пальца и обычно принимается на 2-3 мм больше длины верхней головки шатуна l_ш. Конкретные значения конструктивных элементов поршня принимаются по прототипам с учетом соотношений, приведены в табл. 6.1.

Поверочный расчет элементов поршня осуществляется без учета переменных нагрузок, величина которых учитывается при установлении соответствующих допускаемых напряжений. Рассчитывают днище, стенку головки, верхнюю кольцевую перемычку, опорную поверхность и юбку поршня.

Днище поршня рассчитывается на изгиб от действия максимальных газовых условий р _zmax как равномерно нагруженная круглая плита, свободно опирающаяся на цилиндр. 

Рис. 6.1 Схема поршня

 

Материал поршня – алюминиевый сплав, α_п=22·10^-6 1/К.

Материал гильзы цилиндра – серый чугун, α_ц=11·10^-6 1/К.

Для дизелей максимальное давление газов обычно достигается при работе на режиме максимальной мощности.

 

Таблица 6.1

Наименование	диапазон		значение
Толщина днища поршня, d	(0,12 ¸ 0,20)D		8
Высота поршня, Н	(1,0 ¸ 1,7)D		105
Высота верхней части поршня, h 1	(0,6 ¸ 1,0)D
Высота юбки поршня, h ю	(0,6 ¸ 1,1)D		65
Диаметр бобышки, d б	(0,3 ¸ 0,5)D
Расстояние между торцами бобышек, b	(0,3 ¸ 0,5)D		44
Толщина стенки юбки поршня, d ю, мм	2,0 ¸ 5,0
Толщина стенки головки поршня, s	(0,05 ¸ 0,10)D		7
Расстояние до первой поршневой канавки, l	(0,11 ¸ 0,20)D
Толщина первой кольцевой перемычки, h п	(0,04 ¸ 0,07)D		4
Радиальная толщина кольца, t
компрессионного	(0,040 ¸ 0,045)D		4
маслосъемного	(0,038 ¸ 0,043)D		3
Высота кольца, а, мм	3-5		3
Разность между величинами зазоров замка кольца в свободном и рабочем состоянии Ао	(3,2 - 4,0) t
Радиальный зазор кольца в канаве поршня ∆ t, мм
компрессионного	0,70 – 0,95		0.8
маслосъемного	0,9 – 1,1
Внутренний диаметр поршня, di	D – 2 ( s+t+∆t )
Число масляных отверстий в поршне, nм	6-12		10
Диаметр масляного канала, d м	(0,3 - 0,5) a		1
Наружный диаметр пальца, d п	(0,30 ¸ 0,38)D		24
Внутренний диаметр пальца, d в	(0,50 ¸ 0,70)dп		16
Длина пальца, lп	(0,80 ¸ 0,90)D		80
Длина втулки шатуна, lш	(0,33 ¸ 0,45)D		40

Напряжение изгиба (МПа) в днище поршня

 

МПа             (6.2)

 

где р _zmax=р _z =6.356 МПа – максимальное давление сгорания;

мм – внутренний радиус днища.

Днище поршня должно быть усилено ребрами жесткости. Кроме того, в целях повышения износо- и термостойкости поршня целесообразно осуществить твердое анодирование днища и огневого пояса, что уменьшит возможности перегрева и прогорания днища, а также пригорания верхнего компрессионного кольца.

При отсутствии у днища ребер жесткости допустимые значения напряжений [s _из] (МПа) лежат в пределах:

Для поршней из алюминиевых сплавов …………….…..…20-25

При наличии ребер жесткости [s _из] возрастают:

Для поршней из алюминиевых сплавов …………………...до 50-150

Головка поршня в сечении х–х, ослабленная отверстиями для отвода масла, проверяется на сжатие и разрыв.

Напряжение сжатия в сечении х-х:

площадь сечения х – х

м² (5.3)

 

где  мм – диаметр поршня по дну канавок;

 мм – внутренний диаметр поршня;

 мм² – площадь продольного диаметрального

сечения масляного канала.

Максимальная сжимающая сила:

 

 МН            (6.4)

 

Напряжение сжатия:

 

 МПа                    (6.5)

 

Допустимые напряжения на сжатие для поршней из алюминиевых сплавов [s_сж] = 30 ¸ 40 МПа.

Напряжение разрыва в сечении х-х:

- максимальная угловая скорость холостого хода:

 

 рад/с                  (6.6)

 

- масса головки поршня с кольцами, расположенными выше сечения х-х:

 

 кг              (6.7)

- максимальная разрывающая сила:

 

                  (6.8)

 МН

 

Допустимые напряжения на разрыв для поршня из алюминиевых сплавов [s_р] = 4 ¸ 10 МПа.

- напряжение разрыва:

 

 МПа                         (6.9)

 

Напряжение в верхней кольцевой перемычке:

- среза:

 

МПа         (6.10)

 

где D=93 мм – диаметр цилиндра;

h _п=4 мм – толщина верхней кольцевой перемычки.

- изгиба:

 

МПа     (6.11)

 

- сложное:

 

 МПа       (6.12)

 

допускаемые напряжения s_S (МПа) в верхних кольцевых перемычках с учетом значительных температурных нагрузок находятся в пределах:

для поршней из алюминиевых сплавов…………….…30-40.

Удельное давление поршня на стенку цилиндра:

 

 МПа                         (6.13)

 

 МПа                         (6.14)

 

где N_max=0.0025 МН – наибольшая нормальная сила, действующая на стенку

цилиндра при работе двигателя на режиме максималь-

ной мощности.

Для современных автомобильных и тракторных двигателей q ₁ = 0.3 ¸ 1.0 и q ₂ = 0.2 ¸ 0.7 МПа.

Гарантированная подвижность поршня в цилиндре достигается за счет установления оптимальных диаметральных зазоров между цилиндром и поршнем при различных тепловых нагрузках, возникающих в процессе работы дизеля. По статистическим данным для алюминиевых поршней с неразрезными юбками

 

∆_r=(0.006 ¸ 0.008)D=0.007·93=0.651 мм                 (6.15)

 

∆_ю = ( 0.001 ¸ 0.002 )D=0.002·93=0.186 мм            (6.16)

 

Диаметры головки и юбки поршня:

 

мм                         (6.17)

мм                       (6.18)

 

Диаметральные зазоры в горячем состоянии:

             (6.19)

мм

 

               (6.20)

мм

 

где a_ц=11×10^-6 1/К – коэффициент линейного расширения материала

цилиндра;

a_п=22×10^-6 1/К - коэффициент линейного расширения материала поршня;

Т_ц =383 К – температура стенок цилиндра;

Т_r = 593 К – температура головки в рабочем состоянии;

Т_ю =413 К – температура юбки поршня в рабочем состоянии;

Т_о =293 К – начальная температура цилиндра и поршня.

 

Расчет поршневого кольца

 

Поршневые кольца работают в условиях высоких температур и значительных переменных нагрузок, выполняя три основные функции:

– герметизации надпоршневого пространства в целях максимально возможного использования тепловой энергии топлива;

– отвода избыточной доли теплоты от поршня в стенки цилиндра;

– "управление маслом", т.е. рационального распределения масляного слоя по зеркалу цилиндра и ограничения попадания масла в камеру сгорания.

Материал кольца – серый чугун. Е=1.2·10⁵ МПа.

Среднее давление кольца на стенку цилиндра:

                              (6.21)

 МПа

где мм.

Давление кольца на стенку цилиндра в различных точках окружности при каплевидной форме эпюры давления:

 

, [МПа]                                              (6.22)

 

Результаты расчета р, а также μ_к для различных углов ψ приведены ниже:

 

Угол ψ, определяющий положение текущего давления кольца, град	0	30	60	90	120	150	180
Коэффициент μк	1.05	1.05	1.14	0.90	0.45	0.67	2.85
Давление р в соответствующей точке, МПа	0.224	0.222	0.218	0.214	0.218	0.271	0.320

 

По этим данным построена каплевидная эпюра давлений кольца на стенку цилиндра (рис. 5.2).

Напряжение изгиба кольца в рабочем состоянии:

 

 МПа      (6.23)

 

Напряжение изгиба при надевании кольца на поршень:

 

МПа          (6.24)

Монтажный зазор в замке поршневого кольца:

 

               (6.25)

мм

 

где  мм – минимально допустимый зазор в замке кольца во время работы двигателя;

 a_к =11·10^-6 1/К – коэффициент линейного расширения материала кольца;

 a_ц =11·10^-6 1/К – коэффициент линейного расширения материала гильзы;

 Т_к=493 К – температура кольца в рабочем состоянии;

 Т_ц =383 К – температура стенок цилиндра;

 Т_о= 293 К – начальная температура.

Расчет поршневого пальца

 

Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воздействию переменных нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. В соответствии с указанными условиями работы к материалам, применяемым для изготовления пальцев, предъявляются требования высокой прочности и вязкости. Этим требованиям удовлетворяют цементированные малоуглеродистые и легированные стали

Для расчета принимаем следующие данные:

наружный диаметр пальца d _n=25 мм,

внутренний диаметр пальца d _b=16 мм,

длину пальца l _n=80 мм,

длину втулки шатуна l_ш=40 мм,

расстояние между торцами бобышек b=44 мм.

Материал поршневого пальца – сталь 15Х, Е=2·10⁵ МПа.

Палец плавающего типа.

Расчет поршневого пальца включает определение удельных давлений пальца на втулку верхней головки шатуна и на бобышки, а также напряжений от изгиба, среза и овализации.

Максимальные напряжения возникают в пальцах дизелей при работе на номинальном режиме.

Расчетная сила, действующая на поршневой палец:

– газовая

 

МН          (6.26)

где р _zmax=р _z =6.356 МПа – максимальное давление газов на номинальном

режиме;

 мм² – площадь поршня;

– инерционная

 

МН (6.27)

 

где рад/с

– расчетная

 

МН             (6.28)

 

где k =0.82 – коэффициент, учитывающий массу поршневого пальца.

Удельное давление (МПа) пальца на втулку поршневой головки шатуна

 

МПа                         (6.29)

 

где  м – наружный диаметр пальца;

 м – длина опорной поверхности пальца в головки шатуна.

КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

Конструкторский раздел предназначен для рассмотрения основной задачи данной работы — усовершенствования системы охлаждения двигателя ЗМЗ 406 применяемого на автомобилях ГАЗ 2705, 3221 «ГАЗЕЛЬ» и их модификациях. При этом изменения в двигателе принятые в тепловом расчете, т.е. форсирование двигателя для повышения его тяговых и скоростных характеристик приняты как перспективные и представляющие интерес с практической, а в данном случае еще и с теоретической точки зрения. Принимая данные, полученные в тепловом расчете, и учитывая ,что после форсирования двигателя увеличилась мощность нетто, а следовательно тепловой режим стал более напряженным был проведен расчет системы охлаждения.

Расчет радиатора

 

 Величину поверхности охлаждения радиатора в первом приближении (м²) с достаточной точностью определим по простейшей формуле и сравним с существующей (F_Д=20 м²):

 

F_p=f_pNN_eN=0,17∙85,0232∙1,36=19,66 м²                                (7.3)

 

где f_pN=0,17 м²/л.с.— удельная поверхность охлаждения радиатора, f_pN=0,1…0,23 м²/л.с. для легковых автомобилей.

Как видно из расчетов F_p=19,66м²≈ F_Д=20м², относительная разность 2%.

Емкость системы охлаждения оставим прежней, т.е. V_ω=12 л.

Примерное количество проходящего через радиатор воздуха:

 

G_L=205∙N_eN=205∙85,0232∙1,36=22868 кгс/ч.                       (7.4)

Водяной насос

 Расчетная производительность водяного насоса:

 

G_в.н.=G_ω/η_в.н.= /0,85=46796,7694 кгс/ч,              (7.5)

 

где η_в.н.=0,85— коэффициент, учитывающий возможность прорыва жидкости между крыльчаткой и корпусом насоса.

Необходимая на привод водяного насоса мощность:

 

 кВт (7.6)

где Н=7 м вод. ст.— создаваемый насосом напор;

  η_h=0,65 — гидравлический КПД;

  η_мех=0,8 — механический КПД водяного насоса.

Учитывая, что параметры рассчитываемого и действительного радиаторов можно принять как равные и принимая существующую емкость системы охлаждения — размеры и форму водяного насоса не рассчитываем.

 

Вентилятор

 Для выбора из существующей номенклатуры приближенно определим производительность вентилятора по формуле:

 

G_L=L_QQ_ω=0,3∙99443,135=29832,9405 кгс/ч,                                      (7.7)

 

где L_Q=0,3 кгс/ккал — удельная производительность вентилятора.

 

ОХРАНА ТРУДА

 

Охрана труда в Украине регламентируется законом «Об охране труда», принятым в 1933 году.

Согласно ГОСТ 12.0.002–80. «Система стандартов безопасности труда. Термины и определения». Охрана труда — это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранения здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Техника безопасности — это система организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

    Опасный производственный фактор — это производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или внезапному резкому ухудшению здоровья.

Вредный производственный фактор — это производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

В соответствии с ГОСТ 12.0.003–74. опасные и вредные производственные факторы по природе их воздействия на организм человека подразделяют на четыре группы:

1) физические — движущиеся детали, элементы механизмов и машины в целом; недопустимая температура поверхностей машин и оборудования и воздуха в рабочей зоне; недопустимый уровень вибрации, производственных излучений (ионизирующих, лазерных, инфракрасных, ультрафиолетовых), электромагнитных полей; метеорологических колебаний в рабочей зоне; недостаточная или повышенная освещенность рабочей зоны;

2) химические — токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию;

3) биологические — микро- и макроорганизмы;

4) психофизиологические — физические нагрузки (статические, динамические, гиподинамия); нервно-психические перегрузки (умственные, эмоциональные, монотонность труда, перенапряжение анализаторов). 

 

Подготовка автомобиля к выезду на линию.

Автомобиль (автопоезд) перед выпуском на линию проходит проверку тех­нического состоянии. Лицо, ответственное за выпуск автомобилей, после про­верки их технического состояния делает отметку в путевом листе о готовности автомобиля к работе. Категорически запрещается выпуск на линию автомо­билей с неисправностями, угрожающими безопасности движения и сохранно­сти пассажиров и груза, а также грязного, без номеров и без опознавательных знаков автопоезда.

Водитель перед выездом на пинию должен иметь при себе: удостоверение на право управления автомобилем, выданное Государственной автомобильной инспекцией, талон технического паспорта, путевой или маршрутный лист. Перед выездом на линию, водитель проверяет техническую исправность автомобиля: отсутствие подтекания топлива, масла, воды, а у газобаллонных автомобилей герметичность газовой аппаратуры и магистралей; при этом особое внимание oн обращает на органы управления и механизмы, обеспечивающие безопасность движения — тормоза, рулевое управление, шины, фары, задний фонарь, стоп-сигнал, указатели поворотов, звуковой сигнал, крепление карданного вала. Кроме того, перед выездом водитель проверяет: давление воздуха в шинах и соответствие его нормам; наличие инструментов и инвентаря; заправку авто­мобиля топливом, маслом, водой и тормозной жидкостью; уровень электролита в аккумуляторной батарее.

 В случае перевозки опасных грузов администрация грузоотправитель обя­зана до перевозки этих грузов каждый раз инструктировать водителя, экспе­дитора, грузчиков и других лиц, сопровождающих груз, и проверять наличие защитных средств и средств тушения пожара.

До направления водителя пассажирского транспорта на новый маршрут с ним проводится инструктаж о характере маршрута, и он должен быть на­правлен и специальный рейс для ознакомления с маршрутом.

 До выезда в рейс водителю предоставляется отдых, предусмотренный законо­дательством. Водителю запрещается выезжать в рейс в болезненном состоянии или при такой степени утомления, которая может повлиять на безопасность движения. 

 

Работа автомобиля на линии.

При работе на линии водителю категорически запрещается управлять автомобилем в состоянии даже самого легкого алкогольного опьянения или под воздействием наркотических средств; передавать управление автомобилем лицам, находящимся в нетрезвом состоянии, либо не указанным в путевом листе, или не имеющим при себе удостоверения на право управления автомобилем; самовольно отклоняться от маршрута, указанного в путевом листе, если это не вызывается ухудшением дорожных или климатических условий.

Во время работы водитель обязан выполнять правила безопасности дви­жения, указания регулировщиков уличного движения; поддерживать скорость в соответствии с требованиями Правил дорожного движения с учетом состоя­ния дороги, но не выше максимальной скорости, установленной технической характеристикой для данной модели автомобиля; наблюдать за показаниями контрольных приборов автомобиля, и правильностью работы всех механизмов.

Особые правила водитель должен соблюдать при перевозке людей. Перевозка пассажиров на грузовых автомобилях может осуществляться только при соблюдении следующих требований: в кузове автомобиля должен находиться старший, отвечающий за поведение пассажиров, и фамилия его записывается, в путевом листе; скорость движения автомобиля не должна превышать 60 км/ч. Регулярная перевозка людей на грузовом бортовом автомобиле, кузов которого не оборудован тентом, не разрешается. Перевозка детей на грузовых автомобилях может быть допущена как исключение, но с детьми в кузове должны находиться не менее двух взрослых. На грузовых автомобилях, не приспособленных для перевозки пассажиров, разрешается проезд лицам сопровождающим или получающим грузы, но не более шести человек, фамилии их указываются в путевом листе. Однако такой проезд запрещается на платформах без бортов, на грузе, размещенном на уровне или выше бортов кузова, на длинномерном грузе и рядом с ним, на цистернах, грузовых прице­пах или полуприцепах всех типов.

В кабине, кузове и салоне автомобиля не разрешается нахождение боль­шего числа людей, чем это указано в паспорте завода-изготовителя.

Категорически запрещается перевозка людей в кузове автомобиля-самосвала даже на самое короткое расстояние. Лица, сопровождающие эти автомобили, должны находиться только в кабине водителя.

В кузове автомобиля не разрешается перевозить лиц, не имеющих отно­шения к выполняемой работе. В путевом листе должны быть записаны фамилии и должности людей, направляемых с автомобилем на линию.    

Лица, находящиеся на автомобиле, должны выполнять все требования водителя по соблюдению правил техники безопасности.

Движение автомобиля при нахождении людей на подножках, крыльях, буферах, бортах запрещается.  

Ели во время работы на линии водитель или лица, сопровождающие автомобиль, находятся в условиях, опасных для жизни и здоровья (например, отсутствие механизации при погрузке тяжеловесных грузов, несоответствие автомобиля перевозимому грузу, невозможность оставления безопасных мест для грузчиков при погрузке, несоответствие погрузочно-разгрузочных площа­док и подъездных путей установленным правилам и т, п.), водитель обязан немедленно остановить работу и сообщить в свое автотранспортное предприя­тие, а также сделать отметку о своем заявлении в путевом листе. Если со­общить в свое автотранспортное предприятие не представляется возможным, то водитель обязан поставить в известность администрацию того предприятия, в распоряжении которого находится автомобиль, и может продолжать работу только после устранения опасности. Из кабины автомобиля на проезжую часть дороги водитель может выходить, только предварительно убедившись в отсутст­вии движения во встречном и в попутном направлениях.

Если во время работы на линии в автомобиле обнаружится неисправности, угрожающая безопасности движения и сохранности людей, автомобиля и груза, водитель обязан принять необходимые меры к устранению неисправности, а если это невозможно, должен следовать на ближайшую ремонтную базу или возвратиться в гараж с соблюдением необходимых мер предосторожности.

 

Требования к рабочему месту водителя.

Работа по управлению автомобилем может быть отнесена к разряду, наи­более напряженных и утомительных форм трудовой деятельности. Эта работа протекает в условиях постоянного и значительного нервноэмоционального напряжения, углубляемого сознанием огромной ответственности за жизнь лю­дей и материальные ценности. Быстрота реакции и точность рабочих движений водителя современного автомобилля являются важнейшими факторами обеспе­чения безопасности движения. Эти качества в большой степени зависят от удобства рабочего места водителя, которое должно создавать благоприятные условия труда и исключать возможность возникновения аварий, вызываемых перенапряжением при работе водителя.

Большое влияние на работу водителя оказывает правильная его посадка, которая определяется как «спокойное положение в состоянии готовности». Плоскость сиденья должна быть не горизонтальной, а слегка наклоненной назад (3–7° к горизонтальной плоскости). Спинка сиденья не должна быть фиксирована, сиденье должно регулироваться по высоте и в горизонтальном направлении. Обивка сиденья должна быть достаточно жесткой и шерохо­ватой.

Рычаги управления автомобилем, перемещающиеся в горизонтальной пло­скости к водителю и от него, должны быть рационально расположены на 230 мм выше сиденья, причем они должны быть удалены от спинки сиденья в первом случае на 560 мм, а во втором – на 600 мм. Сила сопротивления рычага должна составлять около 10 кгс, т. е. 20–25% максимальной (45 кгс). Оптимальный ход педалей при нажатии передней части пятки и середины стопы 100–150 мм. При компоновке рычагов управления должно быть соблюдено условие, чтобы основные рычаги располагались перед водителем с справа, а вспомогательные – с левой стороны. Всю компоновку рабочего места водителя выполняют так, чтобы водитель не находился длительное время в вынужден­ной неудобной позе.

 Конструкция и внутренние размеры кабины должны обеспечивать водите­лю свободный вход в зимней одежде, нестесненное положение на сиденье, удобное действие рычагами и педалями.   

С рабочего места водителя должна быть обеспечена максимальная обзорность. Под обзорностью автомобиля подразумевается одно из его конструк­тивных свойств, определяющее объективную возможность для водителя видеть рабочую зону, путь движения и объекты, которые могут помешать безопасно­му его движению. Обзорность рабочей зоны характеризуется величиной хоро­шо видимого водителем пространства в вертикальной и горизонтальной плос­костях. Водителю должны быть созданы такие условия, при которых он мог бы наблюдать путь движения и объекты, не совершая при этом излишне сложных движений. В противном случае работа водителя сопровождается до­полнительным мышечным и нервным напряжением, вызывающим повышенную утомляемость.

 Для обеспечения здоровых условий труда водителя большое значение имеет состояние воздушной среды в кабине автомобиля (микроклимат). Мик­роклимат — это физическое состояние воздушной среды в ограниченном про­странстве, характеризуемое атмосферным давлением, температурой, влаж­ностью и скоростью движения воздуха. Температура воздуха в кабине водите­ля определяется температурой наружного воздуха и тепловыделениями двигателя, если он расположен в передней части автомобиля. Температура, должна быть в пределах от +15 до +17°С.

Соотношение температуры, влажности и скорости движения воздуха в кабине автомобиля могут создавать различные зоны удобства работы води­теля. Так, зона полного удобства при температуре воздуха 19–22°С и при влажности воздуха 50% достигается при скорости движения воздуха 0,15 м/с.

Скорость воздуха в кабине в теплое время года допускается от 1 до 2 м/с, а в холодное время — не свыше 0,5 м/с. Поступающий в кабину воздух должен быть очищен от пыли.

Теплоизоляция и отопление кабины в соответствии со СНиП II-Г. 7–62 должны обеспечивать при работе в холодное время года температуру в каби­не от +14 до +16°С.

Вентиляционная система кабины должна обеспечить воздухообмен в холодное время года не менее 40 м³/ч.

Воздухообмен при температуре наружного воздуха до 28°С должен обеспе­чить температуру воздуха в кабине не выше чем на 2–3°С по сравнению с тем­пературой наружного воздуха.

Концентрация вредно действующих веществ, содержащихся в отработавших газах, в зоне дыхания не должна превышать предельно допустимого уровня: окиси углерода – 20 мг/м³, акролеина – 0,7, тетра-этилсвинца – 0,05, углеводородов (в пересчете на углерод) – 300 мг/м³.

Предельно допустимый уровень шума в кабине автомобиля и вибрация на рабочем месте водителя не должны превышать значений действующих сани­тарных норм и правил (СН245–71). С целью снижения шума в кабине авто­мобиля тщательно подгоняют соприкасающиеся части кабины, обивают кабину звукопоглощающим материалом.

Сиденье водителя является хорошим амортизатором вибраций, но ради­кальными мерами снижения отрицательного воздействия на водителя вибрации является устранение колебаний деталей кузова при длительной эксплуатации автомобиля и устранение возможности вибраций основных узлов автомобиля при его конструировании.

Кабины транспортных средств, предназначенных для работы в юж­ных районах, должны быть окрашены светлыми красками. Световые проемы кабин изготовляют из небьющегося и безосколочного, но прозрачного материала.

В транспортных средствах, предназначенных для эксплуатации в условиях Cевера, стекла кабин необходимо обдувать теплым воздухом или делать двой­ное остекление и между стеклами помещать влагопоглотитель (силикагель). Внутри кабины устраивают отопитель кабины типа 0-30, работающий незави­симо от двигателя.  

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов./А.И. Колчин, В.П. Демидов – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2003. – 496 с.: ил.

2. Двигатели внутреннего сгорания: Теория поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для втузов по специальности "Двигатели внутреннего сгорания"/ Д.Н. Вырубов, Н.А. Иващенко, В.И. Ивин и др.; Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1983. – 372 с., ил.

3. Автомобильные двигатели/Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машиностроение, 1977. 951 с.

4. Автомобильные и тракторные двигатели. Под ред. И.М. Ленина. Учебник для втузов. Изд. 2-е, доп. и перераб. М., «Высш. школа», 1976.

5. Положение о техническом обслуживании и текущем ремонте подвижного состава автомобильного транспорта /министерство автомобильного транспорта РСФСР/-М.: транспорт 1988.-78 с.

6. Положення про технічне обслуговування і ремонт дорожніх транспортних засобів автомобільного транспорту / Міністерство транспорту України / - К.: Мінтранс України, 1998 – 16 с.

7. Данов Б.А., Титов Е.И. Электронное оборудование иностранных автомобилей. Системы управления трансмиссией, подвеской и тормозной системой. М.: Транспорт, 1998. 78 с.

8. Данов Б.А., Титов Е.И. Электронное оборудование иностранных автомобилей. Системы управления оборудованием салона. М.: Транспорт, 1998. 60 с.

9. Данов Б.А., Титов Е.И. Электронное оборудование иностранных автомобилей. Системы управления двигателем. М.: Транспорт, 1998. 76 с.

10. Канарчук В.Е. та ін. Основи технічного обслуговування і ремонту автомобілів. УЗ км. /Підручник/. – К.: Вища школа, 1994с.

11. Краткий автомобильный справочник. 8-е издание-М.: Транспорт, 1978. Ланцберг И.Д., Соколин Л.З., Каманин В.Н. Ремонт электрооборудования автомобилей. М.: Транспорт, 1981. 317 с.

12. Соснин Д.А. Автотроника – электрооборудование и системы бортовой автоматики современных  легковых автомобилей.-М.: Солон, 2001.-239с.

13. Сергеев А.Г., Ютт В.Е. Диагностирование электрооборудования автомобилей. М.: Транспорт, 1987. 159 с.

14. Технологическое оборудование для технического обслуживания и ремонта легковых автомобилей: /Справочник/ .- М.: Транспорт, 1988.-176с.

15. Тимофеев Ю.Л., Ильин Н.М. Электрооборудование автомобилей: Устранение и предупреждение неисправностей. М.:Транспорт, 1987. 255 с.

16. Харазов А.М. Диагностическое обеспечение технического обслуживания и  ремонта автомобилей. М. :Высшая школа. 1990. 213 с.

17. Электрооборудование автомобилей. Под редакцией проф. Чижкова Ю.П. М.: Транспорт, 1993. 224 с.

В ВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

 

Трудно поверить, что всего восемь лет назад на дорогах не было «га­зелей». Сегодня эти лобастые тру­женицы стали неотъемлемой чертой городского пейзажа - рядовыми члена­ми автомобильного стада. По отечест­венным меркам, возраст для модели, тем более грузовой, юный, еще не все детские болячки вылечены. А вот по мировым - зрелость, граничащая со старостью. Тут одной косметикой не отделаться, нужна, как минимум, пластическая операция - фейслифтинг. К счастью, законы мирового автопрома начинают работать и в России.

Измененная внешность лишь часть модернизации – «Газели», начатой еще в 1998 год. Естественно, в рамках уни­фикация все новое намечалось рас­пространить и на «Соболь», который в ту пору существовал лишь в опытных образцах. На заводе был объявлен конкурс на лучший дизайн-проект: каждой из пя­ти образовавшихся групп предложили изготовить полноразмерный пласти­линовый макет автомобиля. Точнее, пластилиновый «нос» к настоящим машинам, для чего в художественно-кон­структорское бюро привезли несколь­ко бортовых «газелей», фургон и даже «Соболь».

Задача непростая: сделать облик ма­шины современным, придать ему чер­ты фирменного «Газовского» стиля... и, по возможности, использовать уже существующие световые приборы. Однако вскоре стало ясно, что без новых фар не удастся заметно изменить внешний вид машины. И вот свершилось.

Из нескольких вариантов был вы­бран наиболее спокойный, без вычур­ных элементов внешности - такая ма­шина не устареет с переменой автомо­бильной моды. У новой «Газели» поя­вились подштамповки на капоте, чуть изменилась форма светоблоков и бам­пера, заблестела хромо: декоративная решетка. Последняя может быть ме­таллической или пластиковой с метал­лизированным покрытием.

Но это лишь детали, видимые снару­жи. Фактически же до передней двери кабина изменена полностью: кроме ка­пота, крыльев, облицовки радиатора и бампера, другими стали каркас капота, внутренняя часть крыльев, передняя панель под облицовкой, поперечина бампера, формованная шумоизоляция. Элементы облицовки теперь крепятся иначе, что позволило уменьшить зазоры между ними. Чуть разведенные лонжероны сделали моторный отсек просторнее - не в последнюю очередь, чтобы разместить силовые агрегаты более тяжелого «Валдая», на который будет устанавливаться эта же кабина, но с другим моторным щитом. Изме­ненная силовая структура носовой час­ти сделала невзаимозаменяемыми бамперы - у нового другие точки кре­пления. Кстати, в нем предусмотрены места для монтажа малогабаритных противотуманных фар. Серьезным из­менениям подвергнется ходовая часть, появится новый силовой агрегат. Так, принято решение о выпуске полно­приводных «соболей» (ЗР, 2000, № 6) -они могут появиться еще до конца ны­нешнего года. Главная перемена в интерьере - передняя панель. Она не только привле­кательнее и современнее, но и скрыва­ет более компактный и мощный отопитель и, опять-таки, обеспечивает уни­фикацию с «Валдаем», где выступаю­щий в кабину длинный шестицилиндровый дизель ГАЗ-562 подпирает снизу переднюю панель, тесня «печку». Оп­тимизировано расположение дефлек­торов системы вентиляции, а вместо не слишком надежных ползунковых регу­ляторов появились удобные вращаю­щиеся рукоятки. Предусмотрено место и под второй стандартный блок аудио­аппаратуры.

Для пассажирских микроавтобусов разрабатывается поворотный меха­низм кресла - при желании можно развернуться лицом к сидящему сзади собеседнику. Существенно расширятся возможности трансформации салона благодаря сиденьям со встроенными ремнями безопасности - сейчас они бу­квально привязаны к одному месту за  'усиленными на кузове ремнями.

Со временем будут устанавливать впрысковой мотор ЗМЗ-405, каталити­ческий нейтрализатор, адсорбер паров бензина, новые топливопроводы и со­единения - это позволит уложиться в нормы токсичности Евро П. Разраба­тывается и антиблокировочная систе­ма - прежде всего для динамичных «соболей». Правда, эти новшества поя­вятся после того, как обновленные ма­шины пойдут в серию.

Начать выпуск модернизированных «газелей» и «соболей» планируют в ян­варе будущего года. Параллельно де­лать старые и новые машины невоз­можно - переходного периода не бу­дет. На несколько дней остановят все производство, поменяют часть оснаст­ки и начнут собирать уже новые машины. А для снижения потерь остановить конвейер планируют в нерабочие дни, скажем, в новогодне-рождественские праздники.

Логично ожидать, что цена обнов­ленных автомобилей поднимется, однако, на ГАЗе обещают совсем незначи­тельный рост.

Ведь замена оборудования - мероприятие плановое, прово­дится по мере износа и изначально за­ложено в себестоимость продукции. Всего в подготовку производства пла­нируется вложить около 300 млн. руб­лей. Сумма большая, однако, если ее разделить на срок окупаемости пять лет (а следующее поколение «газелей», наверняка, раньше не появится), да на годовую программу (примерно 100 ты­сяч автомобилей), то выходит не так и много - около 600 рублей на машину. Конечно, свою лепту в рост цены вне­сут и поставщики - те же раскосые гла­за-фары, наверняка, обойдутся доро­же, чем нынешние, - но это тоже доли процента от стоимости автомобиля. В общем, ждать новых машин осталось не так уж долго, а там - посмотрим.

Эффективность работы автомобильного транспорта базируется на надёжности подвижного состава, которая обеспечивается в процессе его производства, эксплуатации и ремонта:

 совершенством конструкции и качеством изготовления; своевременным и качественным выполнением технического обслуживания и ремонта;

своевременным обеспечением и использованием нормативных запасов материалов и запасных частей высокого качества и необходимой номенклатуры;

соблюдением государственных стандартов и Правил технической эксплуатации.

В общем из выше сказанного становится ясно ,что данный тип автомобилей занимает достойную нишу на рынке и в народном хозяйстве. Однако при всех достоинствах этого модельного ряда автомобилей марки ГАЗ есть и недостатки, которые заметно портят общее впечатление даже при применении новых дизайнерских и эргономических решений. Прежде всего, этому способствуют двигатели ЗМЗ, которые, по сути, являются не чем иным как так или иначе переработанным мотором ГАЗ-24, уже более 40 лет стоящему на производстве и разработанному, прежде всего для легковых автомобилей. Вследствие вышесказанного при применении этих двигателей на более тяжелых и нагружаемых «ГАЗелях» имеют место следующие недостатки, а именно: недостаточные тягово-скоростные характеристики и напряженный тепловой режим, часто приводящий к перегреву двигателя (что и будет более подробно рассмотрено в данной работе). Можно, конечно говорить о применении на этих автомобилях более дорогих и сложных двигателях с непосредственным впрыском бензина или дизельного топлива отечественного или импортного производства, что, кстати, уже происходит, но в этом случае недостатки могут обернуться достоинствами. Дело в том, что старый и проверенный карбюраторный двигатель относительно дешево стоит, прост в обслуживании и ремонте, а это зачастую имеет решающее значение при покупке машины на территории стран СНГ основному ареалу обитания «ГАЗелей». А с недостатками можно бороться. В данной работе я хочу предложить, вариант усовершенствования карбюраторного двигателя ЗМЗ-406 применяемого на автомобилях типа «Газель» обращая особое внимание на доработку  системы охлаждения автомобиля, а также рассмотреть системы охлаждения автомобилей других марок.