Приложение А – Бланк отчета

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

(ЮЗГУ)

 

Кафедра автомобилей, транспортных систем и процессов

 

 

УТВЕРЖДАЮ:

Первый проректор-

проректор по учебной работе

______________Е.А. Кудряшов

«____» ___________ 2012 г.

 

 

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

 

 

Методические указания по выполнению лабораторных работ

 

Курск 2012

УДК 629.113

 

Составитель: О.В. Винокуров

 

 

Рецензент

Кандидат технических наук, доцент Б.А. Семенихин

 

Автомобильные двигатели: методические указания по выполнению лабораторных работ / Юго-Зап. гос. ун-т; сост.: О.В. Винокуров. Курск. 2012.

С.: ил., табл.. Библиогр.: с..

 

Содержат разработки лабораторных занятий по дисциплине «Автомобильные двигатели». Указываются порядок выполнения работ, требования к отчетам и их содержанию. Приведены контрольные вопросы по каждой лабораторной работе.

Предназначены для студентов очной формы обучения специальности 190601.65 «Автомобили и автомобильное хозяйство» и бакалавров очной формы обучения направления 190600.62 «Эксплуатация транспортно- технологических машин и комплексов»

 

 

Текст печатается в авторской редакции.

Подписано в печать.Формат 60×84 1/16

Усл. Печ. Л..Уч.-изд.л..Тираж 100 экз. Заказ.Бесплатно.

Юго-Западный государственный университет.

Курск, ул. 50 лет Октября,94

Лабораторная работа №1

 

Рабочие процессы, конструкция и основы расчёта автомобильных двигателей

 

 

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

 

Цель работы: расширить и углубить теоретические знания, полученные студентами при изучении автотранспортных двигателей внутреннего сгорания.

Задачи работы: изучение конструкции двигателя и определение па­раметров технической характеристики.

В процессе самостоятельной подготовки к лабораторной работе и ее выполнения студент должен:

- знать тенденции конструирования автомобильных двигателей; основные типы современных отечественных и зарубежных автотракторных двигателей и особенности их компоновки; требования стандартов, предъявляемые к современным двигателям; энергетические, экономические, экологические показатели автомобильных и тракторных двигателей;

-уметь самостоятельно оценивать технический уровень конструкции автомобильных и тракторных двигателей;

- приобрести практические навыки самостоятельного определения технической характеристики автомобильных и тракторных двигателей, критического анализа оценки технического уровня двигателя.

 

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

 

Двигатель – энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. На большинстве современных автомобилей и тракторов установлены тепловые двигатели, называемые двигателя­ми внутреннего сгорания (ДВС). В них теплота, выделяемая при сгорании топлива в цилиндрах, преобразуется в механическую работу.

По конструкции ДВС разделяют на поршневые и роторные. В поршневых двигателях расширяющиеся при сгорании топлива газы перемещают поршень, возвратно - поступательное движение которого преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. В зависимости от способа смесеобразования и воспламенения поршневые двигатели делятся на две основные группы.

К первой относятся двигатели с внешним смесеобразованием и принудительным воспламенением. Самые распространенные двигатели этой группы – карбюраторные, работающие на бензине, сжатом или сжиженном газе. В этих двигателях смесь образуется вне цилиндра в специальном приборе - карбюраторе, а воспламеняется в цилиндре электрической искрой.

Ко второй группе относятся дизельные двигатели (дизели) - двигатели с внутренним смесеобразованием и воспламенением от сжатия. В дизелях смесь образуется в процессе впрыскивания топлива в цилиндр, а затем самовоспламеняется под действием высокой температуры.

В роторных двигателях расширяющиеся при сгорании топлива газы воздействуют на вращающуюся деталь – ротор. Эти двигатели делятся на газотурбинные и роторно-поршневые.

Автотранспортные поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируются:

- по способу осуществления рабочего цикла - четырехтактные и двухтактные;

- по способу смесеобразования - внешнее (карбюраторные или газовые) и внутреннее (дизели и двигатели с впрыскиванием бензина непосредственно в цилиндры);

- по способу воспламенения рабочей смеси - принудительное от электрической искры (бензиновые, газовые и др.) и от сжатия (дизели и газо - дизели);

- по виду применяемого топлива - бензиновые, газовые, дизели;

- по числу цилиндров - одноцилиндровые и многоцилиндровые (двух-, трех-, четырех-, шести-, восьмицилиндровые и т.д.);

- по расположению цилиндров - однорядные: с вертикальным расположением цилиндров в один ряд и с наклонным расположением оси цилиндра под углом 20...40°; двухрядные: с расположением цилиндров под углом 67..90⁰ (V-образные) и с противоположным горизонтальным расположением цилиндров;

- по способу наполнения цилиндров свежим зарядом - двигатели без наддува, в которых наполнение осуществляется за счет разряжения, создаваемого в цилиндре при движении поршня от ВМТ к НМТ, и с наддувом - наполнение цилиндра свежим зарядом происходит под давлением, создаваемым компрессором;

- по способу регулирования мощности - качественное и количественное;

- по рабочему объему цилиндров -микролитражные, малолитражные, среднелитражные и большого литража;

- по охлаждению - жидкостное или воздушное;

- по отношению хода поршня к диаметру цилиндра S/D - короткоходные и длинноходные.

Двигатель внутреннего сгорания состоит из кривошипно - шатунного механизма, механизма газораспределения и систем смазки, охлаждения, питания, вентиляции и зажигания (двигатели, работающие на легких топливах, бензине, газе и др.).

Размер кривошипа коленчатого вала определяется радиусом R, равным расстоянию между осями шатунной и коренной шеек (рисунок 1). Длина шатуна L является расстоянием между осями его верхней и нижней головок. Отношение R/L в автотракторных двигателях составляет 1/3,5...1/4,5.

Ход поршня S и диаметр цилиндра D являются важными параметрами двигателя и определяют его размеры. Ход поршня S равен удвоенному радиусу кривошипа. Отношение S/D в современных двигателях составляет 0,7...2,2. Если S/D £ 1,0, то двигатель называется короткоходным. Многие современные двигатели делают короткоходными.

Объем, освобожденный при перемещении поршня от ВМТ до НМТ, называется рабочим объемом цилиндра и обозначается V_h. Сумма рабочих объемов всех цилиндров во много цилиндровом двигателе называется рабочим объемом двигателя и выражается в дм³.

Рисунок 1.1 - Кинематическая схема и геометрические характеристики кривошипо-шатунного механизма и цилиндро-поршневой группы

 

 

Объем, образующийся над поршнем при его нахождении в ВМТ, называется объемом камеры сгорания, или объемом камеры сжатия, и обозначается V_c.

Таким образом, полный объем цилиндра

 

(1.1)

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия:

 

. (1.2)

 

Для карбюраторных двигателей e = 6,5...10 для дизелей - 12...22.

Энергетические показатели двигателя оцениваются эффективными мощностью и крутящим моментом. Эффективный момент М_е зависит от давления газов и рабочего объема цилиндров двигателя.

Для карбюраторных малообъемных двигателей М_еmax = 70...120 Н×м,
для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей М_еmax = 200...450 H×м, для грузовых автомобилей большой грузоподъемности М_еmax = 500...2500 H×м.

От М_е и частоты вращения n_e коленчатого вала зависит эффективная мощность двигателя, кВт:

 

(1.3)

 

Максимальная частота вращения коленчатого вала карбюраторных двигателей отечественных грузовых автомобилей составляет 3200...3600 об/мин, карбюраторных двигателей легковых автомобилей - 6000...6600 об/мин, дизелей - 2100...2800 об/мин.

Мощность, приходящаяся на единицу рабочего объема двигателя (1дм³ или 1л) , характеризует его совершенство. Для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей N_g = 15...22 кВт/дм³; для карбюра­торных двигателей легковых автомобилей N_g =22...24 кВт/дм³; для дизелей
N_g =11...22 кВт/дм³. Чем выше N_g, тем совершеннее двигатель (1дм³ = 1л).

Экономичность работы двигателя оценивается эффектив­ным расходом топлива (в граммах) за 1 ч на единицу мощности.

 

, (1.4)

 

где – часовой расход топлива г/час.

Для карбюраторных двигателей g_e = 280...340 г/(кВт×ч), для дизелей
g_e = 220...260 г/(кВт×ч). Более высокий показатель экономичности работы дизелей по сравнению с карбюраторным двигателем – главная причина широкого использования дизелей в автомобильном и тракторном пар­ках [1].

Важным показателем оценки работы поршневых двигателей является степень токсичности и дымности отработавших газов. В Украине существуют стандарты на предельно допустимые нормы СО при ра­боте двигателей с искровым зажиганием на холостом ходу и на дымность в отработавших газах дизелей.

 

3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

 

Лабораторная установка состоит из разрезных макетов двигателей внутреннего сгорания МеМЗ-245 (рисунки 2,3), ВАЗ-2101. Двигатели установлены на поворотной подставке, позволяющей при необходимости производить разборку.

Для частичной разборки двигателя применяется набор гаечных ключей. Измерения проводятся с помощью штангенциркуля.

 

4. порядок проведения экспериментальных исследований

 

Определяются параметры двигателя под наблюдением преподавателя или учебного мастера (лаборанта). На работу отводится 4 часа.

При выполнении работы студенты должны соблюдать правила по охране труда и пожарной безопасности, разработанные и утвержденные кафедрой для лаборатории конструкции автомобилей.

Основные типы двигателей, тенденции развития двигателестроения, их механизмы, системы, основные требования, предъявля­емые к автотракторным двигателям, студенты изучают до выполнения ла­бораторной работы (при самостоятельной подготовке по справочной литературе).

Работа проводится в следующем порядке.

1) Перед началом работы убедиться в комплектности двигателя, наличии и исправности необходимого инструмента и приспособлений.

2) Убедиться в надёжной фиксации разрезной модели двигателя.

3) Определить основные параметры двигателя, занести их в таблицу А 1.

3) Вычертить заданные преподавателем схемы или эскизы деталей и систем двигателя.

После проверки преподавателем полученных данных привести в по­рядок рабочее место, сдать двигатель и инструмент учебному мастеру (лаборанту).

 

1 - карбюратор; 2 - крышка головки цилиндров; 3 - крышка маслозаливной горловины; 4 - прокладка крышки головки цилиндров; 5 - головка цилиндров; б - болт крепления головки цилиндров; 7 - наконечник свечи; 8 - датчик-распределитель; 9 - свеча зажигания; 10 - прокладка головки цилиндров; 11 - маслоизмерительный стержень; 12 - трубка подводящая жидкость; 13 - палец поршня; 14 - поршень; 15 - шатун; 16 - трубка маслоизмерительного стерж­ня; 17 - коленчатый вал; 18 - прокладка масляного картера; 19 - маслосливная пробка; 20- масляный фильтр; 21 - выпускной коллектор; 22 - рым-планка; 23 - впускной коллектор; 24 - проставка фланца; 25 - топливосборник; 26 - прокладка фланца карбюратора. уровни масла: А — верхний, равный 3,45 л и Б — нижний, равный 2,45 л

Рисунок 1.2 - Поперечный разрез двигателя МеМЗ-245

1 - головка цилиндров, 2 - крышка головки цилиндров; 3, 4 - прокладка и крышка маслоотделителя, 5 - фланец карбюратора; 6 - бензонасос; 7 - распредвал; 8 - ведущая шестерня привода датчика-распределителя; 9 - кулачок привода бензонасоса; 10 - корпус привода датчика-распределителя и бензонасоса, 11 -отводящий патрубок; 12 - блок цилиндров; 13 - нажимной диск; 14 - ведомый диск, 15, 38 - болты; 16 - маховик; 17, 28, 36 - манжеты; 18 - держатель манжеты; 19 - колен­чатый вал; 20 - вкладыши коренных подшипников, 21 - упорные полукольца коренного подшипни­ка, 22 - вкладыш среднего коренного подшипника; 23 - маслоуспокоитель; 24 - приемник масляного насоса; 25 - вкладыш нижней головки шатуна; 26 - масляный картер; 27 - масляный насос; 29 - шкив привода генератора, 30 - ведущий шкив коленчатого вала; 31 - гайка, 32 -шпонка, 33 - шатун в сборе; 34 - натяжной ролик, 35 - шкив привода распределительного вала; 37 - стопорная шайба; 39, 40 - внутренний и наружный кожухи плоскозубчатого ремня

Рисунок 1.3 - Продольный разрез двигателя МеМЗ-245

5. Порядок проведения теоретических расчетов

 

При проведении лабораторной работы на основании справочных данных или справочных материалов рассчитываются следующие параметры двигателя.

 

1) Отношение хода поршня к диаметру цилиндра

 

. (1.5)

 

2) Рабочий объем цилиндра:

 

, (1.6)

 

где – площадь поршня, дм².

 

3) Объем камеры сжатия

 

. (1.7)

4) Рабочий объем двигателя

. (1.8)

 

5) Объемная мощность двигателя

, (1.9)

где N_{e max} - максимальная эффективная мощность двигателя, кВт;

V_r - ра­бочий объем цилиндров двигателя дм^3,, (л);

 

6) Поршневая мощность

, (1.10)

 

где i - число цилиндров;

Результаты вычислений записать в таблицу А1.

 

 

6. Содержание отчета

 

1) Титульный лист.

2) Цели и задачи.

3) Схема лабораторной установки.

4) Таблица А.1 с результатами измерений и вычислений.

5) Расчеты по лабораторной работе.

6) Эскизы.

7) Выводы

 

 

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

 

1) Назначение двигателя.

2). Типы двигателей.

3) Признаки классификации двигателей.

4) Энергетические и экономические показатели двигателей.

5) Экологические показатели двигателей.

6) Способы осуществления рабочего цикла.

7) Способы смесеобразования и воспламенения рабочей смеси.

8) Виды и марки применяемых топлив.

9) Способы наполнения цилиндров свежим зарядом.

10) Объемы цилиндров двигателя.

11) Тип системы смазки и марки применяемых масел.

12) Тип системы охлаждения и марки охлаждающей жидкости.

 

 

Приложение А – Бланк отчета

 

Таблица А.1 – Бланк отчета

Параметры	Обозначение	Единицы измерения	Значение
модель автомобиля		-
Год выпуска автомобиля		-
Модель двигателя		-
Тип двигателя		-
Способ:
- осуществления рабочего цикла		-
- смесеобразования		-
- воспламенения рабочей смеси		-
Вид и марка применяемого топлива		-
Число цилиндров	i	-
Расположение цилиндров		-
Диаметр цилиндров	D	мм
Ход поршня	S	мм
Наклон оси цилиндра к вертикали в моторном отсеке		град
Тип двигателя по отношению S/D		-
Способ наполнения цилиндров свежим зарядом		-
Порядок работы цилиндров		-
Объем цилиндра:
рабочий	Vh	дм3
полный	Va	дм3
камеры сжатия	Vc	дм3
Степень сжатия	e	-
Рабочий объем двигателя	Vr	дм3
Максимальная мощность	Ne max	кВт

Таблица А.1 – продолжение

Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности	neN	мин-1
Максимальный крутящий момент	Me max	Н×м
Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте	neM	мин-1
Мощность, приходящаяся на единицу полного объема двигателя		кВт/дм3
Эффективный удельный расход топлива		г/(кВт×ч)
Тип системы смазки		-
Марка применяемого масла летом и зимой		-
Тип механизма газораспределения		-
Расположение:
- клапанов		-
- распределительного вала		-
Тип системы вентиляции картера		-
Способ охлаждения		-
Марка охлаждающей жидкости		-
Объемная мощность двигателя	Ng	кВт/дм3
Поршневая мощность	Nn	кВт

 

Приложение Б - Техническая характеристика двигателя МеМЗ-245

(справочное)

 

Таблица Б.1- Техническая характеристика двигателя МеМЗ-245

 

Параметр	Единицы измерения	Обозначение	Значение
1) Диаметр цилиндра и ход поршня,	мм	D x S	72х67
2) Рабочий объем двигателя	л		1,091
3) Степень сжатия	-	e	9,5
4) Номинальная мощность:	кВт (л.с.)
– брутто	39(53)
– нетто	37,5 (51)
5) Частота вращения коленчатого вала:	мин-1
– номинальная		5300...5500
– максимальная
– минимальная на холостом ходу		700...950
6) Максимальный крутящий момент:	Н∙м(кгс∙м)
– брутто	80,4 (8,2)
– нетто	78,5 (8,0)
7) Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте	мин-1		3000...3500
8) Порядок работы цилиндров	-	-	1—3—4—2
9) Направление вращения коленчатого вала	-	-	Правое
10) Топливо	-	-	Автомоби-льный бензин АИ-93

 

Лабораторная работа №2

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО МЕХАНИЗМА

 

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

 

Цель работы - расширить и углубить теоретические знания, полу­ченные студентами при изучении кривошипно-шатунного механизма карбю­раторных и дизельных двигателей.

Задачи работы - изучение конструкции и работы кривошипно - шатунного механизма карбюраторного и дизельного автотранспортных ДВС, а так­же определение его основных параметров.

В результате самостоятельной подготовки к лабораторной работе и ее выполнения студент должен:

- знать основные типы поршневых ДВС современных отечественных автомобилей, требования предъявляемые к кривошипно - шатунному механиз­му и его деталям согласно стандартам, конструкцию и работу кривошипно - шатунного механизма, особенности конструкции кривошипно - шатунного механизма дизельного двигателя;

- уметь самостоятельно осваивать конструкции кривошипно - шатунного механизма, пользоваться измерительным инструментом и измерять пара­метры, анализировать конструкцию и оценивать технический уровень кривошипно - шатунного механизма;

- приобрести практические навыки работы с приспособлением, прове­дения разборки и сборки, определения геометрических параметров, крити­ческого анализа и оценки конструкции кривошипно-шатунного механизма.

 

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Кривошипно - шатунный механизм составляет основу конструкции боль­шинства поршневых ДВС. Его значение состоит в том, чтобы воспринимать давление газов, возникающее в цилиндре, и преобразовывать прямолиней­ное возвратно - поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Обе функции, выполняемые механизмом, обеспечивают решение сложной проблемы, связанной с преобразованием тепловой энер­гии в механическую работу при сжигании топлива в цилиндрах ДВС. В современных поршневых автомобильных двигателях применяются в основном кривошипно -шатунные механизмы [l].

Кривошипно - шатунный механизм двигателя состоит из неподвижных и подвижных деталей. К неподвижным относятся: цилиндр, головка цилиндра и картер, образующие основу двигателя; к подвижным - поршень с поршне­вым пальцем и кольцами, шатун, коленчатый вал и маховик.

Широко применяются однорядные двигатели с вертикальным и двухряд­ные с V-образным расположением цилиндров. В многоцилиндровых двига­телях интервалы между рабочими ходами, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, определяются числом цилиндров двигателя. Для четы­рехтактных и двухтактных двигателей эти интервалы при равномерном че­редовании рабочих ходов равны соответственно 720°/ i и 360°/ i, где i - число цилиндров. Ци­линдры современных многоцилиндровых двигателей с жидкостным охлажде­нием изготовляют с двойными стенками, отливают в общем блоке, обычно с верхней частью картера, и называют блок - картером. Для облегчения ре­монта и увеличения срока службы цилиндров в большинстве случаев их из­готовляют комбинированными, с короткими вставками или со вставками на всю длину зеркала цилиндра и с легкосъемными гильзами. Существующие конструкции блок - картеров разделяют на блок - картеры с несущими цилинд­рами, с несущими стенками рубашки охлаждения и несущими силовыми (анкерными) шпильками.

Большое значение для нормальной работы двигателя имеет уплотняю­щая способность поршневой группы, работающей в сложных температурных условиях с резко изменяющимися нагрузками при ограниченной смазке и недостаточном теплоотводе из - за трудностей охлаждения. Поршень, явля­ясь базовой деталью поршневой группы и наиболее напряженным элементом кривошипно - шатунного механизма, должен обладать высокой прочностью, теплопроводностью, износостойкостью и малой массой. С учетом этого и выбирают конструкцию и материал поршня. Для двигателей автомобиль­ного типа поршни изготовляют в основном из алюминиевых сплавов и чу­гуна.

Правильно сконструированные алюминиевые поршни могут работать с очень малым зазором, не вызывая стука даже в холодном состоянии. До­стигается это с помощью компенсационных прорезей или вставок, которы­ми снабжаются стенки юбки, придания юбке овальной или овально-конусо­видной формы и путем изолирования рабочей (направляющей) ее зоны от более горячей части поршня головки, применения компенсационных (инварных) вставок, удаления нерабочей части юбки.

Сложные условия работы кривошипно - шатунного механизма вызывают деформацию и повышенный износ шатунных и коренных шеек коленчатого ва­ла, порождают крутильные и осевые колебания. Поэтому конструкция ко­ленчатого вала должна обладать достаточной прочностью, жесткостью и износостойкостью при сравнительно небольшой массе.

Коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей изготовля­ют методом ковки или литья из среднеуглеродистых сталей или из высо­кокачественных чугунов.

Коленчатые валы многоцилиндровых двигателей представляют собой сложную пространственную конструкцию, форма которой во многом пред­определяется числом коренных опор, принятых для данного двигателя. В этой связи коленчатые валы разделяют на полно- и неполноопорные.

Для повышения прочности коленчатого вала перекрывают его корен­ные и шатунные шейки. Конструкция коленчатого вала и его форма выбираются так, чтобы независимо от тактности двигателя обеспечивалось равномерное чередование рабочих ходов при любом принятом числе и рас­положении цилиндров, а также достигалось более полное уравновешивание двигателя. С этой целью колена вала, равноотстоящие от его середины (от оси симметрии), располагают в одной плоскости.

 

3.ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

 

Лабораторная установка состоит из двигателя, поворотного стенда, приспособлений и слесарного инструмента для разборки и сборки криво­шипно - шатунного механизма и измерительного инструмента для определе­ния геометрических параметров. Двигатель установлен на поворотном стенде, позволяющем поворачивать его на 360° (рисунок 1). С целью со­кращения времени для разборочно-сборочных работ сняты с двигателя при­боры электрооборудования, системы питания, смазки и охлаждения.

Рисунок 2.1. Установка для определения параметров кривошипно-шатунного механизма:

1 - поддон картера; 2 - ко­ленчатый вал; 3 - шатун; 4 - головка блоков цилиндров; 5 -поршневой палец; 6 - поршень; 7 - гильза; 8 - блок цилиндров; 9 - редуктор стенда; 10 - основание стенда; 11 - картер двигателя.

 

Рисунок 2.2. Детали подвижной группы кривошипно-шатунного механизма:

1 –шкив; 2-храповик; 3-маслоотражатель; 4-упорная шайба; 5-упорное кольцо; 6 –вкладыш коренного подшипника; 7-шатунная шейка; 8-коренная шейка; 9-щека; 10-смазочный канал; 11-шатун; 12-поршень; 13-сливные отверстия; 14-маслосбрасывающий гребень; 15-маслоотгонная канавка; 16-зубчатый венец маховика; 17-сальник;18-шарикоподшипник; 19-фланец; 20-болт; 21-маховик; 24-крышка подшипника; 25-маслянная полость; 26-заглушка; 29-противовес;30-шестерня газораспределения; 31-передний конец коленчатого вала.

 

4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

 

Студенты производят разборку двигателя, изучают взаимосвязь составных частей кривошипно – шатунного механизма, измеряют параметры под наблюдением преподавателя или учебного мастера (лаборанта). На работу отводится 4 часа.

Материальное обеспечение: двигатель без приборов питания и электрооборудования, установленный на поворотном стенде; приспособле­ние для снятия и установки поршневых колец, съемных вставных гильз; оправка для установки поршня в цилиндр; комплект инструмента для разборочно - сборочных работ; молоток, выколотки, масштабная линейка с пре­делами измерений 0...600 мм; микрометры; нутромер; штангенглубомер.

При выполнении работы студенты должны соблюдать общие правила по охране труда и пожарной безопасности, разработанные и утвержден­ные кафедрой для лаборатории конструкции автомобилей.

С особенностями конструкций современных кривошипно - шатунных механизмов студенты знакомятся в часы самостоятельной подготовки по литературным источникам.

В процессе выполнения работы студенты детально изучают конструк­цию и работу кривошипно - шатунного механизма и его составных частей на конкретном автомобиле.

 

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

 

1) Убедиться в надежности крепления двигателя на поворотном стен­да и проверить наличие необходимых приспособлений и инструментов;

2) Снять головку цилиндров и установить поршень первого цилиндра в верхнюю мертвую точку;

3) Измерить ход поршня. Для этого повернуть коленчатый вал и ус­тановить поршень первого цилиндра в нижнюю мертвую точку. Определить диаметр цилиндра, измерив его нутромером в двух взаимно перпендикуляр­ных плоскостях;

4) Определить соответственно объем камеры сжатия, рабочий и пол­ный объемы цилиндра:

,

где e - степень сжатия (взять по справочнику); D - диаметр ци­линдра; S - ход поршня;

5) Оценить двигатель по отношению S/D;

6) Повернуть двигатель на 180°, снять поддон картера, шатуны с поршнями и коленчатый вал;

7) Определить овальность направляющей части поршня, измерив ее микрометром в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (в плоскости поршневого пальца и перпендикулярной к нему);

8) Определить ступенчатость поршня, измерив микрометром диаметры направляющей и уплотняющей частей;

9) Изучить конструкцию поршня (форму днища, кольцевые канавки, ме­ры предохранения от заклинивания и уменьшения силы инерции и др.);

10) Изучить конструкцию и крепление поршневого пальца (обратить внимание на его фиксацию от осевого перемещения);

11) Изучить конструкцию шатуна (обратить внимание на подвод масла к поршневому пальцу и кулачкам распределительного вала, на се­чение тела шатуна и др.);

12) Измерить диаметры коренной и шатунной шеек коленчатого вала;

13) Определить перекрытие шеек коленчатого вала

где r_ш - радиус соответственно шатунной и коренной шейки; R_к - ра­диус кривошипа

Если А£0, то перекрытия шеек нет;

14) Вычертить схему кривошипно - шатунного механизма и коленчато­го вала и составить возможные варианта порядка работы двигателя. Указать, какой из них наиболее распространен, почему и на каких дви­гателях применяется. Для одного из них (по указанию преподавателя) построить таблицу чередования тактов;

15) По указанию преподавателя вычертить один - два эскиза деталей кривошипно -шатунного механизма (например, рисунок 3);

 

Рисунок 2.3. Эскиз шатуна двигателя ЯМЗ-238:

1 - верхняя головка шатуна; 2 - отверстие для подачи масла к поршневому пальцу; 3 - износостойкая бронзовая втулка; 4 - канал для подачи масла к поршневоцу пальцу; 5 - стержень шатуна; 6 - нижняя головка шатуна; 7 - шатунные вкладыши; 8 - крышка нижней головки шатуна; 9 - болт; 10 - треугольные шлицы; 11 - отверстие для подачи масла к стенке цилиндра

 

16) Записать результаты измерений и наблюдений в таблицу А1;

17) После проверки преподавателем полученных результатов (таблиц, схем, эскизов и т.д.) собрать двигатель, привести в порядок рабочее место и сдать инструмент лаборанту.

 

6. Порядок проведения теоретических расчетов

 

При проведении лабораторной работы на основании произведённых замеров или справочных материалов рассчитываются следующие параметры двигателя.

1) Отношение хода поршня к диаметру цилиндра

 

. (2.1)

2) Рабочий объем цилиндра:

, (2.2)

где – площадь поршня, дм².

3) Объем камеры сжатия

. (2.3)

4) Рабочий объем двигателя

. (2.4)

 

5) Диаметр цилиндра

(2.5)

6) Уплотняющая часть поршня

, (2.6)

 

Результаты вычислений записать в таблицу А1.

 

7. ОФОРМЛЕние отчета

 

8) После выполнения работы необходимо оформить черновики отчета и предварительно обработать полученные данные, а также вычертить в черновом варианте схемы и эскизы заданных преподавателем составных частей и деталей кривошипно-шатунного механизма. Черновик следует представить преподавателю для проверки.

9) Отчет в объеме 4-5 страниц должен быть оформлен в соответст­вии с требованиями методических указаний и содержать, кроме результа­тов проведенных измерений и вычислений, еще и схемы кривошипно-шатунного механизма, коленчатого вала, цилиндра или других деталей, указан­ных преподавателем.

10) Титульный лист.

11) Цели и задачи.

12) Схема лабораторной установки.

13) Расчеты по лабораторной работе.

14) Таблица А.1 с результатами измерений и вычислений.

15) Эскизы.

16) Выводы

 

8. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

 

1) Ознакомиться с основными типами кривошипно - шатунного механиз­ма отечественных и зарубежных автомобилей.

2) Изучить требования к кривошипно - шатунным механизмам согласно стандартам, достоинства и недостатки различных схем кривошипно - шатунных механизмов.

3) Изучить конструкцию и работу кривошипно - шатунного механизма.

4) Ознакомиться с методикой расчета основных параметров кривошипно - шатунных механизмов (ход поршня, объем камеры сжатия, рабочий и полный объемы цилиндра и др.).

5) Подготовить ответы на контрольные вопросы.

6. Подготовить необходимые таблицы для записи результатов рабо­ты.

 

9. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1) Понятие об основных конструктивных параметрах ДВС.

2) Методика определения возможных порядков работы двигателя и построение таблицы чередования тактов.

3. Компоновочные схемы кривошипно - шатунных механизмов.

4) Назначение, конструкция и материалы деталей кривошипно - шатунного механизма.

5) Особенности конструкции кривошипно - шатунных механизмов и де­талей дизельных двигателей.

6) Основные типы камер сжатия.

7) Конструкция деталей кривошипно - шатунных механизмов.

 

Обозначения:

D^' - диаметр цилиндра в плоскости оси ко­ленчатого вала;

D^" - диаметр цилиндра в перпендикулярной плоскости коленчатого вала;

D^'_у - диаметр уплотняющей части поршня в плоскости поршневого пальца;

D^"_у - диаметр уплотняющей части поршня в плоскости, перпендикулярной к поршневому пальцу.

 

Приложение А –Бланк отчёта (обязательное)

Таблица А1- Бланк отчёта

Основные параметры кривошипно - шатунного механизма двигателя