Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.

Мастер производственного обучения рассказывает теоретический материал и демонстрирует рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя на макете двигателя внутреннего сгорания и презентацию “Устройство автомобиля”.

1-й такт – впуск. При движении поршня 3 вниз в цилиндре образуется разрежение, под действием которого через открытый впускной клапан 1 в цилиндр из системы питания поступает горючая смесь (смесь топлива с воздухом). Вместе с остаточными газами в цилиндре горючая смесь образует рабочую смесь и занимает полный объем цилиндра;

2-й такт – сжатие. Поршень под действием коленчатого вала и шатуна перемещается вверх. Оба клапана закрыты, и рабочая смесь сжимается до объема камеры сгорания;

3-й такт – рабочий ход, или расширение. В конце такта сжатия между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра.

И что происходит в этот момент? (Воспламенение рабочей смеси.)

А в дизельном двигателе рабочая смесь самовоспламеняется от сжатия.

Под давлением расширяющихся газов, что происходит с поршнем и коленчатым валом? (Поршень перемещается вниз и через шатун приводит во вращение коленчатый вал.)

4-й такт – выпуск. Поршень перемещается вверх, и через открывшийся выпускной клапан 4 выходят наружу из цилиндра отработавшие газы.

 

Куда попадают отработавшие газы? (Через выхлопную систему в атмосферу.)

При последующем ходе поршня вниз, цилиндр вновь заполняется рабочей смесью и цикл повторяется.

Как правило, двигатель имеет несколько цилиндров. В многоцилиндровых двигателях такты работы цилиндров следуют друг за другом в определенной последовательности. Чередование рабочих ходов или одноименных тактов в цилиндрах многоцилиндровых двигателей в определенной последовательности называется порядком работы цилиндров двигателя.

Порядок работы цилиндров в четырехцилиндровом двигателе чаще всего принят 1–3–4–2, где цифры соответствуют номерам цилиндров, начиная с передней части двигателя. Порядок работы двигателя необходимо знать для правильного присоединения проводов высокого напряжения к свечам при установке момента зажигания и для последовательности регулировки тепловых зазоров в клапанах.

Порядок работы цилиндров в восьмицилиндровом двигателе принят 1-5-4-2-6-3-7-8, что на бензиновом, что на дизельном.

В двигателе внутреннего сгорания применяются следующие механизмы: кривошипно-шатунный и газораспределительный.

 

Закрепление пройденного материала.

Совместная работа преподавателя и обучающихся с опорой на макет двигателя внутреннего сгорания:

-Показать детали двигателя внутреннего сгорания.

-Рассказать о тактах двигателя внутреннего сгорания.

-Рассказать о взаимосвязи деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.

-Рассказать о порядке работы двигателя.

Домашнее задание.

Самостоятельная работа с учебником и конспектом.

Подведение итогов занятия, выставление оценок.

Оценка работы обучающихся.

Кто, по вашему мнению, сегодня на занятии заслуживает высокой оценки?

Преподаватель оценивает работу обучающихся.

Всем спасибо за активную работу на занятии. Всего доброго.

 

План-конспект занятия №2раздел 1, по теме:«Кривошипно-шатунный механизм»

Тип занятия: изложение нового материала

Цель занятия: ознакомление обучающихся с новым материалом по теме:«Кривошипно-шатунный механизм» и закрепление знаний по общему

устройству автомобилей с применением дидактических средств.

Вид занятия:Практические

Задачи занятия:

1.Дать новые знания обучающимся по устройству кривошипно-шатунногомеханизма и закрепить знания по общему устройству автомобиля:

· - Назначение КШМ

· - Принцип работы КШМ

· - Устройство КШМ

Воспитательные:

2.Поддержание интереса к овладению знаниями, умениями и навыками попрофессии.

3.Формирование познавательной активности обучающихся.

Образовательные:

4.Расширение теоретических и практических знаний обучающихся в областиизучаемой профессии.

Форма организации учебной деятельности:коллективная, групповая.

Методы обучения: словесный, наглядный, объяснительно – иллюстративный (использование мультимедийных и информационных технологий.

Оснащение занятия: лекции, учебник, плакаты, презентации,

Оборудование: презентация по теме «Кривошипно-шатунный механизм»,компьютер, интернет – ресурсы.

Литература:

1. Родичев В. А. Грузовые автомобили: учеб для нач. проф.образования. -

М.: ПрофОбрИздат, 2007.-256.

2. Боровских Ю.И. Устройство автомобилей. - М.: Высшая школа, 2008 г.

Ход занятия:

1. Начало занятия:

· Организационный момент

· Приветствие

· Доклад дежурного

· Сообщение темы занятия

Основная часть

· Учебная и целевая установка

· Объяснение основных форм работы и их последовательности

· Проверка владения обучающимися материалом: Дать полную расшифровку маркировки автомобилей ГАЗ-3307 и Зил-164.

· Знакомство с новым материалом с применением ЭОР.

· Изложить учебный материал в следующей последовательности:

Назначение КШМ

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление расширяющихся газов при такте сгорание — расширение и преобразовывает прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Принцип работы КШМ

Прямая схема: Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

Коленчатый вал состоит из:

· шатунных шеек

· коренных шеек

· противовеса

Обратная схема: Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразуется в поступательное движение поршня.

Устройство КШМ

Кривошипно-шатунный механизм состоит из:

• блока цилиндров с картером;

• головки цилиндров;

• поршней с кольцами;

• поршневых пальцев;

• шатунов;

• коленчатого вала;

• маховика;

• поддона картера.

Блок цилиндров отливают заодно с картером. И он является базисной деталью двигателя, к которой крепятся кривошипно-шатунный, газораспределительный механизмы и все навесные приборы и агрегаты двигателя. Изготовляют его из серого чугуна, реже из алюминиевого сплава силумина. В отливке блоккартера выполнены полости для смывания охлаждающей жидкостью стенок гильз цилиндров. Сами же гильзы могут быть вставными, изготовленными из жаростойкой стали или же отлитыми заодно с чугунным блок-картером. Блоки из алюминиевых сплавов изготовляются только со вставными гильзами. Внутренняя поверхность гильз служит направляющей для перемещения поршня, она тщательно шлифуется и называется зеркалом. Уплотнение гильз осуществляется с помощью колец из специальной резины или меди. Вверху уплотнение гильз достигается за счет прокладки головки цилиндров. Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в верхнюю их часть, как работающую в наиболее тяжелых условиях (высокая температура и агрессивная газовая среда), коротких тонкостенных вставок из кислотоупорного чугуна. Этим достигается снижение износа верхней части гильзы в четыре раза. Снизу картер двигателя закрыт поддоном, выштампованным из листовой стали, уплотненным прокладкой из картона или пробковой крошки. Поддон используется в качестве резервуара для моторного масла и служит защитой картера от попадания грязи и пыли.

Головка цилиндров закрывает цилиндры сверху. На ней размещены детали газораспределительного механизма, камеры сгорания, выполнены отверстия под свечи или форсунки, запрессованы направляющие втулки и седла клапанов. Для охлаждения камер сгорания в головке вокруг них выполнена специальная полость. Для создания герметичности плоскость разъема между головками и блоком цилиндров уплотнена стальными или сталеасбестовыми прокладками, а крепление осуществляется шпильками с гайками. Головки отлиты из алюминиевого сплава (АЛ-4) или чугуна. Сверху они накрыты клапанной крышкой из штампованной стали или алюминиевого сплава, уплотненной пробковой или масло-бензостойкой резиновой прокладкой.

Поршеньвоспринимает давление расширяющихся газов при рабочем такте и передает его через поршневой палец и шатун на коленчатый вал двигателя.

Представляет собой перевернутый днищем вверх цилиндрический стакан, отлитый из высококремнистого алюминиевого сплава. Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части. Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня, в которой проточены канавки для поршневых колец. Днище поршня с головкой цилиндров формируют камеру сгорания и работают в крайне тяжелых температурных условиях из-за недостаточного охлаждения. Ниже головки выполнена юбка, направляющая движение поршня. В юбке поршня имеются бобышки с отверстиями под поршневой палец. Конструкция поршня должна исключать его заклинивание при тепловом расширении работающего двигателя. С этой целью головку поршня выполняют меньшего диаметра, чем юбку.

Поршневые кольца устанавливаются двух типов: компрессионные и маслосъемные. Компрессионные кольца служат для уплотнения поршня в гильзе цилиндра и предотвращения прорыва газов из камеры сгорания в картер двигателя. Маслосъемные кольца служат для снятия излишков масла с зеркала цилиндра и не допускают его попадания в камеру сгорания. Поршневые кольца изготовляются из белого чугуна, а маслосъемные могут быть выполнены из стали. Для повышения износостойкости верхнее компрессионное кольцо подвергается пористому хромированию, а остальные для ускорения приработки покрыты слоем олова или молибдена. Кольца имеют разрез (замок) для установки на поршень. Количество компрессионных колец, устанавливаемых на поршнях, может быть неодинаково для различных моделей двигателей, обычно два или три кольца. Маслосъемные кольца устанавливаются по одному на поршень.

Поршневой палец плавающего типа обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном и удерживается от осевого смещения в бобышках поршня стопорными кольцами. Палец имеет форму пустотелого цилиндра, изготовлен из хромоникелевой стали. Поверхность его упрочнена цементацией и закалена токами высокой частоты.

Шатунслужит для соединения поршня с коленчатым валом двигателя и для передачи при рабочем ходе давления расширяющихся газов от поршня к коленчатому валу. Во время вспомогательных тактов от коленчатого вала через шатун приводится в действие поршень. Шатун состоит из верхней неразъемной головки с запрессованной втулкой из оловянистой бронзы и разъемной нижней головки, в которую вставлены тонкостенные стальные вкладыши, залитые слоем антифрикционного сплава. Головки шатуна соединяются стержнем двутаврового сечения.

Нижняя разъемная головка шатуна с помощью крышки закрепляется на шатунной шейке коленчатого вала. Шатун и его крышки изготовлены из легированной или углеродистой стали. Нижняя головка шатуна и крышка соединяются болтами и шпильками со специальными стопорными шайбами. Вкладышинижней головки шатуна выполнены из стальной или сталеалюминевой ленты, покрытой антифрикционным слоем.

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые шатунами от поршней, и преобразует их в крутящий момент, который через маховик передается агрегатам трансмиссии автомобиля. Коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками с противовесами, фланец необходим для крепления маховика. На переднем конце коленчатого вала (носок) имеются шпоночные пазы для закрепления распределительной шестерни и шкива привода вентилятора, а также отверстие для установки храповика пусковой рукоятки. Шатунная шейка со щеками образует кривошип (или колено) вала. Расположение кривошипов обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов поршня в различных цилиндрах. Коленчатые валы штампуют из стали или отливают из высокопрочного магниевого чугуна. Продольное перемещение коленчатого вала при его тепловом расширении ограничивается упорными сталебаббитовыми шайбами, которые устанавливаются по обе стороны первого коренного подшипника или четырьмя сталеалюминевыми полукольцами, установленными в вытачке задней коренной опоры вала. Для предотвращения утечки масла на концах коленчатого вала устанавливаются маслоотражатели и сальники. Предусматриваются также масло сгонные спиральные канавки и масло отражательный буртик. Вкладыши коренных подшипников имеют такую же конструкцию, как и вкладыши шатунных подшипников. Маховик служит для уменьшения неравномерности работы двигателя, вывода поршней из мертвых точек, облегчения пуска двигателя и способствует плавномутроганию автомобиля с места.

Маховикпредставляет собой массивный диск, отлитый из чугуна, на обод которого напрессован стальной зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя. Для исключения нарушения установочной балансировки маховик крепится болтами к фланцу коленчатого вала на несимметрично расположенных штифтах.

Поддон картера является резервуаром для моторного масла и предохраняет картер двигателя от попадания пыли и грязи. Поддон штампуют из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов.

Для герметизации плоскости разъема между картером и поддоном устанавливают пробковые или масло-бензостойкие прокладки. Поддон крепится болтами или шпильками.

Итог занятия

Проверка усвоения обучающимися нового материала

1. Выполнение практического задания (Работа в бригадах)

1.1. Заполнить таблицу 3 по теме: Устройство КШМ

 

Таблица 3

Устройство КШМ

Наименование детали	Количество, шт	Материал из которого изготовлена деталь	Вид движения детали

 

2. Защита практического задания

3. Подвести итог занятия и сообщить обучающимся оценки

4. Домашнее задание: повторить материал

 

План-конспект занятия №2, раздел 2, по теме «Газораспределительный механизм»,.

Тип занятия:Занятие изложение нового материала

Цель занятия: ознакомление обучающихся с новым материалом по теме:

«Газораспределительный механизм»

Вид занятия: практическое

Задачи занятия:

Практические:

1.Дать новые знания обучающимся по устройству ГРМ

- Назначение ГРМ

- Принцип работы ГРМ

- Детали ГРМ

- Фазы газораспределения

Воспитательные:

2.Поддержание интереса к овладению знаниями, умениями и навыками по профессии.

3.Формирование познавательной активности обучающихся.

Образовательные:

4.Расширение теоретических и практических знаний обучающихся в области изучаемой профессии.

Форма организации учебной деятельности:коллективная, групповая.

Методы обучения: словесный, наглядный, объяснительно – иллюстративный (использование мультимедийных и информационных технологий)

Оснащение занятия:лекции, учебник, плакаты, презентации, электронные учебники

Оборудование: презентация по теме «Газораспределительный механизм», компьютеры, интернет – ресурсы.

Литература:

1. Родичев В. А. Грузовые автомобили: учеб для нач. проф. образования.-М.: ПрофОбрИздат, 2007.-256.

2. Боровских Ю.И. Устройство автомобилей. - М.: Высш школа, 2008 г.

Ход занятия:

1. Начало занятия:

1. Организационный момент

2. Приветствие

3. Доклад дежурного

4. Сообщение темы занятия

 

Основная часть

1. Учебная и целевая установка

2. Объяснение основных форм работы и их последовательности

3. Проверка владения обучающимися материалом:

Тест .

4. Знакомство с новым материалом с применением ЭОР.

Изложить учебный материал в следующей последовательности:

 

Назначение ГРМ

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в камеры сгорания горючей смеси (карбюраторные и газосмесительные двигатели) или воздуха (дизельные двигатели) и выпуска из них отработавших газов.

Газораспределительные механизмы различают по расположению клапанов в двигателе. Они могут быть с верхним (в головке цилиндров) и нижним (в блоке цилиндров) расположением клапанов. Наиболее распространен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов, что облегчает доступ к клапанам дляих об- сгорания и обеспечить лучшее наполнение ее горючей смесью или воздухом.

Газораспределительный механизм состоит из:

• распределительного вала;

• механизма привода распределительного вала;

• клапанного механизма.

 

Принцип работы ГРМ

Работу газораспределительного механизма рассмотрим на примере двигателя с V-образным расположением цилиндров.

Распределительный вал находится в «развале» блока двигателя, то есть между его правым и левым рядами цилиндров, и приводится во вращение от коленчатого вала через блок распределительных шестерен. При цепном или ременном приводе вращение распределительного вала осуществляется с помощью соответственно цепной или зубчатой ременной передачи. При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает на регулировочный винт, установленный во внутреннем плече коромысла. Коромысло, проворачиваясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие впускного или выпускного клапана вголовке цилиндров строго в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров.

Детали ГРМ

Распределительный вал служит для открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно с порядком работы цилиндров двигателя. Распределительные валы отковывают из стали с последующей цементацией и закаливанием токами высокой частоты. На некоторых двигателях валы отливают из высокопрочного чугуна. Между опорными шейками распределительного вала располагаются кулачки, по два на каждый цилиндр, — впускной и выпускной. Помимо этого на валу крепится шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и имеется эксцентрик для привода топливного насоса. Шестерни распределительных валов изготовляют из чугуна или текстолита, приводную распределительную шестерню коленчатого вала — из стали. Зубья у шестерен косые, что вызывает осевое перемещение вала. Для предупреждения осевого смещения предусмотрен упорный фланец, который закреплен на блоке цилиндров между торцом передней опорной шейки вала и ступицей распределительной шестерни. В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала. Это возможно, если распределительный вал за это время сделает в два раза меньшее число оборотов. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала. Для правильной работы двигателя кривошипы коленчатого вала и кулачки распределительного вала должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга их производится также по меткам.

Толкатели передают усилие от кулачков распределительного вала к штангам. Изготовляют их из чугуна и стали. Толкатели бывают цилиндрическими, грибовидными или роликовыми и имеют сферические

углубления, в которые входят нижние концы штанг. Перемещаются толкатели в направляющих, выполненных в блоке цилиндров, либо в прикрепленных к нему специальных корпусах. Для предотвращения неравномерности износа их рабочих поверхностей толкатели все время провертываются вокруг своих осей засчет выпуклой поверхности их нижней головки и скошенной поверхности кулачка распределительного вала.

Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам и выполняются в виде полых цилиндрических стержней из стали с закаленными наконечниками или в виде дюралюминиевых трубок с запрессованными с обеих сторон сферическими стальными наконечниками. Штанга упирается с одной стороны в углубление толкателя, а с другой — в сферическую поверхность регулировочного винта коромысла.

Коромыслопередает усилие от штанги к клапану. Выполняют его в виде двуплечего рычага, посаженного на ось. Плечо коромысла со стороны клапана длиннее, чем со стороны штанги-толкателя, что позволяет уменьшить высоту подъема штанги толкателя. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт с контргайкой для установки теплового зазора в клапанном механизме. Для уменьшения трения коромысла об ось в отверстие запрессовывается бронзовая втулка. Устанавливают коромысла на полых стальных осях, которые бывают общими для всех цилиндров или изготовляются отдельно для каждого цилиндра. Оси закрепляются в стойках на головке цилиндров двигателя. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрических пружин.

Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршня в цилиндре и от порядка работы двигателя. Клапан состоит из тарельчатой плоской головки и стержня. Головка имеет узкую рабочую кромку —фаску, скошенную под углом 45 или 30°. Диаметр головки впускного клапана больше, чем выпускного, что обеспечивает более быстрое заполнение камеры сгорания цилиндра зарядом горючей смеси. Впускные клапаны изготовляют из хромистой стали; выпускные клапаны или их головки — из жаростойкой стали. Седла клапанов запрессованы в головку или блок цилиндров и изготовляются из жаропрочного чугуна. Клапан к седлу прижимается одной или двумя клапанными пружинами (в последнем случае пружины должны иметь различное направление витков с целью гашения колебаний.Стержень клапана цилиндрический и в верхней части имеет выточку для фиксации деталей крепления клапанной пружины. Стержни клапанов перемещаются по чугунным или металлокерамическим направляющим втулкам, запрессованным в головку цилиндров двигателя. Для предотвращения попадания масла в камеру сгорания цилиндра по зазору между стержнем клапана и его направляющей втулкой ставят уплотнение из масло-бензостойкой резины в виде колпачка или сальника.