Как же устроен двс

КАК РАБОТАЕТ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

В данном разделе рассматривается принцип работы двигателя внутреннего сгорания на примере одноцилиндрового бензинового мотора.

Главная часть двигателя внутреннего сгорания — это цилиндр с внутренней зеркальной поверхностью. Сверху на цилиндре установлена головка, которая является отдельной деталью и при необходимости снимается, например чтобы получить доступ к двигателю для проведения ремонтных работ (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Двигатель со снятой головкой блока цилиндров.

Внутри цилиндра находится поршень. Внешне он напоминает обычный стакан, который перевернут вверх дном (именно дно поршня является его рабочей поверхностью). В процессе работы двигателя поршень внутри цилиндра перемещается вертикально вверх- вниз с высокой интенсивностью.

Снаружи по окружности поршня в отдельных канавках расположены поршневые кольца. Поршень прилегает к внутренней поверхности цилиндра неплотно. Поршневые кольца, во-первых, препятствуют попаданию вниз газа, образующегося при работе двигателя, во- вторых, не пропускают моторное масло в камеру сгорания, которая находится над поршнем и расположена над верхней мертвой точкой (о том, что это такое, рассказывается далее).

Поршень закреплен на шатуне с помощью специальной детали, которая называется поршневым пальцем. В свою очередь, шатун закреплен на коленчатом валу двигателя, а точнее — на кривошипе коленчатого вала (рис. 1.3). При сгорании рабочей смеси образующиеся газы оказывают сильное давление на поршень, который начинает двигаться вниз и через шатун передает свою энергию на коленчатый вал, что в результате вынуждает его вращаться.

Рис. 1.3. Поршень с шатуном.

На конце коленчатого вала имеется тяжелый металлический диск с зубьями, который называется маховиком. Основная его задача — обеспечить вращение коленчатого вала по инерции, что необходимо для подготовительных тактов рабочего цикла (о том, что такое «такты» и «рабочий цикл», будет рассказано далее).

Горючая смесь поступает в камеру сгорания через впускной клапан, а после сгорания продукты горения, которые представляют собой выхлопные газы, выходят из камеры сгорания через выпускной клапан. Оба клапана открываются в тот момент, когда их толкает соответствующий кулачок распределительного вала. Как только кулачок отходит назад (это происходит очень быстро, так как распределительный вал вращается с высокой скоростью), клапаны вновь плотно закрываются: их возвращают в исходное положение мощные пружины.

Примечание.

Распределительный вал двигателя приводится в действие коленчатым валом.

Свеча вкручивается непосредственно в головку блока цилиндров: для этого специально предназначено отверстие с резьбой. Свеча является источником искры, которая проскакивает между ее электродами, от нее в камере сгорания воспламеняется рабочая смесь. На каждый цилиндр двигателя приходится одна свеча (следовательно, у четырехцилиндрового двигателя имеется четыре свечи, у восьми-цилиндрового — восемь и т. д.).

При движении вверх-вниз поршень поочередно достигает двух крайних положений — верхнего и нижнего: в них он максимально удален от центральной оси коленчатого вала. Верхнее крайнее положение поршня называется верхней мертвой точкой, а нижнее — нижней мертвой точкой (соответственно ВМТ и НМТ). Расстояние между ВМТ и НМТ называется ходом поршня.

Пространство, которое остается над поршнем при его нахождении в ВМТ, называется камерой сгорания. Именно здесь воспламеняется и сгорает рабочая смесь. При этом возникает своеобразный «мини-взрыв», который сопровождается резким и сильным повышением давления, под воздействием которого поршень начинает двигаться вниз. Как раз в этот момент тепловая энергия превращается в механическую. При вертикальном движении вниз поршень через шатун толкает коленчатый вал, заставляя его вращаться. Образовавшийся крутящий момент передается на ведущие колеса автомобиля, которые и приводят машину в движение.

Объем в промежутке между ВМТ и НМТ называется рабочим объемом цилиндра. Если суммировать объем камеры сгорания (как указывалось, так называется пространство над ВМТ) и рабочий объем цилиндра, получится полный объем цилиндра. Сумма полных объемов всех цилиндров называется рабочим объемом двигателя.

По такому принципу работает двигатель внутреннего сгорания современного автомобиля. Далее рассмотрено, что представляет собой рабочий цикл двигателя внутреннего сгорания.

Влияние угла опережения зажигания

Величину угла опережения зажигания фз устанавливают при конструировании двигателя. Оптимальное его значение указывают в руководстве по эксплуатации. Нарушение этого угла ведет к ухудшению процесса сгорания и снижению эксплуатационных показателей двигателя.

При уменьшении угла опережения (запаздывании зажигания) период задержки воспламенения увеличивается. В результате этого рабочая смесь сгорает после прохождения поршнем в.м.т., когда объем над ним увеличится. Это приводит к увеличению поверхности теплоотдачи и снижению вихревых движений в камере. Так, например, при оптимальном значении угла фз опережения зажигания, равном 27° до в.м.т., максимальное давление сгорания Pz равно 4 МПа и находится у в.м.т. По мере запаздывания зажигания, в нашем случае при фз = 0°, давление сгорания снижается до 2,6 МПа и смещается в сторону запаздывания.

Вследствие этого двигатель перегревается, а мощность и экономичность его снижаются. Оптимальное значение угла опережения зажигания для данного двигателя составляет 22° (кривая 5). При этом ф3 рабочая смесь хорошо подготовлена к сгоранию, вихревые движения обеспечивают перемешивание горючей смеси. Все это способствует наиболее полному сгоранию топлива вблизи в.м.т., когда объем камеры минимальный.

Система отключения части цилиндров (MDS)

Multi Displacement System

Система отключения части цилиндров (по-английски Multi-Displacement System или сокращённо MDS) впервые была установлена на автомобиле марки Jeep Grand Cherokee, который имеет двигатель HEMI, объёмом 5,7 литра. Назначение данной системы состоит в отключении половины цилиндров в ситуации, когда автомобиль некоторое время движется с постоянной скоростью или с небольшими плавными ускорениями. Конкретно система активируется при движении на скорости, превышающей 30 км/ч, когда частота вращения коленвала не более 3000 об/мин.

Использование системы MDS позволяет существенно повысить топливную экономичность автомобиля (её уровень зависит от конкретных условий движения, но составляет примерно 20 процентов). Думается, что опытные водители оценят сполна её преимущества. Переключение двигателя с работы на полную, то есть, например, с восьми цилиндров, к половинной мощности, когда остаются активными только четыре цилиндра, происходит практически мгновенно – для этой операции достаточно каких-то 40 миллисекунд, то есть 0,040 секунды. Причём оно происходит в полностью автоматическом режиме, без участия водителя. Больше того, ни он, ни тем более пассажиры не заметят этого переключения.

Также следует отметить, что подобная система повышает не только экономичность, но и экологичность автомобиля, поскольку выброс токсических веществ уменьшается пропорционально количеству отключаемых цилиндров.

Но, как и в любом техническом новшестве, есть у MDS и некоторые недостатки, к которым относятся, прежде всего, повышенные значения вибрации и шума. Да и двигатель при включенной системе MDS работает под дополнительными нагрузками, практически на износ

Это особенно важно, поскольку согласно статистике автомобили могут без серьёзных последствий работать под полной нагрузкой не более трети от общего времени работы. Иными словами, большую часть своего рабочего времени двигатель работает с далеко неполной нагрузкой, что, в свою очередь, вызывает значительные насосные потери, а это особенно актуально для моторов, оснащённых большим количеством цилиндров (а именно шесть, восемь и двенадцать цилиндров). Если мы имеем дело с двигателями с меньшим числом цилиндров, то двигатель после активации системы MDS начинает работать неравномерно

Если мы имеем дело с двигателями с меньшим числом цилиндров, то двигатель после активации системы MDS начинает работать неравномерно.

Технически система отключения части цилиндров реализуется путём отключения подачи топлива на часть цилиндров, которое выполняется закрытием соответствующих впускных и выпускных клапанов. Сегодня данная задача решается использованием электромагнитных форсунок, имеющих электронное управление. Вообще для реализации данного метода существует несколько технических решений, среди которых MDS является далеко не единственным вариантом. Кто-то для этого выключает коромысло, кто-то использует кулачки распредвала, делая их разной формы. На Jeep Grand Cherokee пошли своим путём, применяя для этого толкатель, имеющий специальную конструкцию.

Остановимся на этом толкателе поподробнее. Как уже было сказано, он имеет специальную конструкцию, которая обеспечивает разъединение распредвала и нужного клапана. В некоторый момент времени в толкатель подаётся специальное масло, выдавливающее соответствующий штифт – толкатель становится деактивированным. Давление этого масла регулируется при помощи электромагнитного клапана.

Напоследок отметим, в каких случаях может пригодиться частичное отключение цилиндров. В частности, такой подход нередко используется при диагностике двигателя. Понятно, что сама MDS решениям подобных задач не отвечает, но вариантом использования вполне является. Или, например, такая функция может быть полезной при возникновении тех или иных форс-мажорных обстоятельств.

Просмотров страницы: 112

Администратор сайта оставляет за собой право удаления и редактирования любых материалов, размещенных на сайте, без уведомлений и объяснения причин, включая: регистрации, объявления, сообщения, комментарии, фотографии, изображения и пр..

В раздел

Следующая статья >>

Принцип работы

Машина с ДВС (двигателем) должна ездить, а для этого ей необходимо совершить механическое усилие. Именно его и производит двигатель, который передает вращательную силу на колеса автомобиля. Те вращаются, и транспортное средство начинает движение. Это очень примитивное объяснение, которое позволит лишь отдаленно понять, что это такое – ДВС в машине. Главная цель двигателя – преобразование бензина (или дизельного топлива) в механическое движение. Сегодня самый простой способ заставить автомобиль двигаться – это сжечь топливо внутри мотора. Именно поэтому двигатель внутреннего сгорания получил соответствующее название. Все они работают по одинаковому общему принципу, хотя есть некоторые разновидности: дизельные, с карбюраторными или инжекторными системами питания и так далее.

Итак, принцип мы поняли: топливо сгорает, высвобождает при этом большие объемы энергии, которые толкают механизмы в двигателе, что приводит к вращению коленчатого вала. Усилия затем передаются на колеса, и машина начинает движение. 

Принцип работы четырехтактного двигателя

Такты четырехтактного двигателя

Четырехтактные двигатели используются во всех автомобилях, крупной технике, авиации

Это так называемый классический вид ДВС, которому конструкторы уделяют всё свое внимание. Условно работу каждого цилиндра в ЦПГ можно разделить на 4 этапа (такта)

Это впуск, сжатие, сгорание, выпуск. На видео, ниже, наглядно показано работу 4-тактного двигателя в 3Д анимации.

1. На такте впуска поршень в цилиндре движется вниз, от клапанов к нижней мертвой точке (НМТ). Когда он начинает опускаться, открывается впускной клапан и в цилиндр поступает топливно-воздушная смесь (или только воздух, если двигатель с непосредственным впрыском). При движении поршень сам «накачивает» нужный объем воздуха в камеру сгорания, если двигатель атмосферный, или воздух поступает под напором, если установлен турбонаддув.
2. Дойдя до нижней мертвой точки поршень начинает подниматься. При этом впускной клапан закрывается, и при движении поршень сжимает воздух с распыленным в нём топливом до критического давления.
3. Как только поршень условно доходит до верхней мертвой точки и компрессия становится максимальной, срабатывает свеча зажигания и топливо вспыхивает (дизтопливо зажигается при сжатии само, без искры). Микровзрыв от вспышки толкает поршень снова вниз, к НМТ.
4. И на четвертом такте открывается выпускной клапан. Поршень снова движется вверх, выдавливая из камеры сгорания выхлопные газы в выпускной коллектор.

Работа четырехтактного двигателя

По сути, полезной работы в двигателе только один такт из четырех, когда при сгорании топлива создается избыточное давление, толкающее поршень. Остальные три такта нужны как вспомогательные, которые не дают импульса к движению, но на них расходуется энергия.

При таких условиях двигатель мог бы остановиться, когда кривошипно-шатунный механизм (КШМ) приходит к энергетическому равновесию. Но чтобы этого не произошло, используется  большой маховик, соединенный с системой сцепления, и противовесы на коленвале, уравновешивающие нагрузки от работы поршней.

Принцип работы двухтактного двигателя

Такты двухтактного двигателя

Двухтактные двигатели используются не слишком широко. В основном это моторы скутеров и мопедов, легких моторных лодок, газонокосилок. Весь рабочий процесс такого двигателя можно разделить на два основных этапа:

1. В начале движения поршня снизу вверх (от нижней мертвой точки к верхней) в камеру сгорания поступает топливно-воздушная смесь. Поднимаясь, поршень сжимает ее до критической компрессии, и когда он находится в верхней мертвой точке, происходит поджиг.
2. Сгорая, топливо толкает поршень вниз, при этом одновременно открывается доступ к выпускному коллектору и продукты сгорания выходят из цилиндра. Как только поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ), повторяется первый такт – впуск и сжатие одновременно.

Работа двухтактного двигателя

Казалось бы, двухтактный двигатель должен быть вдвое эффективней четырехтактного, ведь здесь на полезное действие приходится половина работы. Но в реальности мощность двухтактного двигателя намного ниже, чем хотелось бы, и причина этого кроется в несовершенном механизме газораспределения.

При сгорании топлива часть энергии уходит в выпускной коллектор, не выполняя никакой работы кроме нагрева. В итоге, двухтактные двигатели применяются только в маломощном транспорте и требуют особых моторных масел.

Что такое ДВС и для чего он нужен

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на физическом эффекте теплового расширения газов, которое образуется в процессе сгорания топливовоздушной смеси (бензин + воздух) внутри цилиндров двигателя под давлением.

Такие двигатели в основном используются в автомобилях, и их назначение следующее: преобразование энергии сгорания топливной смеси в энергию вращательного движения для движения автомобиля.

КПД бензинового ДВС находится в пределах от 20 до 25%.

Формула расчета КПД:

η = АпQ1 = Q1 — Q2Q1×100% Ап —  полезная  работа Q1 —  кол-во  теплоты, полученное  от  нагревателя  Q2 — кол-во  теплоты,  отданное  холодильнику  Q1 — Q2 — кол-во  теплоты, которое пошло на совершение работы  

Система зажигания

Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать по их системе зажигания. Точка в цикле, в которой воспламеняется смесь топлива и окислителя, оказывает непосредственное влияние на эффективность и производительность ДВС. Для типичного 4-х тактного автомобильного двигателя горючая смесь должна достигать максимального давления, когда коленчатый вал находится под углом 90 градусов после ВМТ (верхней мертвой точки). Скорость фронта пламени напрямую зависит от степени сжатия, температуры топливной смеси и октанового или цетанового числа топлива. Современные системы зажигания предназначены для зажигания смеси в нужное время, чтобы гарантировать, что фронт пламени не соприкасается с нисходящей головкой поршня. Если передняя часть пламени соприкасается с поршнем, это приводит к розовому воздействию или ударам. Смеси Leaner и более низкие давления смеси сгорают медленнее, что требует более точного выбора времени зажигания. Сегодня большинство двигателей используют электрическую или компрессионную систему отопления для зажигания. Однако системы с открытым пламенем и горячими трубами использовались исторически.Никола Тесла получил один из первых патентов на систему механического зажигания с патентом США 609250 «Электрическое зажигание для газовых двигателей» 16 августа 1898 года.

Процесс зажигания двигателя

Снижение компрессии в ДСВ

После осмотра и диагностики мы установили, что в некоторых или во всех цилиндрах двигателя занижено или отсутствует давление сжатия. Если его снижение незначительно и укладывается в характеристики, рекомендованные изготовителем, мы можем продолжать эксплуатацию транспортного средства, но следует постепенно готовиться к ремонту силового агрегата. Если же показатели критичны, то вполне очевидно, что такая силовая установка не может эксплуатироваться и подлежит срочному ремонту.

В условиях гаража (самостоятельно) можно устранить только одну причину – появление нагара и коксования в компрессионных кольцах с последующим их залеганием. В остальных случаях требуется разборка мотора с дефектацией и заменой узлов.

Раскоксовка компрессионных колец

По рекомендации специалистов, перед раскоксовкой необходимо залить в каждый из проблемных цилиндров 7-9 см3 моторного масла, затем повторить замер давления сжатия. «Если ситуация с компрессионным давлением улучшилась, то кольца возможно раскоксовать. В противном случае следует искать другую возможность и обращаться к нам», – говорят сотрудники СТО.

Снятие нагара и кокса с поршневых колец не во всех случаях помогает восстановить желаемое давление. Но использовать этот метод стоит, поскольку он требует минимальных экономических затрат и небольшой потери времени.

Для удаления кокса и нагара с деталей ЦПГ следует:

• Приобрести в специализированном магазине оригинальную жидкость-очиститель;
• Выкрутить свечи зажигания у бензиновых и свечи накаливания у дизельных двигателей. Залить по 35-50 грамм очистителя в каждое отверстие;
• Не вкручивая свечи оставить автомобиль примерно на 12 часов в гараже;
• Движок нужно прокрутить при помощи стартера;
• Свечи проверяются, очищаются и монтируются на штатное место;
• Заводим и прогреваем автомобиль;
• На свободной трассе необходимо разогнать транспортное средство и проехать на повышенных оборотах 25-35 км

По приезду желательно повторить замеры. Если ничего не изменилось, значит процесс раскоксовки не привел к ожидаемым результатам. И следует готовиться к большому ремонту.

Также следует отметить, что некоторые автолюбители, стремясь избежать дорогостоящего ремонта, используют всевозможные присадки для восстановления деталей. По сути, в состав этих присадок входят те же компоненты, что и в средства для раскоксовки, но стоимость этих средств, по понятным причинам, гораздо выше.

Действительно оригинальные присадки содержат в своем составе ревитализанты металла – вещества, способные формировать защитный слой на поверхности сопрягаемых узлов.

Такой подход может значительно усложнить ремонт и увеличить стоимость и без того довольно дорогих комплектующих.

Предотвращение снижения давления сжатия

В этой статье мы постарались раскрыть тему, почему в двигателе нет компрессии, и как можно попытаться решить данную проблему. Поскольку еще не придуман мотор, который будет работать вечно, все его узлы со временем изнашиваются. Но увеличить время безаварийной и безремонтной эксплуатации техники вполне по силам.

Если автомобиль бесперебойно проработал отведенное заводом изготовителем количество часов, то его эксплуатация была правильной, и причиной неисправности стало время.

Но падение компрессии и преждевременный износ деталей, на «свежих» двигателях только на совести их владельцев.

Что необходимо предпринимать, чтобы увеличить надежность узлов автомобиля.

• Следить за качеством топлива, поскольку его загрязненность является основной причиной коксообразования в компрессионных поршневых кольцах с последующим залеганием колец.
• Использование не оригинального и не рекомендованного изготовителями моторного масла. Это приводит к усиленному износу пары гильза – поршневые кольца, поскольку кольца движутся по масляному клину, а его разрыв ведет к возникновению сухого трения.
• Перегрев ведет к выгоранию прокладки ГБЦ и к более серьезным последствиям, вплоть до разрушения двигателя. Поэтому необходим постоянный контроль над температурой охлаждения.
• Работа на высоких оборотах может привести к прогоранию выпускных клапанов. Поэтому следует рекомендовать более спокойное вождение.

Следуя этим несложным правилам, можно значительно увеличить срок службы силового агрегата автомобиля.

Что такое мертвые точки и такты ДВС

Количество этапов, входящих в один рабочий цикл ДВС (двигателя внутреннего сгорания), принято считать исходя из числа ходов поршня в цилиндре. Такие этапы получили название такты двигателя. Непосредственно ход поршня определяется его перемещением из одной крайней точки в другую. Они получили наименование мертвые, поскольку если в такой точке произойдет остановка поршня, он не сможет начать движение без внешнего воздействия. Простыми словами мертвые точки – это позиции, при которых движение в текущем направлении поршня прекращается и он начинает обратный ход.

Существуют две мертвые точки:

• Нижняя (НМТ) – положение, при котором расстояние между поршнем и осью вращения коленвала минимально.
• Верхняя (ВМТ) – положение, при котором цилиндр находится на максимальном удалении от оси вращения коленвала двигателя.

Существуют двигатели, рабочий цикл которых может состоять из двух, а также из четырех тактов. Исходя из этого их разделяют на двухтактные и четырехтактные моторы.

Турбореактивный двигатель

Турбореактивный двигатель работает по тому-же принципу что и ракетный, с той лишь особенностью, что необходимый для горения кислород он берет из атмосферы. По своей конструкции он наиболее эффективен на больших высотах с разряженным воздухом.

Момент схожести: топливо беспрерывно сгорает в камере сгорания как и в ракетном. Расширевшийся газ покидает камеру сгорания через сопла, образуя тягу в обратном направлении.

Отличия: На своем пути из сопла некоторое количество давления газа ипользуется, чтобы раскрутить турбину. Турбина — это серия винтов, соединенныходним валом. Между каждой парой винтов находится статор (направляющий аппарат компрессора). Этот аппарат помогает газу проходить через лопасти винтов более эффективно.

Перед двигателем турбинный вал раскручивает компрессор. Компрессор работает схоже с турбиной, только в обратную сторону. Его функцией является повышение давления воздуха, попадающего в двигатель. Турбина выталкивает воздух, а компрессор засасывает.

Особенности работы 4-х тактного двигателя

В двухтактном моторе смазывание поршневых и цилиндровых пальцев, коленвала, поршня, подшипника и компрессорных колец проводят, заливая масло в бензин.

Коленчатый вал четырёхтактного мотора располагается в масляной ванне, что является существенным отличием. Именно поэтому отсутствует необходимость смешивать топливо и добавлять масло. Все, что необходимо сделать владельцу автомобиля — наполнить бензином топливный бак.

Автовладельцу, таким образом, незачем приобретать специальное масло, без которого не может функционировать двухтактный мотор. Кроме того, при наличии четырехтактного мотора на поршневом зеркале и на стенах глушителя уменьшается количество нагара

Еще одно важное отличие — в двухтактном моторе в выхлопную трубу выплескивается горючая смесь, что обусловлено его устройством

Следует признать, что у четырехтактных двигателей также имеются небольшие недостатки. Например, у них не особо качественными являются рабочие моменты по регулированию теплового клапанного зазора.

Как все работает

У дизельного мотора при такте сжатия, когда поршень движется к ВМТ, объем в цилиндре быстро сокращается. В этот момент в камере сгорания находиться только воздух, он-то и сжимается, данный процесс называется тактом сжатия.

При подходе поршня к ВМТ, воздух сжимается на указанную в документации степень сжатия, в камеру сгорания под давлением подается топливо.

Смесь из топлива и воздуха из-за воздействия на нее высокого давления воспламеняется, значительно увеличивая давление внутри камеры, поршень в этот момент проходит ВМТ.

Образовавшееся в результате сгорания топливовоздушной смеси высокое давление начинает давить на днище поршня, заставляя его двигаться к НМТ.

Посредством шатуна поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение колен. вала.

В данном случае давление, возникшее в результате воспламенения смеси, заставляет двигаться поршень к НМТ называется рабочим ходом. Рабочий ход является одним из тактов работы цилиндро-поршневой группы.

При такте сжатия как раз и важна степень сжатия. Чем она выше, тем более легче воспламениться горючая смесь и в более полной мере она сгорит, обеспечив большее давление.

При хорошем показателе степени сжатия дизельный мотор будет обеспечивать больший выход мощности при меньшем количестве сгораемого топлива.

Сейчасчитают Угорание масла в двигателе или как уменьшить «масложор» мотора

1.5k

Что будет если перелить масло в двигатель

3.3k

Однако у дизельных силовых установок не зря имеется диапазон степени сжатия, за который выходить не рекомендуется.

Степень сжатия меньше 18:1 приводит к снижению мощностного показателя установки, при этом потребление топлива увеличивается.

Но и чрезмерная степень сжатия у мотора тоже сказывается нехорошо на двигателе, особенно дизельном. За счет увеличенных нагрузок, которые испытывают цилиндропоршневая группа, их ресурс очень быстро сокращается.

Увеличение сверх нормы степени сжатия может привести к прогоранию поршня, изгибу шатуна.

В некоторых случаях увеличение данного показателя приводит к взрыву силовой установки без возможности последующего восстановления.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Степень сжатия у водородных двигателей значительно больше

Задиры в головках блока цилиндров

В головках блока цилиндров (ГБЦ) принцип появления такой же, как и в КШМ – из-за падения давления масла в подшипниках скольжения возникает контакт металлов. Но ГБЦ наиболее удалены от масляного насоса, а значит давление масла в первую очередь падает именно там, и, соответственно, задиры появляются в первую очередь.

ГБЦ современного двигателя Audi/VW

Так выглядит ГБЦ современного, 4-ёхцилиндрового двигателя Audi/VW. Выпускной коллектор интегрирован в саму ГБЦ, чтобы уменьшить потери тепловой энергии (увеличить давление и скорость потока в выпускной системе).

ГБЦ в разборе

Первое место, где образуются задиры из-за падения давления масла или перегрева – это распредвалы (3 и 4) и пастели распредвалов (5 и 6). Они кладутся в ГБЦ (1) и накрываются крышкой (2).Кстати, про перегрев – даже при исправной подаче масла, при отсутствии должного охлаждения (например, утечка охлаждающей жидкости (антифриза, хладагента)) перегрев приведёт к разному искривлению ГБЦ и распредвалов, вследствие чего образуются задиры и в дальнейшем это приведёт к заклиниванию валов и обрыву привода ГРМ (цепи или ремня).Как это диагностируется? Без разбора – почти никак… Если работа без масла или в режиме перегрева была долгой, то через крышку маслозаливной горловины на кулачках распределительных валов будут видны задиры, а может быть даже изменение цвета металла.

Что такое поршень двигателя внутреннего сгорания автомобиля?

Устройство детали включает в себя три составляющие:

1. Днище.
2. Уплотняющая часть.
3. Юбка.

Указанные составляющие имеются как в цельнолитых поршнях (самый распространенный вариант), так и в составных деталях.

Днище

Днище — основная рабочая поверхность, поскольку она, стенки гильзы и головка блока формируют камеру сгорания, в которой и происходит сжигание топливной смеси.

Главный параметр днища — форма, которая зависит от типа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и его конструктивных особенностей.

В двухтактных двигателях применяются поршни, у которых днище сферической формы – выступ днища, это повышает эффективность наполнения камеры сгорания смесью и отвод отработанных газов.

В четырехтактных бензиновых моторах днище плоское или вогнутое. Дополнительно на поверхности  проделываются технические углубления – выемки под клапанные тарелки (устраняют вероятность столкновения поршня с клапаном), углубления для улучшения смесеобразования.

В дизельных моторах углубления в днище наиболее габаритны и имеют разную форму. Такие выемки называются поршневой камерой сгорания и предназначены они для создания завихрений при подаче воздуха и топлива в цилиндр, чтобы обеспечить лучшее смешивание.

Уплотняющая часть предназначена для установки специальных колец (компрессионных и маслосъемных), задача которых — устранять зазор между поршнем и стенкой гильзы, препятствуя прорыву рабочих газов в подпоршневое пространство и смазки – в камеру сгорания (эти факторы снижают КПД мотора). Это обеспечивает отвод тепла от поршня к гильзе.

Уплотняющая часть

Уплотняющая часть включает в себя проточки в цилиндрической поверхности поршня — канавки, расположенные за днищем, и перемычки между канавками. В двухтактных двигателях в проточки дополнительно помещены специальные вставки, в которые упираются замки колец. Эти вставки необходимы для исключения вероятности проворачивания колец и попадания их замков во впускные и выпускные окна, что может стать  причиной их разрушения. Перемычка от кромки днища и до первого кольца именуется жаровым поясом. Этот пояс воспринимает на себя наибольшее температурное воздействие, поэтому высота его подбирается, исходя из рабочих условий, создаваемых внутри камеры сгорания, и материала изготовления поршня.

Число канавок, проделанных на уплотняющей части, соответствует количеству поршневых колец (а их может использоваться 2 — 6). Наиболее же распространена конструкция с тремя кольцами — двумя компрессионными и одним маслосъемным.

В канавке под маслосъемное кольцо проделываются отверстия для стека масла, которое снимается кольцом со стенки гильзы.

Вместе с днищем уплотнительная часть формирует головку поршня.

Вас также заинтересует:

• Кривошипно-шатунный механизм двигателя внутреннего сгорания
• Что такое компрессия и степень сжатия двигателя
• Датчик положения распределительного вала: признаки неисправности

Юбка

Юбка выполняет роль направляющей для поршня, не давая ему изменить положение относительно цилиндра и обеспечивая только возвратно-поступательное движение детали. Благодаря этой составляющей осуществляется подвижное соединение поршня с шатуном.

Для соединения в юбке проделаны отверстия для установки поршневого пальца. Чтобы повысить прочность в месте контакта пальца, с внутренней стороны юбки изготовлены специальные массивные наплывы, именуемые бобышками.

Для фиксации пальца в поршне в установочных отверстиях под него предусмотрены проточки для стопорных колец.

Системы охлаждения цилиндров

Для отвода избыточного тепла от цилиндра двигателя предусмотрена система охлаждения, которая может быть либо воздушной, либо жидкостной.

Воздушное охлаждение

Цилиндры двигателя с воздушным охлаждением снаружи покрыты множеством ребер, которые обдуваются встречным или созданным искусственно посредством воздухозаборников потоком воздуха, отводящим тепло от цилиндра.

Причудливый рисунок на внутренней поверхности цилиндра называется хоном, потому что для его нанесения используется хонинговальный станок

Жидкостное охлаждение

При жидкостном (чаще называемом водяным) охлаждении цилиндры снаружи омываются циркулирующей в толще блока охлаждающей жидкостью. Нагретые цилиндры отдают часть тепла жидкости, которая в дальнейшем попадает в радиатор, охлаждается и вновь подается к цилиндрам.