Реферат: Двигатель ЗиЛ-130

Газораспределительный механизм с верхним располо­жением клапанов дает возможность улучшить форму ка­меры сгорания, наполнение цилиндров и условия сгора­ния рабочей смеси. Лучшая форма камеры сгорания позволяет повысить также степень сжатия, мощность и экономичность двигателя.

Распределительный вал (см. рис. 5) служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя.

Распределительные вал отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Устанавливают его в отверстия стенок и ребрах картера. Для этой цели на валу имеются цилиндрические шлифованные опорные  шейки. Для уменьшения трения между шейками вала и опорами в отверстия запрессовывают втулки, внутрен­няя поверхность которых покрыта антифрикционным слоем.

На валу, помимо опорных шеек, имеются кулачки — по два на каждый цилиндр, шестерня для привода мас­ляного насоса и прерывателя-распределителя и эксцентрик для привода топливного насоса.

От переднего торца распределительных валов двига­теля ЗИЛ-130 приводится в действие датчик пневмоцентробежного ограничителя частоты вращения ко­ленчатого вала двигателя. Трущиеся поверхности распре­делительного вала для уменьшения износа подвергнуты закалке с помощью нагрева током высокой частоты.

Привод распределительного вала от коленчатого вала осуществляется при помощи шестеренчатой передачи. Для этой цели на переднем торце коленчатого вала насажена стальная шестерня, а на переднем конце распределитель­ного вала —  чугунная шестерня. Распре­делительная шестерня от провертывания на валу удер­живается шпонкой и закреп­ляется шайбой и болтом, за­вернутым в торец вала. Обе распределительные шестерни имеют косые зубья, вызыва­ющие при вращении вала его осевое смещение.

Для предупреждения осе­вого смещения вала при ра­боте двигателя между шестер­ней и передней опорной шей­кой вала установлен фланец, который закреплен двумя болтами к передней стенке блока цилиндров (рис. 6). Внутри фланца на носке вала установлено распорное кольцо, толщина которого несколько больше толщины флан­ца, в результате чего достигается небольшое осевое сме­щение распределительного вала. В четырехтактных двигателях рабочий процесс проис­ходит за четыре хода поршня или два оборота коленча­того вала, т. е. за это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого ци­линдра, а это возможно если число оборотов распредели­тельного вала будет в 2 раза меньше числа оборотов колен­чатого вала, поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в 2 раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.

Клапаны в цилиндрах двигателя должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень двигается от в. м. т. к  н. м. т., впускной клапан должен быть открыт, а при такте сжатия, рас­ширения (рабочего хода) и выпуска закрыт. Чтобы обеспечить такую зависи­мость, на шестернях га­зораспределительного механизма делают мет­ки: на зубе шестерни коленчатого вала и меж­ду двумя зубьями ше­стерни распределитель­ного вала (рис. 7). При сборке двигателя эти метки должны совпа­дать.

Толкатели предна­значены для передачи усилия от кулачков распределительного ва­ла к штангам.

Штанги передают усилие от толкателей к коромыс­лам и выполнены в виде стальных стержней с закален­ными наконечниками (ЗИЛ-130)

Коромысла передают усилие от  штанги к клапану. Изго­товляют их из стали в виде двуплечего рычага, посажен­ного на ось. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. Полая ось закреплена в стойках на головке цилиндров. От продоль­ного перемещения коромысло удерживается сферической пружиной. На двигателях ЗИЛ-130 коро­мысла не равноплечие. В короткое плечо завернут регули­ровочный винт с контргайкой, упирающийся в сфериче­скую поверхность наконечника штанги.

Клапаны служат для периодического открытия и за­крытия отверстий впускных и выпускных каналов в за­висимости от положения поршней в цилиндре и от порядка работы двигателя.

В  двигателе ЗиЛ-130 впускные и выпускные ка­налы выполнены в головках цилиндров и заканчиваются вставными гнездами из жаропрочного чугуна.

Клапан (рис. 8) состоит из головки и стержня. Го­ловка имеет узкую, скошенную под углом 45 или 30° кромку (рабочая поверхность), называемую фаской. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла, для чего эти поверхности взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют не­одинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного кла­пана делают большим, чем диаметр выпускного.

-Система охлаждения:

Необходимость системы охлаждения вызывается тем, что детали двигателя, соприкасающиеся с раскаленными газами, при работе сильно нагреваются. Если не охлаждать внутренних деталей двига­теля, то вследствие перегрева может произойти выгорание слоя смазки между деталями и заедание их. Нельзя допускать и переохлаждения двигателя, так как при этом увеличиваются тепловые потери и уменьшается количество полезно используемого тепла, возрастают потери на трение вследствие загустевания смазки, ухудшаются условия смесеобразования, снижается мощность и  ухудшается экономичность. Нормальный тепловой режим работы двигателя должен быть в пределах 80—90 °С.

На  двигателе ЗиЛ-130 применяют систему жидко­стного охлаждения с принудительной циркуляцией жидко­сти. В качестве теплоносителя применяют воду или спе­циальные незамерзающие смеси — антифризы или тосолы.

К системе жидкостного охлаждения (рис. 9) отно­сятся: полость охлаждения блока и головок цилиндров, радиатор, водяной насос, вентилятор, жалюзи, термостат, водораспределительная труба, патрубки, шланги, сливные краники.

Охлаждающая жидкость, находящаяся в полости охла­ждения, нагреваясь за счет тепла, образующегося в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в полость охлаждения. Принудитель­ная циркуляция жидкости в системе обеспечивается водя­ным насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет ин­тенсивного обдува радиатора воздухом.

Отдельные детали системы охлаждения соединены трубками и прорезиненными шлангами. Степень охла­ждения регулируется при помощи термостата, жалюзи. Жидкость в систему охлаждения заливают через гор­ловину радиатора или расширительного бачка. Вмести­мость системы охлаждения двигателя автомобиля ЗиЛ-130 —26л. Охлаждающую жидкость выпускают через краники или отверстия, закрываемые резьбовыми коническими пробками, расположенными в нижнем патрубке блока цилиндров и пусковом подогревателе.

Радиатор отдает воздуху тепло от охлаждающей жидко­сти. Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления (рис. 10). Сердцевина радиатора выполнена из отдельных вертикальных трубок, между которыми находятся поперечные горизонтальные пла­стины, придающие радиатору жесткость и увеличивающие поверхность охлаждения. Трубки сердцевины радиатора впаяны в верхний и нижний бачки.

Верхний бачок радиатора автомобиля ЗиЛ-130  имеет горловину с пробкой и пароотводную трубку. На автомобиле ЗиЛ-130 и в нем установлен датчик указателя перегрева двигателя. Верхний бачок соединен прорезиненным шлан­гом с полостью охлаж­дения двигателя. Ниж­ний имеет кран для выпуска охлаждающей жидкости и патрубок для соединения с во­дяным насосом.

Для повышения тем­пературы   кипения охлаждающей жидкости и тем самым поддержа­ния наиболее выгодного температурного режима на изучаемых двигате­лях применена закры­тая система охлажде­ния, у которой радиатор непосредственно не сое­динен с атмосферой. В таких системах пробка радиатора плотно за­крывает горловину. В пробке имеются два клапана — паровой и воздушный.

Паровой клапан пробки радиатора (рис. 11, а) до­пускает повышение давления в системе охлаждения на 0,028 ... 0,10 МПа выше атмосферного, в результате чего уменьшаются потери охлаждающей жидкости от испаре­ния, а температура кипения охлаждающей жидкости по­вышается и составляет 108 °С ... 119°С. При повышении давления в системе свыше расчетного клапан автомати­чески открывается.

После охлаждения нагретого двигателя возникает опасность сдавливания трубок радиатора в результате создавшегося разрежения. Для предотвращения этого явления служит воздушный клапан пробки радиатора (рис. 11, б), который, открываясь при разрежении 0,001 ... 0,013 МПа, пропускает внутрь его воздух.

Жалюзи служат для регулирования интенсивности обдува радиатора встречным потоком воздуха. Они состоят из отдельных пластин, укрепленных шарнирно впереди радиатора (см. рис. 9). Управляют жалюзи рукояткой, выведенной в кабину. При затягивании рукоятки пласти­ны, поворачиваясь на шарнирах, уменьшают встречный поток воздуха, поступающий к радиатору.

 Водяной насос. Принудительная циркуляция жидко­сти в системе охлаждения создается водяным насосом цент­робежного типа. Насос установлен в передней части блока цилиндров и состоит из корпуса, вала с крыльчаткой и самоуплотняющегося сальника (рис. 12). Под действием центробежной силы, возникающей при вращении крыльчатки, охлаждающая жидкость из нижнего бачка радиа­тора поступает к центру корпуса насоса и отбрасывается к его наружным стенкам. Из отверстия в стенке корпуса насоса охлаждающая жидкость попадает в полость охла­ждения блока цилиндров. Вытеканию охлаждающей жид­кости между корпусом насоса и блоком препятствует про­кладка, а в месте выхода вала — самоуплотняющийся сальник, состоящий из резиновой манжеты, металлической обоймы, пружины и шайбы.

Вентилятор. Для усиления потока воздуха, проходя­щего через сердцевину радиатора, служит вентилятор. Его обычно монтируют на одном валу с водяным насосом. Он состоит из крыльчатки с четырьмя или шестью лопа­стями, привернутыми к ступице. Вал вентилятора одно­временно является валом водяного насоса и установлен в его корпусе на шариковых подшипниках.

Привод водяного насоса и вентилятора осуществляется от шкива коленчатого вала клиновидным ремнем.

В двигателе ЗиЛ-130 ремень охватывает также шкив насоса гидроусилителя рулевого управления.

Термостат. В период пуска двигателя для уменьше­ния износа желательно возможно быстрее прогреть его до температуры 80 ... 90 °С и при дальнейшей эксплуатации поддерживать эту температуру.

Для этой цели служит термостат, его устанавливают в патрубке полости впускного трубопровода.

Термостат (рис. 13) состоит из корпуса, гофрирован­ного латунного цилиндра, штока и двойного клапана. Внутрь гофрированного латунного цилиндра налита жид­кость, температура кипения которой 70...75°С. Когда двигатель не прогрет, клапан термостата закрыт (см. рис. 13, а), и циркуляция происходит по малому кольцу: водяной насос — полость охлаждения — термостат— перепускной шланг — насос.

В системе охлаждения двигателя ЗИЛ-130 в период прогрева циркуляция осуществляется через полость ох­лаждения компрессора пневматического привода тормо­зов, минуя радиатор.

При нагреве охлаждающей жидкости до 70... 75 °С в гофрированном цилиндре термостата жидкость начинает испаряться, давление повышается, цилиндр, разжимаясь, перемещает шток и, поднимая клапан (см. рис. 13, б), открывает путь для жидкости через радиатор. Когда температура жидкости в системе охлаждения достигнет 90 °С, клапан термостата полностью открывается, одно­временно скошенной кромкой закрывая выход жидкости в малое кольцо и циркуляция происходит по большому кольцу: насос—полость охлаждения—термостат—верх­ний бачок радиатора—сердцевина — нижний бачок радиа­тора—насос.

В системе охлаждения двигателя ЗИЛ-130 при полно­стью открытом клапане термостата циркуляция одновре­менно происходит через радиатор и полость охлаждения компрессора.

Такой термостат состоит из корпуса, внутри которого помещен медный баллон, заполняемый массой, состоящей из мед­ного порошка, смешанного с церезином (нефтяной воск). Баллон сверху закрыт крышкой. Между баллоном и кры­шкой расположена резиновая диафрагма, сверху которой установлен шток, упирающийся в серьгу, закрепленную при помощи оси на клапане.

 Контроль за темпе­ратурой охлаждающей жидкости осуществляется по ука­зателю температуры и при помощи лампы сигнализатора перегрева двигателя на щитке приборов.

Управление сигнальной лампой и указателем осущест­вляют датчики, ввернутые в верхний бачок радиатора и в полость охлаждения головки цилиндра.

Качество воды, применяемой для системы охлаждения двигателя, имеет не меньшее значение для долговечности и надежности его работы, чем качество топлива и смазочных материалов. Применение воды необходимого качества является одним из основных условий правильного ухода за двигателем, его выполнение предупреждает образование накипи и коррозию полости охлаждения, которые могут привести к серьезным неисправностям.

В систему охлаждения двигателя необходимо заливать чистую «мягкую» воду, лучше всего дождевую или сне­говую. Совершенно недопустимо применение артезиан­ской, ключевой или морской воды. Пресную речную и озер­ную воду для снижения «жесткости» необходимо кипятить и перед заливкой в систему охлаждения фильтровать через пять-шесть слоев марли. Использование артезианской и ключевой воды допускается только после предварительной ее обработки ионитовыми фильтрами. Воду из системы охлаждения после слива следует собирать и использовать вновь. Частая замена воды в системе охлаждения усиливает коррозию и образование накипи.

При температуре воздуха ниже О °С в систему охла­ждения вместо воды рекомендуется заливать жидкости с низкими температурами замерзания — антифризы, а также жидкость ТосолА-40.

Антифриз выпускают двух марок 40 и 65. Он пред­ставляет собой смесь этиленгликоля и воды. Антифриз марки 40 (светло-желтого цвета) предназначен для авто­мобилей, эксплуатируемых в районах с умеренно низкой 44

температурой в зимнее время, он замерзает при температуре -40 °С. Антифриз марки 65 (оранжевого цвета) применяют для автомобилей, работающих в условиях низкой температуры, он замерзает при температуре -65 °С. Водный раствор жидкости Тосол-А в зависимости от концентрации замерзает при температуре -40 °С. Антифриз ядовит, при попадании в организм человека он может вызвать тяжелые отравления.

Пусковые подогреватели. Пуск двигателя при низкой температуре окружающего воздуха затруднен. Для про­грева двигателя применяют пусковой подогреватель. На автомобиле ЗИЛ-130 подогреватель состоит из котла с направляющим патрубком, электровентилятора, топлив­ного бачка, электромагнитного запорного клапана, пульта управления, наливной воронки, патрубков, соединитель­ных трубок и шлангов

   (рис. 14).

Котел подогревателя постоянно соединен с системой охлаждения двигателя. Топливный бачок заполняют топ­ливом, применяемым для двигателя. Топливо самотеком поступает в камеру сгорания котла через электромагнит­ный запорный клапан. Воздух в камеру сгорания подается электровентилятором. Первоначальное зажигание горю­чей смеси осуществляется свечой накаливания, а дальней­шее горение — от ранее зажженного пламени. Отработав­шие газы направляются патрубком на поддон для подогрева масла. Включатели свечи зажигания, вентилятора и элект­ромагнитного клапана и контрольная спираль находятся на пульте управления.

-Система смазки:

Между отдельными деталями двигателя, поверхности ко­торых перемещаются одна относительно другой, возникает сила называемая силой терния. На преодоление сил трения затрачи­вается часть мощности двигателя; помимо этого трение при­водит к износу деталей и их нагреву. Уменьшение сил трения достигается улучшением качества обработки повер­хности, применением антифрикционных сплавов, шари­ковых и роликовых подшипников. Одним из наиболее эффективных способов уменьшения сил трения является смазка. Смазка, находящаяся между трущимися поверх­ностями, разделяет их, заменяя непосредственное трение деталей трением слоев смазки между собой. Помимо этого, масло охлаждает смазываемые детали и уносит твердые частицы, попавшие между ними.

В зависимости от размещения и условий работы дета­лей масло может подаваться под давлением, разбрызгива­нием и самотеком. В автомобильных двигателях применя­ются все три способа подвода масла, при этом к наиболее нагруженным деталям масло поступает под давлением, а к остальным — разбрызгиванием и самотеком.

Для хранения, подвода, очистки и охлаждения масла применяют ряд приборов, маслопроводов и каналов, об­разующих систему смазки (система смазки двигателя ЗиЛ-130 на рис. 15).

Схема системы смазки двигателя ЗИЛ-130 показана на рис. 15, а. Масло из поддона картера через маслоприемник засасывается в масляный насос. Нижняя секция масляного насоса подает масло к радиатору, а оттуда в поддон катера двигателя. Верхняя часть под давлением через канал в задней перегородке блока цилиндров подает масло для очистки в корпус масляного фильтра.

Из фильтра масло поступает в распределительную ка­меру, расположенную в задней перегородке блока ци­линдров, и далее в два продольных магистральных канала, выполненных в левом и правом рядах цилиндров. Из магистральных каналов масло под давлением подается к направляющим втулкам толкателей, к опорным шейкам распределительного вала — к шатунным подшипникам. Из переднего конца правого магистрального канала масло подается для смазки компрессора. В средней шейке распределительного вала выполнены отверстия, при совпаде­нии которых с отверстиями в блоке цилиндров (1 раз при каждом обороте распределительного вала) пульсирующая струя масла подается в каналы головки цилиндров. Из этих каналов через пазы на опорных поверхностях стоек, оси коромысел и зазоры между стенками отверстий и болтом, проходящим через стойки, масло поступает внутрь полых осей коромысел (рис. 15, б) и через отверстия в стенках осей к втулкам.

Из зазора между осью коромысел и отверстием в коро­мысле масло через канал, выполненный в коротком плече, поступает для смазки сферических опор штанг (рис. 15, в), а часть его попадает на стержни клапанов и механизмы их поворотов. В передней шейке распредели­тельного вала имеется канал для подачи масла под дав­лением к упорному фланцу. Остальные детали двигателя смазываются разбрызгиванием и самотеком.

На стенки цилиндров масло выбрызгивается из отверс­тий в теле шатунов в момент их совпадения с масляным каналом коленчатого вала (рис. 15, г). Масло, снима­емое со стенок цилиндров маслосъемным кольцом, через отверстия в канавке поршня отводится внутрь поршня и смазывает опоры поршневого пальца в бобышках поршня и верхней головке шатуна.

Распределительные шестерни смазываются маслом, по­ступающим самотеком по каналам для стока масла из головки цилиндров.

Масляный насос служит для создания необходимого давления в системе смазки. Насос (рис. 16) состоит из корпуса, внутри которого расположены одна или две пары шестерен. Одна из каждой пары шестерен насажена неподвижно на приводном валике, а другая свободно на оси. Приводной валик приводится в действие от косозубой шестерни на распределительном валу. При вращении шестерен насоса их зубья захватывают масло у входного отверстия, про­носят у стенок корпуса и выдавливают в выходное отвер­стие.

В двигателе ЗиЛ-130 верхняя секция насоса подает масло в систему смазки и фильтр центробежной очистки, нижняя — к масляному радиатору.

Как в двигателе ЗиЛ-130 масляный насос расположен снаружи двигателя. Масло поступает к масляному насосу через маслоприемник с сетчатым фильтром.

Масляные фильтры. Качество масла в двигателе не остается постоянным, так как масло засоряется мелкой металлической пылью, появляющейся в результате из­носа деталей, частицами нагара, образовывающегося в результате сгорания его на стенках цилиндров. При высо­кой температуре деталей масло коксуется, образуются смолы и лакообразные продукты. Все эти примеси явля­ются вредными и для их удаления применяют масляные фильтры.

На двигателях ЗиЛ-130  установлен фильтр центробежной очистки с реактивным приводом. Фильтр (рис. 17) со­стоит из корпуса с осью, где на подшипнике размещен - ротор с колпаком. Снизу ротора размещены два жиклера с отверстиями, направленными в разные стороны, и филь­трующая сетка. Колпак закреплен на оси ротора при помощи гайки и закрыт сверху неподвижным кожухом с барашковой гайкой. Ротор вращается под действием струй масла, выбрасываемого под давлением через два жиклера.

Масляный радиатор. В жаркое время года и при эксплуатации автомобиля в тяжелых дорожных условиях температура масла настолько повышается, что оно стано­вится очень жидким и давление в системе смазки падает.

Для охлаждения масла и предотвращения его раз­жижения в систему смазки двигателей включен масляный радиатор, который состоит из двух бачков и горизонталь­ных трубок, расположенных между ними. Для увеличе­ния поверхности охлаждения и повышения жесткости радиатора трубки скреплены металлическими ребрами. На автомобиле ЗИЛ-130 масляный радиатор выполнен в виде трубчатого змеевика с оребрением для увеличения поверхности теплоотдачи.

Масляный радиатор оказывает сравнительно неболь­шое сопротивление прохождению масла, в результате чего давление в системе может снизиться и подача масла к тру­щимся поверхностям уменьшится.

Для предотвращения этого явления масляный радиатор двигателя включается краном, перед которым установлен предохранительный клапан, перекрывающий доступ ма­сла в радиатор при понижении давления в системе ниже 0,1 МПа.

Маслопроводы выполнены в виде латунных или проре­зиненных трубок, соединяющих отдельные участки системы смазки и каналов, высверленных в блоке цилиндров, коленчатом валу, шатунах, осях коромысла, в коромыс­лах, корпусах фильтров и др.

Маслоналивные патрубки расположены сверху или сбоку двигателя и соединены с поддоном картера непо­средственно через маслоналивную трубку. Маслоналивные патрубки имеют воздушные фильтры.

Контроль за уровнем масла в двигателе осуществляют масломерной линейкой, имеющей отметки «О» и «Полно». Необходимо следить, чтобы уровень масла был у отметки «Полно».

Вентиляция картера двигателя, В картере работаю­щего двигателя через зазоры между зеркалом цилиндра и кольцами проникают пары топлива и отработавшие газы. Пары топлива конденсируются и разжижают смаз­ку, а отработавшие газы, содержащие в себе пары воды и сернистые соединения, также отрицательно влияют на качество масла и уменьшают срок его службы. Удаляют прорвавшиеся в картер пары топлива и газы при помощи системы вентиляции картера.

В двигателе ЗИЛ-130 применена принудительная вен­тиляция картера (рис. 18). Чистый воздух попадает в кар­тер двигателя через воздушный фильтр, объединенный с маслоналивным патрубком. Из патрубка воздух попадает в картер распределительных шестерен и в картер двига­теля. Отсасываемый воздух проходит через уловитель, где отделяются частицы масла, затем через клапан и трубку попадает в центральную часть впускного трубопро­вода.

При работе двигателя с прикрытым дросселем под действием большого разрежения во впускном трубопро­воде клапан поднимается, верхняя ступенчатая часть клапана входит в отверстие штуцера и уменьшает про­ходное сечение канала. Это сделано для того, чтобы умень­шить подсос постороннего воздуха и дать возможность двигателю устойчиво работать на холостом ходу. При работе с полностью открытым дросселем разрежение во впускном трубопроводе падает и клапан под действием собственного веса опускается вниз, открывая полностью проходное сечение канала.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5