Автомобильные двигатели: конструкция: Рабочая программа, задание на контрольную работу

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра автомобильного транспорта

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ: КОНСТРУКЦИЯ Рабочая программа Задание на контрольную работу

Факультет экономики, менеджмента и автомобильного транспорта Направления и специальности подготовки дипломированного специалиста: 653300 – эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования 150200 - автомобили и автомобильное хозяйство Специализация 150201 – техническая эксплуатация автомобилей 653400 – организация перевозок и управление на транспорте 240100.01 – организация перевозок и управление на транспорте (автомобильный транспорт) Специализация 240101.01 – организация перевозок 060800 - экономика и управление на предприятии автомобильного транспорта Направления подготовки бакалавра: 551400 – наземные транспортные системы 521500 - менеджмент Санкт - Петербург 2004

Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 629.113(07) Автомобильные двигатели: конструкция: Рабочая программа, задание на контрольную работу. - СПб.: СЗТУ, 2004г.,- 14с. Рабочая программа разработана в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 653300, 653400 (специальности 150200, 240100.01, специализации 150201, 240101.01), 060800 и направлению подготовки бакалавра 551400, 521500. Приведена рабочая программа дисциплины, представлены варианты заданий на контрольную работу и вопросы для самопроверки. Рабочая программа охватывает основные разделы, касающиеся конструкции и общего устройства автомобильных двигателей; назначения и принципов действия основных узлов, систем и механизмов, а также их взаимосвязи при работе двигателя. В число тем, подлежащих изучению, включены: классификация, принципы работы, параметры, системы, узлы и механизмы автомобильных двигателей. Рассмотрено на заседании кафедры автомобильного транспорта СЗТУ 3 июня 2003г., одобрено методической комиссией факультета экономики, менеджмента и автомобильного транспорта 23 июня 2003г.

Рецензенты: кафедра автомобильного транспорта СЗТУ (зав. каф. А.Б. Егоров, канд. техн. наук, доц.); О.В. Гладков, канд. техн. наук, доц. кафедры технической эксплуатации и ремонта автомобилей АДИ и СПб ГАСУ. Составители: Ю.И. Сенников, канд. техн. наук, доц.; В.А. Алексеев, канд. техн. наук, проф.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2004

ПРЕДИСЛОВИЕ Основной целью дисциплины «Автомобильные двигатели: конструкция» является изучение общего устройства, назначения, принципа действия механизмов, систем и агрегатов современных двигателей. В результате изучения дисциплины студент должен знать: Общее устройство, схемы компоновки, типовые конструкции и системы современных автомобильных двигателей, а также их взаимодействие; понимать: требования, предъявляемые к основным агрегатам двигателей, преимущества и недостатки типовых схем двигателей и их систем; уметь: самостоятельно оценивать их эксплуатационные свойства и технический уровень; получить навыки: по сборке, разборке и регулированию отдельных узлов и систем двигателей. Связь дисциплины с другими дисциплинами. Изучение дисциплины «Автомобильные двигатели: конструкция» базируется на знаниях, полученных студентами при изучении общенаучных и общетехнических дисциплин («Физика», «Теоретическая механика», «Теория машин и механизмов», «Теплотехника»). Знания, полученные при изучении дисциплины, используются в дисциплинах «Автомобильные двигатели: рабочие процессы», «Транспортная энергетика», «Автомобили: эксплуатационные свойства» и др. и способствуют формированию специалиста автомобильного транспорта.

3

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Рабочая программа (объем курса 150 ч.) Введение [1], c.5…11 Назначение двигателя и его роль в формировании эксплуатационных характеристик автомобиля. Типы автомобильных двигателей, их классификация. Автомобильный двигатель как потребитель дефицитных ресурсов, источник загрязнения окружающей среды, шума и вибрации. Основные направления развития автомобильных двигателей по совершенствованию эксплуатационных свойств и повышению экологической безопасности. Предмет, задачи и структура дисциплины, ее назначение в подготовке и практической деятельности инженера автомобильного транспорта. Связь дисциплины с другими дисциплинами, методика ее изучения и овладения практическими навыками.

1.1.1. Принцип работы двигателя, основные понятия и определения [1], с.12...23; или [2], с.7...13; 19...26, 41…43, 324…337 Общее устройство автомобильных двигателей. Механизмы и системы поршневых двигателей. Рабочий цикл 4-х тактных карбюраторного и дизельного двигателей. Индикаторные диаграммы. Классификация двигателей по способу смесеобразования. Состав горючей смеси. Отличительные особенности смесеобразования в карбюраторных, дизельных и газовых двигателях. Понятие о коэффициенте избытка воздуха, литровая мощность двигателя. Смесеобразование в дизелях с неразделенными, полуразделенными и разделенными камерами сгорания. Основные понятия и определения характерных точек положения кривошипно-шатунного механизма и объемов цилиндра. Понятие о степени сжатия двигателя. Общая компоновка двигателя с использованием безразмерных конструктивных параметров S/D и R/L.

1.1.2. Параметры, характеризующие двигатель [1], с.12...23; [4], или [2], с.32...37 Индикаторные и эффективные показатели. Среднее индикаторное и эффективное давление. Механические потери. Индикаторный, механический и 4

эффективный коэффициенты полезного действия. Параметры современных поршневых двигателей. Скоростные, нагрузочные и внешние характеристики карбюраторных и дизельных двигателей. Коэффициенты приспосабливаемости.

1.1.3. Конструктивные формы и остов автомобильных двигателей [2], с.44...63 Основные конструктивные формы двигателей, определенные компоновочными условиями на автомобиле. Вертикальное, горизонтальное (рядное), V–образное расположение цилиндров. Преимущества V–образных двигателей. Назначение и устройство основных конструктивных элементов остова двигателя: картера (блок-картера), цилиндров (жидкостного и воздушного охлаждения), головок цилиндров, коренных подшипников. Соединение и стыковка элементов остова двигателя. Материалы деталей остова двигателей.

1.1.4. Кривошипно-шатунный механизм [1], с.23...30; или [2], с.63...103 Назначение, схемы компоновок и конструкции основных деталей механизма (поршней и его элементов, шатунов, коленчатых валов, маховиков, демпферов, антивибраторов). Условия работы. Отличительные особенности конструкции поршней карбюраторных и дизельных двигателей. Охлаждение поршней форсированных двигателей. Порядок работы многоцилиндровых двигателей. Материалы деталей кривошипно-шатунного механизма. Требования к качеству изготовления деталей.

1.1.5. Механизм газораспределения [1], с.30...36, или [2], с.104…132 Назначение, схемы компоновок, принцип действия клапанного механизма газораспределения. Конструкции механизмов с верхним и нижним расположением распределительных валов, подвесным и боковым расположением клапанов. Условия работы и привод. Фазы газораспределения. Регулировка газораспределительного механизма. Понятие «время-сечение». Материалы деталей механизма газораспределения.

1.1.6. Система смазки [1], с.36...41, или [2], с.132…149 5

Назначение системы смазки. Структурные схемы систем смазки. Конструкция и работа приборов систем смазки: фильтров, насосов, радиаторов. Способы подачи масла к трущимся поверхностям. Контроль и регулирование давления масла и температуры в системе. Назначение и принцип действия системы вентиляции картера.

1.1.7. Система охлаждения [1], с.42...48, или[2], с.149...169 Назначение и типы систем охлаждения. Жидкостная система охлаждения. Устройство радиатора, водяного насоса, вентилятора. Контрольные приборы системы охлаждения. Контроль за температурой и поддержание оптимального теплового режима двигателя. Термостаты. Схемы, основные элементы и устройства системы воздушного охлаждения.

1.1.8. Система питания карбюраторного двигателя [1], с.48...66, 87…90 или [2], с.215...248 Назначение, схемы и приборы систем питания карбюраторных двигателей. Горючая смесь и влияние ее состава на работу двигателя. Простейший карбюратор и принцип его действия. Дозирующее устройство карбюратора. Экономайзеры. Система холостого хода. Назначение, устройство и работа ограничителей максимальной частоты вращения коленчатого вала. Ускорительный насос. Конструкции и работа приборов системы питания карбюраторных двигателей. Понятие о системе зажигания.

1.1.9. Система питания дизеля [1], с.66...71, или [2], с.169...174, 184…215 Назначение, схемы и приборы систем питания дизельных двигателей. Принцип действия и устройство топливного насоса высокого давления. Регулирование момента и цикловой подачи топлива. Устройство и работа форсунок. Регулирование давления впрыска. Требования к фильтрации топлива, устройство фильтров и подкачивающих насосов. Назначение, устройство и работа всережимного регулятора частоты вращения вала.

1.1.10. Системы питания газовых двигателей [1], с.71…73, или [2], с.249…258

6

Назначение, схемы и приборы систем питания газовых двигателей. Конструкции и работа приборов системы питания: редуктора, испарителя, подогревателя, карбюратора-смесителя. Перевод двигателя на питание газообразным топливом. Проблемы перевода дизельных двигателей на питание газообразным топливом. Характеристика сжимаемых и сжижаемых газов. Система заправки автомобилей газообразным топливом.

1.1.11. Системы впуска и выпуска. Система запуска двигателя [1], с.96...99, [2], с.174...184, 285…294 Назначение систем впуска и выпуска автомобильных двигателей и предъявляемые к ним требования. Устройство коллекторов, глушителей шума, воздухофильтров. Понятие о наддуве двигателя. Назначение, устройство и принцип работы турбокомпрессоров. Назначение, устройство и принцип работы системы запуска.

1.1.12. Повышение экономичности и снижение токсичности двигателей [2], с.284...314 Методы повышения экономичности двигателей. Влияние конструктивных параметров и эксплуатационных факторов на расход топлива. Альтернативные топлива. Методы и устройства снижения токсичности отработавших газов. Токсичность отработавших газов карбюраторных, дизельных и газовых двигателей. Альтернативные двигатели.

7

1.2. Тематический план лекций для студентов очнозаочной формы обучения 060800

150200, 240100

4

4

1. Введение. Классификация и принцип работы автомобильных двигателей. Рабочий цикл карбюраторного и дизельного двигателей. Состав горючей смеси. Смесеобразование в карбюраторных и дизельных двигателях………… 2. Параметры, характеризующие двигатель. Индикаторные и эффективные показатели. Характеристики двигателей………………………. 3. Конструктивные формы и компоновка двигателя. Назначение, устройство и требования к корпусу двигателя. Кривошипно-шатунный механизм…… 4. Механизм газораспределения. Системы смазки и охлаждения…………………………………………. 5. Системы питания карбюраторных, дизельных и газовых двигателей. Повышение экономичности и снижения токсичности двигателей……………….. Итого:

4 4

4

4

4

4

4

20 часов

16 часов

1.3. Практическая работа для студентов очно-заочной формы обучения спец. 060800 (4 часа) Регулировка механизма газораспределения двигателя.

1.4. Примерный перечень лабораторных работ (12 часов) 1. Кривошипно-шатунный механизм. Определение степени сжатия двигателя ................................................................................. 4часа 2. Газораспределительный механизм. Построение круговой диаграммы газораспределения двигателя........................ 4часа 3. Система питания карбюраторного двигателя и дизеля.................... 4часа

8

2. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основной: 1. Автомобиль: Основы конструкции: Учеб. пособие/ Под ред. Н.Н. Вишнякова. – М.: Машиностроение, 1986. 2. Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Конструкция автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие. – М.: Высшая школа,1986.

Дополнительный: 3. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: Учеб. пособие /Под ред. А.С. Орлина - М.: Машиностроение, 1980. 4. Михайловский Е.В. и др. Устройство автомобиля: Учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1987.

9

3. ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ По дисциплине «Автомобильные двигатели: конструкция» предусмотрено выполнение одной контрольной работы, состоящей из двух заданий. Задания на контрольную работу выбираются в соответствии с шифром студента из таблиц 1 и 2. Марка автомобиля выбирается по последней цифре шифра, исследуемый объект – по предпоследней. Выполнение заданий (описание систем, узлов и механизмов) рекомендуется в следующей последовательности: 1. Назначение. 2. Устройство (схемы конструкций, систем и механизмов). 3. Принцип работы. 4. Регулировки и основные неисправности. Особое внимание необходимо обратить на выполнение п.2 «Устройство» для заданной марки автомобиля. Причем не зачитываются схемы и конструкции, выполненные как копии (ксерокопии) из учебной литературы. В конце контрольной работы необходимо привести список используемой литературы. Таблица 1 Первое задание

10

Москвич2141

0

Система питания двигателя

ЗИЛ-130 Система питания двигателя

9 Схема охлаждения двигателя КрАЗ-257Б1

МАЗ-5432 Система охлаждения двигателя

ГАЗ-24

ГАЗ-53 Смазочная система двигателя

8

Схема вентиляции картера двигателя

ГАЗ-3102 Механизм газораспределения

Для карбюраторного двигателя – карбюратор, для КамАЗ-5320 дизельного – топливный насос высокого давления

ЗИЛ-4331 Кривошипно-шатунный механизм

3

ВАЗ-2108

2

Остов (корпус) двигателя

1

Варианты и исходные данные 4 5 6 7

11

ВАЗ-2110

ПАЗ-3205

Для карбюраторного двигателя – ограничитель максимальной частоты вращения, для дизельного двигателя – всережимный регулятор

ВАЗ-2105

Термостат и радиатор системы охлаждения

Воздушный фильтр

ГАЗ-66

Масляные фильтры

КамАЗ-5511

ГАЗ-24

Для карбюраторного двигателя – экономайзер, для дизельного двигателя - форсунка

3

Поршень и шатун

КамАЗ-5320

Клапаны механизма газораспределения

2

Москвич-2141

ВАЗ-2109

Коленчатый вал с маховиком

1

Топливные фильтры

ЗИЛ-130

Поршень и шатун

Таблица 2

Второе задание

Варианты и исходные данные 4 5 6 7 8 9 0

4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ 1. Из каких основных систем и механизмов состоит двигатель и каково их назначение? 2. Что такое индикаторная диаграмма двигателя? 3. В чем заключается разница в протекании рабочих процессов и индикаторных диаграмм карбюраторного и дизельного двигателей? 4. Что называется степенью сжатия двигателя? 5. Каким параметром характеризуется состав горючей смеси? 6. Что характеризуют среднее индикаторное и эффективное давления? 7. Какие потери в двигателе определяют индикаторный, механический и эффективный КПД? 8. Чем вызвано применение разнообразных конструктивных форм двигателей? 9. В чем преимущество V-образных двигателей? 10. В чем заключаются отличия поршней карбюраторных и дизельных двигателей? 11. Какие типы поршневых пальцев применяются в современных двигателях? 12. Каково назначение противовесов на коленчатых валах? 13. Что такое фазы газораспределения? 14. Для чего предназначен и как регулируется тепловой зазор механизма газораспределения? 15. Какими способами регулируется давление и температура в системе смазки? 16. Для каких целей применяется двухконтурная система охлаждения? 17. Какие типы охлаждающих жидкостей применяются в двигателях? 18. Каков оптимальный температурный режим двигателя? 19. Каково устройство и назначение термостата? 20. Для чего предназначены экономайзер и ускорительный насос карбюратора? 21. Как устроен простейший карбюратор? 22. Как устроен и работает топливный насос высокого давления дизелей? 23. Как регулируется давление впрыска? 24. Каковы требования к фильтрации топлива для дизелей? 25. Какие фильтры применяют для очистки воздуха? 26. С какой целью осуществляется наддув дизелей? 27. Какие источники энергии используются для пуска двигателей? 28. Какое влияние оказывает автомобилизация на окружающую среду? 29. Какие опасные компоненты содержатся в выхлопных газах карбюраторных и дизельных двигателей? 30. Что включает в себя понятие «экономичность двигателя»?

12

СОДЕРЖАНИЕ 1. Содержание дисциплины ........................................................................... 4 1.1. Рабочая программа ..................................................................................... 4 1.1.1. Принцип работы двигателя, основные понятия и определения............. 4 1.1.2. Параметры, характеризующие двигатель ................................................. 4 1.1.3. Конструктивные формы и остов автомобильных двигателей................ 5 1.1.4. Кривошипно-шатунный механизм ............................................................ 5 1.1.5. Механизм газораспределения .................................................................... 5 1.1.6. Система смазки............................................................................................ 5 1.1.7. Система охлаждения ................................................................................... 6 1.1.8. Система питания карбюраторного двигателя .......................................... 6 1.1.9. Система питания дизеля ............................................................................. 6 1.1.10. Системы питания газовых двигателей .................................................... 6 1.1.11. Системы впуска и выпуска. Система запуска двигателя ...................... 7 1.1.12. Повышение экономичности и снижение токсичности двигателей...... 7 1.2. Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения ......................................................................................................................... 8 1.3. Практическая работа для студентов очно-заочной формы обучения спец. 060800............................................................................................................. 8 1.4. Примерный перечень лабораторных работ ................................................ 8 2. Библиографический список ........................................................................... 8 3. Задание на контрольную работу.................................................................. 10 4. Вопросы для самопроверки.......................................................................... 12

Редактор М.Ю. Комарова Сводный темплан 2003г. Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97 Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003г.

Подписано в печать ____________ Формат 60х84 1/16 . Б.кн.-журн. П.л. ____ Б.л. ____ РТП РИО СЗТУ Тираж Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический университет РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5