Главная arrow Обзоры
КАМАЗ - автомобиль гоночный...

Наверное, всем, кому довелось попутешествовать, сидя в кабине мощного красавца «КАМАЗа», не забыть это чувство уверенного комфорта: с высоты приятно наблюдать за мельтешащими внизу маленькими машинками. В рекламе как-то назвали этого гиганта танком… Думаю, это верно только отчасти – в танке далеко не так удобно!
Кроме того, этот автомобиль давно перестал быть просто грузовым – из года в год он постоянно и с большим успехом участвует во всевозможных гонках и ралли-рейдах. Кстати, в недавно прошедшем в Южной Америке ралли «Дакар 2009» КАМАЗ вновь стал победителем, быстрее всех одолев расстояние более 500 км. Это был уже девятый этап гонок.

 

 
Развитие автомобилестроения
Автомобиль — наиболее эффективное транспортное средство. Автомобильный транспорт выполняет основной объем перевозок грузов и пассажиров. Первый русский автомобиль с двигателем внутреннего сгорания был построен Е. А. Яковлевым и П. А. Фрезе в 1896 г. Производство автомобилей в России началось в 1908 г. со сборки машин на Русско-Балтийском вагоностроительном заводе в Риге. Было выпущено примерно 800 машин. В 1916 г. в Тюфелевой роще состоялась закладка завода Автомобильного Московского Общества (АМО), где с 1917 г. по 1919 г. собирались автомобили Ф-15 по итальянской лицензии. С 1919 г. по 1923 г. завод выполнял в основном ремонт автомобилей. 1 ноября 1924 г. был собран первый советский грузовик АМО-Ф-15.
В развитии отечественной автомобильной промышленности можно выделить несколько основных этапов.
1924—1930 гг. — мелкосерийное производство автомобилей на заводе АМО (в настоящее время АМО ЗИЛ).
В 1925 г. начал выпуск грузовых автомобилей Ярославский автомобильный завод.
В 1930 г. пущен в строй Московский завод малолитражных автомобилей, принято решение о строительстве в Нижнем Новгороде автомобильного завода мощностью 100 тыс. автомобилей в год.
1931 — 1946 гг. — основными задачами стали создание материальной базы для массового производства автомобилей и обеспечение заводов высококвалифицированными кадрами.
В 1931 г. начата реконструкция завода АМО для массового производства грузовиков конвейерным способом.
В 1932 г. построен Горьковский автомобильный завод, начался серийный выпуск грузовиков ГАЗ-АА. В этот период начал выпуск большегрузных автомобилей Ярославский автомобильный завод, Московский завод малолитражных автомобилей освоил производство легковых автомобилей КИМ-10.
 
Двигатель
Автомобиль состоит из трех основных частей: кузова, двигателя и шасси. Кузов грузового автомобиля состоит из кабины водителя и платформы.
Двигатель — машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу.
На большинстве современных автомобилей установлены поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС), в которых часть теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в замкнутой рабочей полости, преобразуется в механическую работу.
Первый работоспособный поршневой двигатель внутреннего сгорания был построен французским механиком Ленуаром в I860 г. Двухтактный двигатель с золотниковым распределением работал на светильном газе с воспламенением от электрической искры без предварительного сжатия рабочей смеси в цилиндре.
В 1877 г. немецкий механик Н. Отто осуществил предварительное сжатие газовоздушной смеси в цилиндре, благодаря чему эффективность двигателей резко возросла.
В 1892 г. немецкий изобретатель Р. Дизель получил патент на двигатель внутреннего сгорания нового типа, рассчитанный на использование жидкого топлива. Он предложил нагревать воздух в цилиндре путем сжатия до температуры, при которой мелкораспыленное впрыскиваемое топливо могло бы испаряться, окисляться, самовоспламеняться и сгорать по мере поступления в цилиндр. Такой двигатель был впервые построен в I899 г. на заводе Э. Нобеля в Петербурге (ныне «Русский дизель»).
 
Назначение и классификация

Назначение и классификация

Двигатель — источник энергии, преобразующейся в механическую работу, обеспечивающую движение автомобиля. Требования предъявляемые к двигателям:
•    низкий уровень шума;
•    соответствие требованиям международных норм по токсичности отработавших газов;
•    высокая экономичность;
•    компактность;
•    простота и безопасность в обслуживании;
•    высокие мощностные показатели.
Двигатели внутреннего сгорания могут быть классифицированы по следующим признакам:
•    по применяемому топливу — двигатели, работающие на жидком топливе, газовые и газожидкостные;
•    по способу смесеобразования — с внешним и внутренним смесеобразованием;
•    по способу подачи топлива — с карбюрацией, под давлением впрыска (моновпрыск, центральный, многоточечный);
•    по способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные;
•    по способу воспламенения горючей смеси — с самовоспламенением от сжатия и с принудительным воспламенением от электрической искры;
•    по способу наполнения рабочего цилиндра — двигатели без наддува и с наддувом;
•    по числу цилиндров;
•    по расположению цилиндров — рядные V- и W-образные, а также вертикальные, с наклоном, горизонтальные, оппозитные;
•    по способу охлаждения — с жидкостным и воздушным охлаждением;
•    по степени быстроходности — тихоходные (со средней скоростью поршня до 10 м/с) и быстроходные (со средней скоростью поршня выше 10 м/с).
 
Карбюраторный двигатель
При рассмотрении рабочего цикла двигателя условно принято, что каждый такт начинается и заканчивается при нахождении поршня в ВМТ или НМТ.
Первый такт — впуск. Поршень перемещается с ВМТ в НМТ, освобождающаяся надпоршневая полость цилиндра заполняется горючей смесью через открытый впускной клапан из-за возникающего разрежения. Горючая смесь, поступая в цилиндр, смешивается с остатками отработавших газов от предыдущего цикла, образует рабочую смесь. В конце такта давление в цилиндре составляет 0,07—0,95 МПа, температура — 350—390 К, коэффициент наполнения цилиндра — 0,6—0,7.
Второй такт — сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Объем надпоршневой полости уменьшается. Рабочая смесь сжимается. Сжатие сопровождается повышением давления и температуры. Степень сжатия регламентируется детонационной стойкостью топлива. В конце такта давление составляет 1,2—1,7 МПа, а температура — 600—700 К.
 
Четырехтактный дизель
Рабочий цикл дизеля отличается тем, что при такте впуска в цилиндр двигателя поступает очищенный в воздухоочистителе воздух, а не горючая смесь, как в карбюраторном двигателе.
Первый такт — впуск. Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, через открытый впускной клапан в цилиндр поступает очищенный воздух (из-за разрежения, создаваемого поршнем). Воздух перемешивается с небольшим количеством оставшихся от предыдущего цикла отработавших газов, температура повышается и в конце такта впуска достигает 300—320 К, а давление 0,08—0,09 МПа. Коэффициент наполнения цилиндра 0,9 и выше, т. е. больше, чем у карбюраторного двигателя.
Второй такт — сжатие. Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Давление и температура воздуха увеличиваются и в конце такта составляют соответственно 3—5 МПа и 800—900 К. Степень сжатия регламентируется прочностью деталей КШМ и равна 17—21.
 
Расположение цилиндров / Кривошипно-шатунный механизм

Расположение цилиндров

Одноцилиндровый четырехтактный двигатель имеет значительную неравномерность вращения коленчатого вала, которая вызвана тем, что за два оборота коленчатого вала только в течение одного полуоборота коленчатый вал вращается вследствие давления газов, а три полуоборота — за счет энергии, накопленной маховиком. Причем во время рабочего хода вращение коленчатого вала ускоренное, а во время подготовительных ходов — замедленное, что вызывает повышенную вибрацию двигателя, которая может быть лишь частично уменьшена вследствие значительного момента инерции маховика.
Повышения равномерности работы двигателя можно добиться увеличением числа цилиндров, так как при этом может быть увеличено число рабочих ходов, приходящихся на один оборот коленчатого вала.
Цилиндры двигателя могут располагаться:
•    вертикально в один ряд (рядное расположение);
•    горизонтально в один ряд;
•    однорядно с наклоном от вертикали;
•    двухрядно V-образно;
•    оппозитно.
При V-образном расположении цилиндров двигатель имеет более жесткую конструкцию, меньшие габаритные размеры (длину) и массу, чем рядный двигатель той же мощности.
К недостаткам V-образных двигателей необходимо отнести значительную ширину и более сложную конструкцию.
 
Неподвижные детали
Блок-картер является остовом двигателя, в котором размещаются и работают подвижные детали, к нему крепятся практически все навесные агрегаты и приборы, обеспечивающие работу двигателя.
Блок-картер отливают из легированного чугуна или алюминиевых сплавов.
Блок-картер разделен на две части горизонтальной перегородкой. В нижней части в вертикальных перегородках имеются разъемные отверстия крепления коленчатого вала, в верхней — гильзы цилиндров. Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами («сухие» гильзы), либо иметь вставные сменные гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, так называемые «мокрые» гильзы. Также в блок-картере выполнены гладкие отверстия под коренные опоры распределительного вала, под толкатели ГРМ, имеются гладкие и резьбовые отверстия и привалочные поверхности крепления деталей и приборов.
 
Подвижные детали
Поршневая группа включает в себя поршень, поршневые кольца, поршневой палец с фиксирующими деталями. Поршень воспринимает усилие расширяющихся газов при рабочем ходе и передает его через шатун на кривошип коленчатого вала; осуществляет подготовительные такты; уплотняет надпоршневую полость цилиндра как от прорыва газов в картер, так и от излишнего проникновения в нее смазочного материала.
Коренные подшипники. Для коренных подшипников применяются подшипники скольжения, выполненные в виде вкладышей, основой которых является стальная лента толщиной 1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей. В качестве антифрикционного материала вкладышей используют высокооловянистый алюминиевый сплав для карбюраторных двигателей и трехслойные с рабочим слоем из свинцовой бронзы.
 
Подвеска двигателя
Подвеска двигателя. При работе двигатель находится под воздействием неуравновешенных сил инерции, моментов этих сил и реактивных моментов при торможении или разгоне автомобиля.
Для защиты рамы или несущего кузова от вибрации применяют упругую подвеску силового агрегата. Вибрационные свойства подвески двигателя определяются конструкцией упругих элементов и размещением опор. Упругие элементы подвески двигателей выполняются в виде массивных резиновых втулок или башмаков привулканизированных к каркасу. Для ограничения недопустимых продольных перемещений двигателя каркасные детали упругих элементов ориентируют таким образом, чтобы в направлении действия продольных сил резиновый вкладыш имел наибольшую жесткость, или применяют специальные тяги, которые связывают с подмоторной рамой двигатель и не допускают его перемещения.
 
Механизм газораспределения
Механизм газораспределения служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов двигателя, обеспечивая качественное наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом, их очистку от отработавших газов и герметизацию цилиндров при сжатии и рабочем ходе поршня.
Различают клапанные и золотниковые механизмы газораспределения. В четырехтактных двигателях газообмен осуществляется с помощью клапанов. В двухтактном двигателе газообмен происходит под действием поршня, открывающего и закрывающего впускные и перепускные клапаны, или посредством смешанной системы газораспределения.
Клапанные механизмы газораспределения разделяют:
•    по месту установки клапанов — верхнее расположение клапанов в головке блока цилиндров и нижнее — в блоке цилиндров;
•    по месту установки распределительного вала — верхнее и нижнее;
•    по виду привода распределительного вала — зубчатый (шестеренчатый), цепной и ременный.
Механизм газораспределения включает в себя привод, распределительный вал, толкатели, штанги, коромысла и клапанный механизм. Клапанный механизм состоит из клапанов, направляющих втулок, седел, клапанов, возвратных пружин с нижней и верхней опорными тарелками, сухарей, механизмов поворота клапана (двигатель ЗИЛ-508.10).
 
Детали механизма газораспределения
Распределительный вал предназначен для своевременного открытия клапанов. Также он осуществляет привод (в карбюраторных двигателях) топливного насоса, масляного насоса, прерывателя тока низкого напряжения и датчика ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала (двигатели ЗИЛ-508.10).
Распределительный вал имеет: коренные (опорные) шейки; кулачки, расположение которых на валу обусловлено числом клапанов на цилиндр и последовательностью их открытия в зависимости от порядка работы двигателя, схемы привода, фазы газораспределения; зубчатое колесо привода прерывателя-распределителя и масляного насоса; эксцентрик привода топливного насоса. На переднем конце вала имеется шейка со шпоночным пазом под зубчатое колесо и резьбой для ее крепления.
Для восприятия осевых усилий от косозубых зубчатых колес при нижнем расположении распределительного вала используются стальные упорные фланцы. С одной стороны во фланец упирается ступица зубчатого колеса привода, а с другой — торец передней опорной шейки распределительного  вала.   Необходимый  осевой  зазор  при  этом  обеспечивается распорным кольцом, установленным между ступицей зубчатого колеса и шейкой вала. Ширина кольца на 0,1—0,2 мм больше толщины фланца.
 
Фазы газораспределения
Фазы газораспределения. Качество газообмена определяется параметрами открытия клапанов: продолжительностью открытия и проходным сечением клапанной щели, задаваемые профилем кулачка. Для увеличения наполнения цилиндров и улучшения их очистки от отработавших газов клапаны открываются в моменты, не совпадающие с ВМТ и НМТ, а с некоторым опережением в начале и запаздыванием в конце процесса впуска и выпуска.
Продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов (угол поворота коленчатого вала относительно ВМТ и НМТ) называется фазой газораспределения.
Период, когда одновременно открыты впускной и выпускной клапаны, называется перекрытием клапанов.
Фазы газораспределения для каждого значения частоты вращения коленчатого вала имеют свою оптимальную величину, которую подбирают в основном для режимов работы, характеризуемых максимальным крутящим моментом, максимальной мощностью, опытным путем в результате длительных доводочных испытаний.
 
Система охлаждения
Система охлаждения предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя, чтобы он не перегревался и не переохлаждался. Требования к системе охлаждения:
•    автоматическое поддержание оптимального теплового режима в двигателе, независимого от режима работы и внешних условий;
•    быстрый прогрев двигателя до рабочей температуры;
•    длительное сохранение теплоты после остановки двигателя;
•    малые энергетические затраты, связанные с приводом агрегатов системы охлаждения.
Сгорание топливовоздушной смеси сопровождается выделением значительного количества теплоты. Если двигатель не охлаждать или охлаждать недостаточно, то его детали могут нагреться до высокой температуры, а это уменьшает их прочность и наполнение цилиндров, ухудшает условия работы смазочной системы вследствие снижения вязкости перегретого масла, ускоряет срабатывание присадок к маслам и увеличивает количество отложений и нагара на деталях.
 
Еще...
<< В начало < Предыдущая 1 2 Следующая > В конец >>

Всего 1 - 114 из 136
map