В даний час стрімко розвиваються «розумні» системи регулювання температури охолоджуючої рідини тому що, наприклад класичний постійний привід вентилятора й водяного насоса забирає частину потужності двигуна при цьому на відносно великих сталих швидкостях (рух по шосе) найчастіше робота вентилятора не потрібна. Тому нижче будуть описані деякі системи розумних вентиляторів.
Вентилятор - невід'ємна частина системи охолодження будь-якого сучасного двигуна. При рідинному охолодженні він просмоктується повітря через радіатор, а при повітряному - подає цей самий повітря (тут він виступає в ролі охолоджуючого тіла) до нагрітих частин мотора. І можна сказати, з моменту появи вентиляторів інженери вирішують, як зробити його привід оптимальним. Познайомимося з деякими результатами з зусиль.
Найпростіша конструкція приводу вентилятора добре відома - клиновим ременем від шківа, встановленого на носку колінчастого вала. Але просте не завжди означає найкраще. Вентилятор працює постійно, а отже, постійно шумить, споживає потужність, і чималу (3-6% від потужності двигуна), і, головне, охолоджує двигун незалежно від його температурного режиму. Саме велика споживана потужність спонукала відмовитися від ремінного приводу на користь шестерень на важких двигунах. Щоб привід не зазнавав великих навантажень при різкій зміні режимів роботи мотора (не забудьте - вентилятор теж свого роду маховик і момент інерції його аж ніяк не малий), встановлюють фрикційні, гідравлічні або пружні гумові муфти (рис. 3).
Тепер про те, як змусити вентилятор працювати таким чином, щоб даремно не остуджувати холодний двигун, і інтенсивно працювати, коли мотору жарко. Однією з найперших і простих систем регулювання була ... заміна вентилятора. У жарку пору року використовувалася крильчатка більшої продуктивності, взимку - меншою. Само собою, що регулювання здійснювалося дуже грубо - навряд чи можна уявити собі водія, що вибирає вентилятори відповідно до прогнозу погоди і змінює їх мало не щодня.
Така система не вирішує і іншої важливої ​​проблеми. Зрозуміло, що конструкція вентилятора і його приводу повинна забезпечувати достатнє охолодження, починаючи з найнижчих оборотів колінчастого валу. На великих же оборотах при жорсткій механічного зв'язку це призведе до величезної перевитрати енергії: скажімо, для машини середнього класу і вентилятор на максимальних обертах "з'їдав" б близько 8 кВт потужності двигуна, в той час як достатня в таких умовах - не перевищує 3-3 , 5 кВт. У цьому причина того, що жорстка механічна передача в наш час майже не застосовується.
Як відомо, пристрої, що передають і перетворюють крутний момент, в техніці називають трансмісіями, значить, привід вентилятора теж трансмісія. Цікаво, що багато конструкцій, покликані вирішувати зазначену вище проблему цього приводу, мають певним схожістю з "великою" трансмісією автомобіля, що передає крутний момент на його колеса. Тут ми можемо знайти і зчеплення, і гідромуфти, і віскомуфти (в'язкісні муфти, нагадаємо, зараз нерідко використовують замість міжосьового диференціала), і електричний привід. Розглянемо найбільш поширені з цих систем.
Електромагнітне зчеплення (рис. 4) автоматично включає вентилятор по досягненні певної температури охолоджуючої рідини.
Така система застосовувалася на автомобілях ГАЗ-24 ранніх серій і багатьох сучасних їм зарубіжних. У цій системі на шківі поміщали потужний кільцевої соленоїд. Коли спрацьовує датчик, ланцюг соленоїда замикається і металеве кільце, пов'язане з вентилятором через пластинчасті пружини, примагничивается до шківа: вентилятор включений і працює до тих пір, поки температура не знизиться і керуючий датчик не зніме харчування з електромагніту. Подібний же принцип реалізований і в автомобілях з поперечним розташуванням двигуна: датчик температури вмикає електродвигун вентилятора.
Останнім часом з'явилися двошвидкісні електродвигуни, що дозволяють забезпечити поетапне регулювання: вентилятор відключений, працює в частковому режимі або на повну продуктивність. Є машини і з двома вентиляторами, які вводяться в роботу послідовно. Принагідно зауважимо, що на важких вантажних машинах та автобусах електровентилятори - рідкість. Уявіть собі потужність електрообладнання (генератора, акумулятора), яка буде потрібно, щоб забезпечити необхідні такого вентилятору 10-12кВт. Ось чому тут все ще царює "чиста" механіка.
На популярних автобусах "Ікарус" ставлять фрикційне муфту з пневмопривідною - свого роду зчеплення, тільки на умовну педаль тут натискає не нога, а стиснене повітря. Регулювання включення-відключення здійснюється, природно, в залежності від температури охолоджуючої рідини.
Найскладніші системи вміють плавно регулювати швидкість вентилятора. На багатьох легкових автомобілях (як приклад назвемо більшість БМВ, "Мерседесів"), а також на деяких вантажівках (в тому числі і на вітчизняному ЗІЛ-4331) у привід вентилятора вбудована вискомуфта (рис. 5).
Коротко познайомимо з роботою такого пристрою. Поки мотор не прогрівся, робоча порожнину муфти порожня - спеціальна силіконова рідина знаходиться в резервній порожнини. Двигун прогрівається, термоеластічному пластина поступово відкриває клапан, рідина поступає в робочу порожнину, і, коли прослизає між дисками, її в'язкість зростає - муфта починає передавати момент. Зі зростанням температури робоча порожнина заповнюється все більше, оберти вентилятора збільшуються. Таким ось чином плавно регулюється продуктивність вентилятора. Віскомуфта сконструйована так, що на малих обертах її прослизання невелика, а при високих - вентилятор помітно відстає. Це, повторимо, дозволяє помітно заощаджувати енергію (а значить, і паливо) на високій швидкості, коли обдув радіатора достатній.
На важких дизельних двигунах для безступінчатого регулювання оборотів в механіці приводу нерідко використовується гідравлічна муфта (рис. 6), подібна до тієї, що працює в автоматичних коробках передач. Обороти вентилятора змінюються тут в залежності від заповнення порожнини між ведучим і веденим колесами муфти. Кількість масла, яке надходить із системи змащення двигуна, регулюється автоматично по температурі охолоджуючої рідини.
Гідромуфта використовується і на деяких двигунах повітряного охолодження, наприклад на відомих у нас з давніх пір дизелях "Дойц", що стояли на вантажних автомобілях "Магірус". Охолоджуючої рідини в "воздушника", ясна річ, немає, і подачею масла в муфту управляє терморегулятор, який враховує температуру повітря на виході з системи охолодження і температуру вихлопних газів. Робота системи залежить і від температури масла: зі зростанням її в'язкість останнього знижується, а значить, гарячого (і рідкого) олії в робочу порожнину муфти надходить більше. Цікава особливість: корпус муфти одночасно служить центрифугою для очищення масла.
На сучасних легкових автомобілях, легких вантажівках і мікроавтобусах радіатор двигуна найчастіше оснащують електричним вентилятором (рис. 7), у якого чимало переваг у порівнянні з механічним. Електричний включається тільки після досягнення якогось верхньої межі температури, а коли вона прийде в норму, тут же вимикається.
Результат - більш стабільний температурний режим двигуна. До того ж він швидше прогрівається після пуску, менше витрачає палива. Ввімкнувся електровентилятор обертається досить швидко навіть при низьких обертах двигуна - і цим знижує ризик перегріву при великих навантаженнях у важких дорожніх умовах. Механічний вентилятор у таких випадках не завжди ефективний. Зразкові схеми електроприводів вентилятора наведені на малюнках нижче.
Здавалося б, переліком достоїнств тему можна і закрити, та якість електротехніки не дозволяє. У чому ж головна причина капризів електровентилятора? Його мотор споживає струм до 15-20 А, включаючись по команді датчика температури охолоджуючої рідини в радіаторі (рис. 7). Щоб великий струм не йшов прямо через ніжні контакти датчика 1, у штатній конструкції застосували розвантажувальне реле 2. Рішення природне, але не бездоганне - на російських автомобілях самим ненадійним елементом в системі охолодження зарекомендував себе як раз датчик температури. Його контакти обгорають - і кінець! І це, зауважте, при справній роботі розвантажувального реле.
І чим більше потрудився датчик температури, тим вище ймовірність відмови через протівоіндукціі: у момент розриву контактів зникаюче електромагнітне поле не тільки створює високу напругу на вторинній обмотці котушки запалювання, необхідне для свічки, а й чималу, до 400 В, напруга протівоіндукціі в первинній обмотці . Ось воно-то й «пропалює» контакти: кожне їхнє розмикання не проходить безслідно - а за тисячу кілометрів шляху їх накопичується близько 4 мільйонів. Результат - ерозія контактів. Система працює гірше і гірше. Ставлячи собі шекспірівський питання «кипіти або не кипіти?», Водієві треба частіше дивитися на покажчик температури і прислухатися до шуму під капотом. Але ще точніше - вчасно замінити старенький датчик, щоб даремно не ризикувати. Однак є й інші можливості.
Перша: встановити датчик включення вентилятора з трьома виходами - схема на рис. 8. Тут вже немає розвантажувального реле. Електромотор включається поступово - спочатку через контакти 1 і 2 з додатковим резистором, а потім вже безпосередньо, через контакти 1 і 3. Результат - набагато менший ерозійний знос. У багатьох випадках (при невисоких навантаженнях на двигун автомобіля) пара 1-3 майже не використовується.
Другий варіант - на рис. 9: тут зберігається розвантажувальне реле. Проте в ланцюзі є новий елемент - діод 4 (типу КД105 і близькі до нього). Найчастіше діод упаюється безпосередньо в реле (так зручніше). У момент розриву контактів датчика 1 згубний вплив на них ЕРС самоіндукції виключено - струм через діод йде на «масу».
Подібне застосування діодів дуже характерно для зарубіжних автогігантів «Мерседес», БМВ і т.д. Останнім часом у продажу почали з'являтися готові колодочки під такі реле - вже з упаяними туди діодом і проводками.
Завершуючи розмову про приводах вентиляторів, зауважимо: як не досконалі багато хто з цих пристроїв, все ж вони не здатні позбавити двигун внутрішнього згорання від одного з його серйозних недоліків - до 30% енергії палива, "йдуть" в систему охолодження, втрачаються безповоротно.
Термостат 5 (див. рис. 1) автоматично підтримує стійкий тепловий режим двигуна. Як правило, термостат встановлюють на виході охолоджуючої рідини з сорочок охолодження головок циліндрів або впускного трубопроводу двигуна.
Термостати можуть бути рідинні і з твердим наповнювачем.
У рідинному термостаті (рис. 10, б) є гофрований балон 7, заповнений легко випаровується. Нижній кінець балона закріплений в корпусі б термостата, а до штоку 5 верхнього кінця припаяний клапан 4.При температурі охолоджуючої рідини нижче 351 К (78 ° С) клапан термостата закритий (рис. 10, а) і вся рідина через перепускний шланг 2 (байпас ) направляється назад у водяний насос, минаючи радіатор. Внаслідок цього, прискорюється прогрів двигуна і впускного трубопроводу.
Коли температура перевищить 351 К (78 ° С), тиск у балоні 7 збільшується, він подовжується і піднімає клапан 4. Гаряча рідина через патрубок 3 і шланг направляється у верхній бачок радіатора. Клапан 4 повністю відкривається при температурі 364 К (9ГС) (ЗМЗ-53).
Термостат з твердим наповнювачем (ЗІЛ-130, «Москвич-2140», КамАЗ-740) має балон 7 (мал. 10, в), заповнений церезином нафтовим воском) в і закритий гумовою діафрагмою 9. При температурі 343 К (70 ° С) церезин плавиться і, розширюючись, переміщує вгору діафрагму 9, буфер 12 і шток 5. При цьому відкривається клапан 4 і охолоджуюча рідина починає циркулювати через радіатор (рис. 10, р ). .
При зниженні температури церезин твердне і зменшується в об'ємі. Під дією поворотної пружини 11 клапан 4 закривається, а діафрагма 9 опускається вниз (рис. 10, в),
У двигунах автомобілів ВАЗ термостат виконаний двухклапанним і встановлюється перед водяним насосом. При холодному двигуні велика частина охолоджуючої рідини буде циркулювати по колу: водяний насос - блок циліндрів - головка циліндрів - термостат - водяний насос. Паралельно рідина циркулює через сорочку впускного трубопроводу і змішувальної камери карбюратора, а при відкритому крані отопітеля пасажирського приміщення - через його радіатор,
Коли температура рідини нижче 363 К (90 ° С), обидва клапани термостата частково відкриті. Частина рідини надходить до радіатора.
При повністю прогрітому двигуні основний потік рідини з головки циліндрів направляється в радіатор системи охолодження.
На двигунах автомобілів «Москвич-2140», як і на автомобілях ВАЗ, термостат розташований в нижній частині системи охолодження між радіатором і водяним насосом. Клапан термостата в даному випадку більш герметичний, радіатор при прогріванні повністю відключається, двигун прогрівається швидше.
Для контролю за температурою охолоджувальної рідини служать сигнальні лампи і покажчики на щитку приладів. Датчики контрольно-вимірювальних приладів розміщуються у головках циліндрів, верхньому бачку радіатора і сорочці охолодження впускного трубопроводу.

1.2. Пусковий підігрівач

У автомобілів ГАЗ-53А та ГАЗ-66 пусковий підігрівач (рис. 11.) Має котел 9, включений у систему охолодження двигуна. У камеру згоряння котла паливо подається самопливом з бака 2. Надходження палива дозується регулювальної голкою електромагнітного клапана 7. Повітря подається вентилятором 3. Суміш запалюється свічкою в, У ланцюг свічки включено додатковий опір, встановлене на пульті управління підігрівачем. За напруженням спіралі опору судять про роботу свічки. Коли в камері згоряння котла буде досягнуто стійке горіння, свічку вимикають, паливо буде займатися від раніше запаленого полум'я.
На автомобілях КамАЗ пусковий підігрівач використовують при температурі нижче 248 К (-25 ° С). Для полегшення пуску холодного двигуна при температурі до 248 К (-25 ° С) призначено пусковий пристрій «Термостат». Подача палива на розпечені електрофакельним свічки забезпечується при провертанні колінчастого вала двигуна стартером. Утворився у впускних трубопроводах факел підігріває повітря, що надходить у двигун.
Автомобіль - техніка теплолюбна. Ночуючи взимку на вулиці, він охоче впадає в сплячку і добудитися його вранці вдається не всім. Тому в мороз як ніколи великий попит на буксир і «прикурювач». Це наруга не проходить безкарно. Навіть якщо не вдалося запороти двигун, життя йому вкоротили точно. Але ж є куди більш цивілізований метод. Перед пуском мотор треба лише підігріти. Способів багато, починаючи від паяльної лампи і закінчуючи нагрівником, керованим із стільникового телефону. Правда, в останньому випадку котла треба купити сім-карту, зробивши його повноцінним абонентом мережі. Більшість віддає перевагу золоту середину.
Звичайний автономний підігрівач працює незалежно від інших систем автомобіля. За що і отримав свою назву. Складається він з жарового котла, паливного та рідинного насосів, засобів комунікації і системи управління. Далі все просто. У котлі горить паливо, нагріваючи рідину в теплообміннику. Насос ганяє її по системі охолодження. Двигун прогрівається до готовності до пуску. Випускають підігрівачі різної потужності. Залишається лише сісти в кабіну і повернути ключ.
Основний недолік - потреба в електроенергії. Єдиний в цьому випадку постачальник - автомобільний акумулятор-з додатковим навантаженням справляється, але «живе» в середньому на рік менше.
Передпусковий розігрів - не єдиний спосіб полегшення пуску. Можна просто не дати двигуну замерзнути. Тобто перевести котел у режим підтримки. Тут він буде включатися періодично, зберігаючи температуру охолоджуючої рідини в інтервалі 40-85 ° С.. Корисна опція навіть для працюючого дизеля. Адже на холостих обертах він не тільки не нагрівається, а й норовить охолонути!

Рідинний котел для вантажівки
Раз вже ми все одно гріємо двигун, чому заодно не нагріти салон? Адже його «піч» вже включена в загальну систему. Треба тільки вчасно відкрити кран і включити вентилятор. З цим управляється автоматика. Замість крана використовують додатковий термостат. Тільки в більшості подібних конструкцій пріоритет віддається кабіні. Тобто окріп відразу надходить в салон і лише потім через термостат в двигун. Погоду роблять з пульта управління. Він, звичайно, універсальний і поєднує функції пускової кнопки, таймера і клімат-контролю. Задавши потрібний режим, про мороз за вікном можна забути. І попивши кави, спокійно вкладатися спати. Не дарма ці опалювачі популярні у далекобійників. Задоволені і автотранспортні компанії. Молотить двигун на стоянці спалює за ніч близько сорока літрів солярки, а підігрівач-менше шести. Про ресурс і говорити нічого. Добре і для легковиків - сідати у попередньо нагрітий салон і приємно, і для здоров'я корисно.
Коли машина ночує в теплі, з пуском проблем немає. А от у кабіні тепла не вистачає. Наприклад, в автобусі з його вічно розкритими дверима. Або в більшості вітчизняних легковиків з їх дірявими заслінками та повітроводами. Тут цілком можна обмежитися «воздушником», тобто нагрівником, що гріє безпосередньо повітря. Він працює теж на рідкому паливі і відрізняється від попередніх конструкцією теплообмінника. Його легше прилаштувати в автомобілі, і завдяки меншій кількості комплектуючих він помітно дешевше.
Для легкового автомобіля
Способи встановлення підігрівачів на автомобіль відображені в інструкції. Але все не так просто, як здається на перший погляд. Навіть у досвідченого майстра процес монтажу займає до восьми годин. Це при тому, що для нього час - гроші! Недосвідчений новачок може загрузнути на цілий тиждень. Та ще наламати дров, за що доведеться платити. Так, популярний «воздушник» «Еберспехер» складається з двох половинок, які при установці кріпляться до підлоги. Якщо болти затягувати нерівномірно, корпус деформується, затискаючи крильчатку вентилятора. Заміна згорілого двигуна після пробного пуску обходиться в $ 200-300.
Нелегко розібратися в хитросплетінні дротів. Помиляючись при підключенні, легко спалити штатний блок клімат-контролю. До сумних наслідків деколи приводить знеструмлення автомобіля. Як-то водій «Ауді-А6» після закінчення монтажних робіт не зміг рушити з місця - за відсутності харчування виявився заблокованим модуль управління автоматичною коробкою. Протирання фар і пінаніе коліс не допомогли - довелося покататися на евакуаторі.
Куди прилаштувати підігрівач на автомобілі - окрема історія. Як правило, під капотом занадто мало місця. Доводиться використовувати порожнечі в бампері, багажнику або під кузовом - вистачило б шлангів. До будь-якій машині - свій творчий підхід. Щоб праці з установки не пропали даром і котел справно «топив» двигун і кабіну багато років, в експлуатації теж треба дотримуватись деяких правил. Головне - не поспішати. Запускається підігрівач не відразу - на розпал йде хвилини півтори. Нетерплячий користувач чекати не бажає і, намагаючись прискорити процес, постійно теребить кнопку «пуск». Таймер «сходить з розуму», залишаючи штифт напруження безперервно під напругою.
«Воздушника» відрізняються потужністю і розмірами.
Перегрівся, останній згоряє. Автоматика тут же вимикає систему. Запчастини є сенс шукати тільки на фірмових станціях. У магазинах їх не продають. У «воздушником» треба регулярно очищати від пилу злежалася сітку забору повітря і зовнішню крильчатку. При поганому охолодженні агрегат може перегрітися, а окремі компоненти - навіть розплавитися.
«Водяні» чутливі до якості «Тосола». Вода з синькою, присмачена сміттям із системи охолодження, виведе з ладу що завгодно.
Обидва типи треба запускати раз в місяць, незалежно від сезону. Інакше конденсат може погубити підшипники нагнітаючої крильчатки (заміна - $ 200 з роботою).
У висновку теми попереднього підігріву автомобіля б розповісти про систему попереднього підігріву, а точніше про новий клапані (Мал. 14) системи попереднього підігріву салону та двигуна фірми «Еберспехер», схема якого представлена ​​на Рис.12.
Фірма «Еберспехер» відома своїми автономними підігрівачами, забезпечують прогрів салону та двигуна без пуску останнього. Союз «і», однак, доречно замінити на «або», якщо у автомобіля мотор солідного робочого об'єму. Справа в тому, що його масивний блок циліндрів «працює» як алюмінієвий радіатор, марнуючи дорогоцінний тепло в навколишній простір. Процес затягується - а водієві-то хочеться, щоб стекла швидше відтанули, і можна було відразу зняти верхній одяг. До цих пір протиріччя вирішували за допомогою спеціального клапана, що дозволяв підігрівнику ганяти антифриз по малому колі, не витрачаючи кіловати на прогрів двигуна. Рішення не найоптимальніше, оскільки, по-перше, холодний пуск призводить до підвищеного викиду шкідливих газів, а, по-друге, відразу після пуску цей клапан автоматично підключав велике коло «тосолообращенія», чому з дефлекторів починало віяти холодом.
Новий клапан, подібно термостату, плавно і поступово збільшує потік рідини через блок циліндрів. Переміщенням запірного поршенька управляє «пружина» з нікель-титанового сплаву, що володіє «пам'яттю» (Мал. 15). Цей термостат налаштований таким чином, що велике коло починає відкриватися для антифризу, як тільки його температура досягне 67 ° С. З цього моменту «пружина» як би розтягується і відсуває поршень клапана.
Порівняльні випробування в термокамері при -20 ° С показали: з новою системою температура рідини в малому колі через 10 хвилин досягає 60 ° С, тоді як без клапана - лише 29,3 ° С. Відповідно, з дефлекторів на скла дме повітря з температурою 42 ° С, а не 10 ° С. Що стосується двигуна, він вже через 30 хвилин нагрівається до кімнатних +20 ° С. Набагато швидше відтає вітрове скло: через 20 хвилин після запуску отопітеля від льоду звільняється 80% його поверхні, тоді як раніше за цей час очищалося лише 30%.

2. КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ДВИГУНА
Силовий агрегат складається з двигуна, зчеплення і коробки передач.
Силовий агрегат встановлений на автомобілі за допомогою трьох еластичних опор.
Двигун ЗМЗ-406 чотиритактний бензиновий рідинного охолодження з рядним розташуванням чотирьох циліндрів.

2.1 Кривошипно-шатунний механізм і механізм газорозподілу

Блок циліндрів відлив з алюмінієвого сплаву. Відлиття блоку можуть бути виконані двома способами: литтям під тиском і литтям у кокіль. До блоку циліндрів вставлені відлиті з зносостійкого чавуну «мокрі» гільзи циліндрів. У залежності від методу відливання блоку гільзи циліндрів ущільнюють різними способами. У блоці, отлитом під тиском, гільза в нижній частині ущільнюється спеціальної мідної прокладкою, встановленою між затятим буртом гільзи і опорною поверхнею блоку, а у верхній частині - прокладкою головки циліндрів. У блоці, отлитом в кокіль, гільза у верхній частині має завзятий бурт і спирається їм безпосередньо на виточку в блоці, а ущільнення верхньої частини здійснюється також прокладкою головки циліндрів. У нижній частині гільза ущільнюється двома гумовими кільцями, розташованими на нижньому центруючий паску гільзи.
У нижній частині блоку розташовано п'ять гнізд корінних підшипників колінчастого вала. Для зменшення робочого зазору в підшипниках при їх нагріванні кришки підшипників виготовлені з ковкого чавуну і центруються в блоці циліндрів за спеціальними виточками. Обробляють кришки корінних підшипників в зборі з блоком циліндрів, тому вони невзаємозамінні. На другий, третій і четвертій кришках вибиті цифри їх порядкових номерів: 2, 3 і 4. До заднього торця блоку кріпиться картер зчеплення, який також обробляють разом з блоком циліндрів, тому картери зчеплення невзаємозамінні.
Головка циліндрів відлито з алюмінієвого сплаву. Сідла клапанів вставні, виготовлені з жароміцного чавуну. Напрямні втулки клапанів виготовлені з металокераміки.
Поршні відлито з алюмінієвого сплаву і мають бочкоподібну форму спідниці для поліпшення підробітки. Вісь отвору для поршневого пальця зміщена на 1.5 мм в праву сторону (по ходу автомобіля) від середньої площини поршня. На бічній стінці поршня в однієї з бобишек під поршневий палець є відлита напис "Перед". Відповідно до написом поршень цією стороною повинен бути звернений до передньої частини двигуна.
Компресійні поршневі кільця відлиті з чавуну. Зовнішня поверхня верхнього кільця, прилегла до циліндра, покрита шаром хрому, а нижнього кільця - шаром олова. На внутрішній поверхні нижнього компресійного кільця є виточка. При установці нижнього компресійного кільця на поршень виточка повинна бути звернена вгору, до днища поршня. Порушення цієї умови викликає витік масла через кільце в циліндр, нагарообразование на стінках камери згоряння і збільшення витрати масла.
Маслос'емноє кільце складається з чотирьох сталевих деталей: двох кільцевих дисків, осьового і радіального розширювачів. Робоча поверхня кільцевих дисків покрита хромом.
Поршневі пальці плаваючого типу виготовлені зі сталі 15Х. Стопорні кільця встановлюються в поршень таким чином, щоб вусики їх були звернені назовні.
Шатуни - сталеві, ковані. Кришку шатуна обробляють разом з шатуном, тому при перебиранні двигуна не можна переставляти кришки з одного шатуна на інший. На бобишках під болт на шатуні і кришці вибиті порядкові номери циліндрів, які повинні бути суміщені при складанні. При правильному положенні кришки пази для фіксуючих виступів вкладишів у шатуні і кришці також мають з одного боку. На стрижні шатуна виштампувані номер деталі, на кришці є виступ. При складанні номер і виступ повинні бути звернені до передньої частини двигуна.
Кривошипні і шатунні головки шатунів підганяють точно за масою.
Колінчастий вал відлитий з високоміцного чавуну і динамічно збалансований. Осьове переміщення вала обмежено двома завзятими сталебаббітовимі або сталеалюміневимі наполегливими шайбами, розташованими по обидва боки переднього корінного підшипника. Осьовий зазор в підшипнику повинен бути рівний 0,075 ... 0,175 мм і досягається підбором передній шайби відповідної товщини.
На передньому кінці колінчастого вала до фланця маточини шківа шістьма болтами привернутой двухручьевой шків приводу вентилятора, водяного насоса і генератора. Болти кріплення шківа до маточини розташовані нерівномірно, тому шків може бути встановлений тільки в одному певному положенні. На шків через пружний елемент напрессован диск, що гасить крутильні коливання колінчастого валу. На диску є три мітки. Третя мітка відповідає ВМТ першого циліндра. Перші дві мітки служать для перевірки та встановлення випередження запалювання.
Маховик відлив з сірого чавуну і має напресованих сталевий зубчастий обід для пуску двигуна стартером.
Вкладиші корінних і шатунних підшипників колінчастого валу - тонкостінні, сталеаллюмініевие; однойменні вкладиші - взаємозамінні.
Впускні і випускні клапани розташовуються в голівці над циліндрами в один ряд уздовж осі двигуна. Привід клапанів розподільного валу через штовхачі, штанги і коромисла. Клапани виготовлені з жаротривкої сталі. Крім того, робоча фаска, випускного клапана має наплавлення з жаротривкого сплаву. На верхньому кінці клапана є канавка для сухариків тарілки клапанних пружин. На кожен клапан встановлені по дві пружини.
Щоб виключити попадання масла в циліндри двигуна, через зазори між втулкою і клапаном на кожну втулку напресовують маслоотражательного ковпачок, виготовлений з маслостійкої гуми.
Розподільний вал - литий з сірого чавуну з штучним відбілити кулачків і ексцентрика, має п'ять опорних шийок і сталеву залиту в тіло валу шестерню привода датчика-розподільника і масляного насоса. Шийки мають різний діаметр. Осьове переміщення розподільного вала обмежено затятим сталевим фланцем, що знаходяться між торцем передньої шийки розподільного валу і маточиною шестерні з зазором 0,1 ... 0,2 мм. Правильність фаз газорозподілу забезпечується установкою шестерні по мітках: мітка 0 на шестерні колінчастого валу повинна бути проти ризики у западини зуба на текстолітової шестірні.
Штовхачі - поршневого типу, сталеві. Торець штовхача, що працює за кулачку, наплавлен спеціальним вибіленим чавуном.
Штанги штовхачів - виготовлені з дюралюмінієвого прутка. На кінці штанги напресовані сталеві наконечники. Сферичні поверхні наконечників термічно оброблені.
Коромисла клапанів - сталеві, спираються на порожнисту вісь, закріплену на голівці циліндрів за допомогою шести стійок і шпильок, пропущених через стійки. Друга із задньої частини двигуна стійка, має на нижній площині паз. У осі є свердління для підведення масла до коромисла, а в коромислах є канал для змащення верхнього наконечника штанги.

2.2 Система змащення
Система комбінована: під тиском і розбризкуванням. Система мастила складається з покажчика рівня масла, масляного насоса з маслоприемник, масляних каналів, масляного фільтра, редукційного клапана, фільтру очищення масла, масляного картера, кришки горловини для заправки масла, масляного радіатора, запобіжного клапана і запірного крана.
На вказівнику рівня масла є мітки: вищого рівня «П» і нижчого рівня «О». Рівень масла повинен знаходиться поблизу позначки «П», не перевищуючи її.
Масляний насос шестеренчатого типу встановлено всередині масляного картера і кріпиться до блоку циліндрів двома шпильками. Корпус насоса виготовлений з алюмінієвого сплаву, кришка насоса з чавуну, шестерні насоса з металокераміки. Провідна шестерня закріплена на валу штифтом, ведена обертається вільно на осі, запресованої в корпус насоса.
Ущільнююча картонна прокладка товщиною 0.3 мм забезпечує необхідний зазор між торцями шестерень і кришкою. До кришки кріпиться литий з алюмінієвого сплаву маслоприемник з сіткою. У корпусі насоса поміщається редукційний клапан. Масло з насоса каналами в блоці циліндрів і зовнішньої трубці з лівого боку блоку підводиться до масляного фільтру. З масляного фільтра по каналах в блоці масло подається до корінних підшипників колінчастого валу і підшипників розподільного валу, від корінних підшипників колінчастого вала по каналах в колінчастому валу масло подається до шатунним підшипників, а від підшипників розподільного валу по каналах в головку циліндрів для змащення коромисел клапанів і верхніх наконечників штанг.
Редукційний клапан плунжерного типу розташований у корпусі масляного насоса і відрегульований на заводі установкою тарировочной пружини. Міняти регулювання в експлуатації не слід. Тиск масла визначається покажчиком, датчик якого ввернуть у масляну магістраль блоку циліндрів. Крім того, система забезпечена покажчиком аварійного тиску масла, датчик якого ввернуть у нижню частину корпусу масляного фільтру. Сигналізатор аварійного тиску масла спалахує при тиску 0.4 ... 0.8 кгс/см2.
Привід масляного насоса здійснюється від розподільного валу парою гвинтових шестерень. Провідна шестерня - сталева, залита в тіло розподільного валу, ведена - сталева, нітроцементірованная, закріплена штифтом на валу, що обертається в чавунному корпусі. На верхній кінець валу надіта і закріплена штифтом втулка, що має проріз, зміщену на 1.5 мм убік для привода датчика розподільника запалювання. До нижнього кінця валу шарнірно приєднаний проміжний шестигранний вал, нижній кінець якого входить в шестигранний отвір вала масляного насоса.
Вал у корпусі приводу змазується маслом, яке розбризкується рухомими деталями двигуна. Розбризкуваним масло, стікаючи по стінках блоку, потрапляє в проріз - пастку на нижньому кінці хвостовика корпусу і через отвір надходить на поверхню валу. Отвір під вал в корпусі має гвинтову канавку, завдяки якій масло при обертанні валу рівномірно розподіляється по всій його довжині. Надлишки олії з верхньої порожнини корпусу приводу по каналу в корпусі стікають назад в картер. Шестерні привода змащуються струменем масла, яка витікає з отвору діаметром 2 мм в блоці циліндрів і з'єднано з четвертої опорою розподільного валу, має кільцеву канавку.
Фільтр очищення масла - повнопотоковий, з картонним змінним елементом, розташований з лівої сторони двигуна. Через фільтр проходить все масло, нагнітається насосом в систему. Фільтр складається з корпусу, кришки, центрального стрижня і фільтруючого елемента. У верхній частині центрального стрижня розташований пропускний клапан, що при засміченні фільтруючого елемента пропускає масло, минаючи його, у масляну магістраль. Опір чистого фільтруючого елемента 0.1 ... 0.2 кгс/см2, перепускний клапан починає перепускати масло при збільшенні опору в результаті засмічення фільтру до 0.6 ... 0.7 кгс/см2.
Масляний радіатор служить для додаткового охолодження масла при експлуатації автомобіля влітку, а також при тривалому русі на швидкостях вище 100 - 110 км / год . Масляний радіатор з'єднаний з масляною магістраллю двигуна за допомогою гумового шланга через запірний кран і запобіжний клапан, які встановлені з лівої сторони двигуна. Положення ручки крана вздовж шланга відповідає відкритому положенню крана, поперек - закритому. Запобіжний клапан відкриває прохід масла в радіатор при тиску вище 0.7 ... 0.9 кгс/см2. Олія з радіатора зливається по шлангу через кришку розподільних шестерень (з правого боку двигуна) в картер.
Вентиляція картера двигуна закрита, примусова, діюча в результаті розрідження у впускному трубопроводі і в повітряному фільтрі. При роботі двигуна на холостому ходу і на часткових навантаженнях гази з картера відсмоктуються у вхідну трубу, на повних навантаженнях - в повітряний фільтр і вхідну трубу.

Рис. 16.

2.3 Система охолодження
Система охолодження двигуна - рідинна, закрита з примусовою циркуляцією рідини. Складається з сорочки, навколишнього циліндри і головки циліндрів двигуна. насоса 15 відцентрового типу, радіатора 12, жалюзі І, вентилятора 14, термостата 8, системи клапанів, поміщених в пробці радіатора, розширювального бачка, і зливних краників 1 і 13. У систему охолодження включені також радіатори опалення кузова 4 і 5. Система охолодження заповнена рідиною Тосол А-40, що замерзає при температурі -40 ° С. Ємність системи охолодження 12 л . Підтримка правильного теплового режиму робить вирішальний вплив на знос двигуна і економічності експлуатації. "Температура охолоджуючої рідини при найвигіднішому тепловому режимі роботи двигуна повинна бути в межах 85 ... 90 ° С. Вказана температура підтримується за допомогою автоматично чинного термостата і керованих вручну жалюзі радіатора. Для контролю температури охолоджувальної рідини в комбінації приладів є електричний покажчик, датчик 10 якого ввернуть у корпус термостата. Крім того, в комбінації приладів є червона сигнальна лампочка, що загоряється при підвищенні температури рідини до 104 ... 109 "С. Датчик її також ввернуть у корпус термостата. При загорянні лампочки слід негайно усунути причину перегріву: перейти на більш легкий режим руху (зменшити газ), посилити охолодження, відкривши жалюзі. Насос нагнітає рідину в сорочку блоку циліндрів, звідки через отвори в прокладанні надходить у головку циліндрів. Звідси, в залежності від температурного стану двигуна, рідина термостатом направляється або у верхній бачок радіатора (при прогрітому двигуні) або назад у двигун (при холодному двигуні).
2.2. Термостат - з твердим наповнювачем термосилового елемента, двухклапанний, типу ТС-107-01 розташований на передньому торці головки блоку циліндрів і з'єднаний шлангами з водяним насосом і радіатором. Порожнину корпусу термостата суміщена з порожниною голівки. Основний клапан термостата починає відкриватися при температурі 78 ... 82 ° С, коли температура досягає 94 ° С він повністю відкритий. При закритому основному клапані рідина в системі охолодження циркулює через перепускний патрубок корпусу термостата і водяний насос назад у двигун. При цьому додатковий клапан повністю відкриватися. Коли основний клапан повністю відкритий, додатковий клапан закривається, і рідина через патрубок кришки термостата надходить у верхній бачок радіатора. Жалюзі слід відкривати тільки при досягненні 90 ° С.. У зимовий час рекомендується на передню частину автомобіля надіти теплий капот. Ні в якому разі не можна в зимовий час знімати термостат. Двигун без термостата прогрівається дуже довго і працює при низькій температурі, внаслідок цього прискорюється знос двигуна і збільшується витрата бензину, а також відбувається інтенсивне відкладення смолистих речовин на внутрішніх стінках двигуна.
2.3. Насос - відцентрового типу, встановлюється на передньому торці блоку циліндрів двигуна, складається з корпусу насоса 2 кришки корпусу, крильчатки 5, сальника 4 і валика з підшипником 7. Ущільнювач насоса складається з обойми з гумовою манжетою, розтискний пружини і шайби ущільнюючої в зборі. Ущільнювач запресовується в гніздо корпуса насоса. Напресованих на валик підшипник запресовується в корпус насоса і стопориться в ньому фіксатором 3. Крильчатка напресовується на задній кінець валика, а маточина для кріплення вентилятора - на передній кінець валика. Підшипник насоса при складанні заповнюється мастилом і в процесі експлуатації мастила не вимагає. Підшипник насоса відділений від водяної порожнини самоподвіжним ущільнювачем. Рідина, яка просочилася через ущільнювач, не потрапляє в підшипник, а витікає через отвір у нижній частині корпусу насоса. Між корпусом і кришкою насоса, а також між кришкою і блоком циліндрів двигуна встановлюються паронітові прокладки. У корпус насоса укручується штуцер відводу рідини від радіатора нагрівника.
2.4. Вентилятор пластмасовий, шестилопатевими. До вентилятора чотирма болтами і гайками квадратними кріпиться металевий фланець. Під голівки болтів встановлюються стопорні шайби з обтискача їх граней. В отвори пластмасового вентилятора під кріпильні болти заливаються металеві втулки. Вентилятор металевим фланцем кріпиться чотирма болтами до ступиці на валику насоса. Вентилятор в зборі з фланцем балансується (статичний дисбаланс не більше 6 г . С.см). Вал вентилятора насоса приводиться в обертання двома клиновими ременями від шківа колінчастого вала. Цими ж ременями приводиться в дію генератор. Натяг ременів регулюється поворотом генератора. При правильному натягу кожен ремінь під зусиллям великого пальця руки (4 кгс) повинен прогинатися на 8 ... 10 мм.

Рис. 19.

2.5. Радіатор - трубчасто-пластинчастий. Плоскі вертикальні трубки упаяні у верхній і нижній бачки радіатора в три ряди в проміжках представляють собою гофровану (у вигляді змійки) мідну стрічку. У бачки упаяні патрубки для підведення (у верхній бачок) і відведення (в нижній бачок) рідини. У верхній бачок упаяні наливна горловина і штуцер датчика контрольної лампочки температури води. У нижню частину наливної горловини впаяний патрубок шланга розширювального бачка. Верхній і нижній бачки радіатора додатково з'єднані припаяними до них бічними стійками. Радіатор кріпиться за допомогою кронштейнів, розташованих на його бічних стійках, чотирма болтами до перегородки (щитка) радіатора, привареній до кузова. До бічних щитків радіатора прикріплений кожух вентилятора, штампований з листової сталі. Пробка радіатора закриває герметично всю систему охолодження. Пробка має два клапани випускний, відрегульований на надлишковий тиск у системі 44.5 ... 59.5 кПа (0.45 ... 0.60 кгс / см), і впускний, відрегульований на розрідження в системі 0.98 ... 9.б кПа (0.01 ... 0.10 кгс / см). Нормальна робота клапанів залежить від справності гумових прокладок. При пошкоджених прокладках система негерметична. Герметичність системи забезпечує більш високу температуру охолоджуючої рідини без закипання і тим самим велику тепловіддачу радіатора. Розширювальний бачок виготовлений з напівпрозорої пластмаси, сполучений шлангом з наливний горловиною радіатора. На корпусі бачка є мітка "MIN", за якою встановлюється рівень рідини. При нагріванні рідина розширюється, і надлишок її через випускний клапан у пробці радіатора перетікає в розширювальний бачок. При охолодженні двигуна рідина через впускний клапан Я перетікає назад в радіатор. Пробка розширювального бачка має гумовий клапан. Клапан має проріз і два невеликих отвори по краях прорізи. Отвори забезпечують скидання надлишкового тиску в бачку до атмосферного, а проріз виключає утворення розрідження в бачку при зворотної циркуляції рідини з бачка в двигун. Перед радіатором встановлені жалюзі для регулювання ступеня його охолодження. Управляються жалюзі через гнучку тягу рукояткою, розташованою під щитком приладом. Витягнуте положення рукоятки відповідає закритим стулок жалюзі. Технічне обслуговування системи охолодження включає в себе щоденну перевірку рівня охолоджуючої рідини в розширювальному дачці. Рівень рідини на холодному двигуні при температурі 15 ... 25 "С повинен бути у мітки" MIN "або вище її на 3 ... S см. Через кожні 5 тис. км необхідно перевіряти герметичність в з'єднаннях шлангів, а також натяг ременів вентилятора , водяного насоса і генератора. При появі протікання рідини зробити підтяжку стяжних хомутів. Прогин ременів приводу перевіряється натисканням на середину гілки із зусиллям 40 Н (4 кгс), при цьому величина прогину повинна знаходитися в межах 8 ... 10 мм. Регулюється натяг зміною положення генератора. Через 16 тис. км також слід перевіряти водяний насос і прочищати контрольний отвір для виходу охолоджуючої рідини. Текти не допускається. Перед початком зимової експлуатації слід перевіряти щільність охолоджуючої рідини в системі охолодження, яка повинна бути в межах 1.078 ... 1.085 г / см * при 20 "С. При меншому значенні щільності Тосол А-40 замерзає при більш високій температурі. Періодичність заміни охолоджуючої рідини - кожні два роки або через кожні 60 тис. км пробігу автомобіля. При великій втраті рідини допустимо тимчасово додавати в систему охолодження воду. Для цього після охолодження двигуна треба зняти з батареї і розширювального бачка пробки і залити в радіатор воду до верхнього зрізу наливної горловини, потім поставити пробку радіатора на місце. Долити в розширювальний бачок води на 7 ... 10 см вище влучні і поставити його пробку на місце. При першій можливості треба змінити воду на Тосол А-40. При заміні рідини систему слід промивати. Для цього наявну рідину зливають і заповнюють систему водою, пускають двигун і прогрівають. Потім на малій частоті обертання холостого ходу зливають воду і зупиняють двигун. Після охолодження двигуна повторюють промивку. Заповнюють систему рідиною через радіатор (при знятій пробці розширювального бачка) до верхнього зрізу наливної горловини і закривають радіатор пробкою. Заливають рідину в розширювальний бачок на 3 ... 5 см вище влучні "MIN" і закривають бачок пробкою. Злив рідини проводиться одночасно через два краника один 38 розташований на нижньому бачку радіатора, інший 43 з правого боку блоку циліндрів (в задній його частині). При зливі треба зняти пробку радіатора і відкрити кран радіатора опалення кузова.
2.4 Система харчування і випуску відпрацьованих газів
Система складається з паливного бака, паливопроводів, паливного насоса, фільтра тонкого очищення палива, карбюратора, повітряного фільтра, впускного і випускних трубопроводів і глушника шуму вихлопу.
Паливний бак розташований позаду автомобіля під підлогою багажника. Бак кріпиться до кузова за допомогою стрічок і гачків. Бак складається з двох частин зварених між собою. У нижній частині бака знаходиться зливний отвір, закритий пробкою з прокладкою. Для відводу повітря при заповненні бака паливом з метою попередження вихлюпування палива бак забезпечений повітряної трубкою. На нижньому кінці топлівозаборную трубки, розташованої у верхній половині бака, встановлений знімний фільтр, що складається з семи елементів, виготовлених з капронової сітки. Пробка наливної горловини герметично закриває бак за допомогою прокладки і пружини і має впускний і випускний клапани. Випускний клапан спрацьовує при тиску 40 ... 165 мм вод. ст., впускний клапан спрацьовує при розрядження 45 ... 350 мм вод. ст.
Паливопровід виконаний з латунних трубок зовнішнього діаметра 8 мм . Трубки з'єднані з паливним насосом, паливним баком, фільтром тонкого очищення палива і карбюратором за допомогою штуцерів, конічних муфт і накидних гайок.
Паливний насос Б-9В-Б діафрагмового типу приводиться в дію від ексцентрика, розташованого на розподільному валу двигуна. Над усмоктувальними клапанами насоса встановлений фільтр, виконаний з дрібної латунної сітки. Щоб заповнити карбюратор паливом при непрацюючому двигуні, насос має пристосування для ручного підкачування. Для контролю герметичності діафрагми в корпусі насоса є отвір захищене сітчастим фільтром. Фільтр тонкого очищення палива має фільтруючий елемент, що складається з латунної сітки.
Карбюратор К-151 складається з трьох основних рознімних частин, з'єднаних через ущільнювальні прокладки гвинтами. Верхня частина карбюратора складається з повітряного патрубка, розділеного на два канали, з повітряною заслінкою в каналі первинної секції. Середня частина складається з поплавцевої і двох змішувальних камер і є корпусом карбюратора. Нижня частина - корпус дросельних заслінок, що включає змішувальні патрубки з дросельними заслінками первинної і вторинної камер карбюратора, відлито з алюмінієвого сплаву. Прокладка між середньою і нижньою частинами карбюратора є ущільнювальної та теплоізоляційної.
Конструктивно карбюратор складається з двох функціональних камер: первинної і вторинної. Кожна камера карбюратора має власну головну дозирующую систему. Система холостого ходу має кількісну регулювання постійного складу суміші. У вторинній камері карбюратора є перехідна система з харчуванням паливом безпосередньо з камери поплавця, яка вступає в роботу в момент відкриття дросельної заслінки вторинної секції.
Прискорювальний насос - діафрагмового типу. Для збагачення горючої суміші при повному навантаженні двигуна у вторинній секції передбачений еконостат.
Система пуску холодного двигуна напівавтоматична, складається з пневмокорректора, системи важелів і повітряної заслінки, закриття якої перед пуском холодного двигуна здійснюється водієм за допомогою ручного приводу. Система відключення подачі палива складається з електронного блоку управління, мікровимикача, електромагнітного клапана і економайзера примусового холостого ходу.
Система рециркуляції відпрацьованих газів складається з клапана рециркуляції, встановленого на газопроводі, термовакуумного вимикача, ввернутого у водяну сорочку головки блоку циліндрів і двох з'єднувальних шлангів. Рециркуляція відпрацьованих газів через впускний тракт здійснюється на двигуні, прогрітому до температури охолоджуючої рідини 35 ... 40 ° С на часткових навантаженнях. Система рециркуляції відпрацьованих газів не працює на частотах холостого ходу і при повному відкритті дроселя, так як отвір передавальне розрядження на діафрагмовий механізм клапана рециркуляції, розташоване над дросельною заслінкою карбюратора.
Повітряний фільтр сухого типу із змінним фільтруючим елементом з пористого картону. Повітряний фільтр і двигун мають пристрій, завдяки якому в залежності від положення заслінки в карбюратор може надходити холодний або підігріте повітря. Газопровід кріпиться сім'ю шпильками до голівці циліндрів. Середня частина впускного трубопроводу підігрівається відпрацьованими газами, що проходять по випускного трубопроводу. Ступінь підігріву можна регулювати вручну за допомогою обертової заслінки.
Система випуску відпрацьованих газів складається з двох труб двигуна, двох приймальних труб з'єднаних газопріемніком, глушника, резонатора і випускної труби з наконечником. Глушник і резонатор нерозбірними конструкції. Корпус глушника покритий теплоізоляційним шаром азбесту, який для запобігання від пошкодження обгорнутий жерстю.

3. ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК
3.1 Паливо
Відповідно до заданим ступенем стиснення e = 9.5 для розраховується двигуна можна використовувати бензин марки А-92.
Середній елементарний склад і молекулярна маса бензину:
- Вуглецю C - 0.855;
- Водню H - 0.145;
- Молекулярна маса mT = 115 кг / кмоль.
Нижча теплота згоряння:
(3.1)
кДж / кг.
3.2 Параметри робочого тіла
1) Теоретична кількість повітря, необхідне для згоряння 1 кг палива прийнятого складу, визначається за формулою:
(3.2)
моль / кг.
(3.3)

2) Коефіцієнт надлишку повітря встановлюється на підставі таких міркувань. На сучасних двигунах встановлюють багатокамерні карбюратори, щоб забезпечити отримання майже ідеального складу суміші по швидкісній характеристиці. Можливість застосування для розраховується двигуна двокамерного карбюратора з збагачувальної системою і системою холостого ходу дозволяє отримати при відповідній регулюванню як потужностний, так і економічний склад суміші. a = 0.95 за завданням.
3) Кількість горючої суміші:
кмоль св. зар. / кг палив. (3.4)
4) Кількість окремих компонентів продуктів повного згоряння при К = 0.5 і прийнятому швидкісному режимі:
(3.5)
кмоль СО2/кг палив.;
(3.6)
кмоль СВ / кг палив.;
(3.7)
кмоль Н2О/кг палив.;
(3.8)
кмоль Н2/кг палив.;
кмоль N2/кг палив. (3.9)

5) Загальна кількість продуктів повного згоряння

(3.10)
кмоль пр.сг. / кг палив.
3.3 Параметри навколишнього середовища і залишкові гази
Атмосферні умови: р0 = 0.1 МПа;
Т0 = 293 К;
Тиск навколишнього середовища: рк = р0 = 0.1 МПа;
Температура навколишнього середовища: Тк = Т0 = 293 К.
Температура залишкових газів. При постійному значенні ступеня стиснення e = 9,5 температура залишкових газів практично лінійно зростає із збільшенням швидкісного режиму при a = const, але зменшується при збагаченні суміші. Враховуючи вже певні значення n і a, можна прийняти значення Tr для розрахункового режиму карбюраторного двигуна в межах, Tr = 1040 К.
Тиск залишкових газів pr, за рахунок розширення фаз газорозподілу і зниження опору при конструктивному оформленні випускних трактів розраховується двигуна можна прийняти на номінальному швидкісному режимі:
МПа (3.11)
3.4 Процес впуску
1) Температура підігріву свіжого заряду. З метою отримання хорошого наповнення двигуна на номінальному швидкісному режимі приймається DTN = 8 ° C.
2) Щільність заряду на впуску
кг/м3 (3.12)
де Дж / (кг · град) - питома газова стала для повітря.
3) Втрати тиску на впуску у двигуні. У відповідності зі швидкісним режимом двигуна і з урахуванням невеликих гідравлічних опорів у впускний системі можна прийняти ; Ωвп = 95 м / с.
(3.13)
МПа
де β - коефіцієнт загасання швидкості руху заряду в розглянутому
перерізі циліндра;
ξвп - коефіцієнт опору впускної системи, віднесений до най-
леї вузькому розтину;
ωвп - середня швидкість руху заряду в найменшому перетині впускної системи

4) Тиск в кінці впуску

МПа (3.14)
5) Коефіцієнт залишкових газів. При визначенні gr для карбюраторних двигунів без наддуву приймається коефіцієнт очищення , А коефіцієнт дозарядки на номінальному швидкісному режимі . Тоді при (nN = 4500 хв-1)
(3.15)

де - Температура підігріву свіжого заряду від стінок.

6) Температура в кінці впуску

(3.16)
До

7) Коефіцієнт наповнення

(3.17)
3.5 Процес стиснення
У чотиритактних двигунах без наддуву повітря надходить у впускний трубопровід з температурою навколишнього середовища. Тож стискування не є адіабатних, а протікає в умовах теплообміну між свіжим зарядом і деталями двигуна. На початку стискування температура свіжого заряду значно нижче температури навколишніх поверхонь циліндра, днища поршня, головки циліндра, тарілок клапанів. Внаслідок цього спостерігається приплив теплоти до свіжого заряду. У міру збільшення тиску стиснення температура заряду підвищується і з деякого моменту стає вище температури навколишніх поверхонь. Напрямок теплового потоку змінюється на протилежне і теплота вже буде передаватися від заряду до деталей двигуна.
Таким чином, процес стискування відбувається зі змінним показником політропи стиснення n1.
Зважаючи на складність теплообміну між свіжим зарядом і оточуючими деталями можна вважати, що в реальному двигуні процес стиснення проходить по політропи з деяким середнім значенням показника n1.
Основними чинниками, що впливають на показник політропи стиснення n1, є: частота обертання колінчастого вала, інтенсивність охолодження циліндра, його розміри, конструктивні особливості камер згоряння, витік газів через нещільності поршневих кілець і клапанів.
1) За номограмі рис. 4.4 [1] визначаємо показник адіабати k1 = 1.3768.
2) Значення показника політропи стиснення приймаємо рівним n1 = 1.376.
3) Тиск в кінці стиснення:
МПа (3.18)
4) Температура в кінці стиснення:
До (3.19)
5) Середня мольна теплоємність в кінці стиснення:
а) свіжої суміші (повітря)
(3.20)
кДж / (кмоль · град);
де 775 - 273 = 502 ° С
б) залишкових газів (визначається методом інтерполяції за табл. 3.8 [1]) при nN = 4500 хв-1, α = 0.95 і tc = 502 ° С
кДж / (кмоль · град) (3.21)
де 24.014 і 24.440 - значення теплоємності продуктів згоряння при
відповідно при 500 і 600 єС, [1, табл. 3.8].
в) робочої суміші
(3.22)
кДж / (кмоль · град).

3.6 Процес згоряння
У ході цього процесу хімічна енергія палива перетворюється на теплову, яка потім розподіляється по частинах так: переходить в механічну роботу, йде на підвищення внутрішньої енергії газів; передається оточуючим поверхонь деталей і через них переходить до охолоджувальної рідини або до повітря; з палива не виділяється з -за неповного його згоряння; втрачається за рахунок дисоціації газів при високих температурах.
Найбільш інтенсивно паливо згоряє на ділянці індикаторної діаграми cz який називають ділянкою видимого згоряння.
Експериментально встановлено, що на ділянці cz, паливо завжди згоряє не повністю, а догорає далі в процесі розширення.
1) Коефіцієнт молекулярного зміни свіжої суміші:
(3.23)
2) Коефіцієнт молекулярного зміни робочої суміші:
(3.24)
3) Кількість теплоти, втрачене внаслідок хімічної неповноти згорання:
кДж / кг (3.25)
4) Теплота згоряння робочої суміші:
кДж / кмоль раб.см. (3.26)
5) Середня мольна теплоємність продуктів згоряння:
(3.27)

6) Коефіцієнт використання теплоти xz залежить від режиму роботи двигуна, способу сумішоутворення, умов охолодження камери згоряння, ступеня дисоціації газів і швидкохідності двигуна.
Приймаються xz = 0.93.
7) Температура в кінці видимого процесу згоряння
(3.28)


звідки tz = 2623 ° С
До (3.29)
8) Максимальний тиск згорання теоретичне:
МПа (3.30)
9) Максимальний тиск згорання дійсне:
МПа (3.31)
10) Ступінь підвищення тиску:
(3.32)
3.7 Процеси розширення і випуску
На початку процесу розширення, який умовно починається в момент досягнення в циліндрі максимальної температури циклу, триває підведення теплоти до робочого тіла, потім розширення відбувається з відведенням теплоти до стінок. Догорание в процесі розширення відбувається внаслідок недосконалості перемішування повітря з паливом, недостатнього часу на згоряння. Інтенсивний теплообмін між робочим тілом і стінками днища поршня, головки циліндрів, гільзи здійснюється протягом усього процесу розширення і різний для різних його ділянок. У результаті впливу догорання палива, відновлення продуктів дисоціації, охолодження розширюються газів, витоку газів через нещільності поршневих кілець і клапанів дійсний процес розширення протікає зі змінним значенням показника політропи.
Середній показник адіабати розширення k2 визначається за монограмі [1, рис.4.8] при заданому e для відповідних значень a і Tz, а середній показник політропи розширення n2 визначається за величиною середнього показника адіабати.
1) Тиск в кінці процесу розширення:
МПа (3.33)
2) Температура в кінці процесу розширення:
До (3.34)
3) Перевірка раніше прийнятої температури залишкових газів:
До (3.35)
%, Що припустимо (3.36)
3.8 Індикаторні параметри робочого циклу
Середнім індикаторним тиском рi називають умовне постійний тиск газів, яке, впливаючи на поршень, за один його хід від ВМТ до НМТ здійснює роботу, рівну роботу за один робочий цикл.
1) Теоретичне середнє індикаторне тиск:
(3.37)
МПа
У дійсному робочому циклі середнє індикаторне тиск виходить менше, з одного боку, з-за округлення індикаторної діаграми у розрахункових точок з, z і в, внаслідок початку горіння палива до ВМТ, початку відкриття випускного клапана до НМТ, а з іншого - через наявності насосних втрат при впуску і випуску. Втрати на округлення враховуються коефіцієнтом повноти jі індикаторної діаграми.
2) Середнє індикаторне тиск:
МПа (3.38)
де jі = 0.96 - коефіцієнтом повноти індикаторної діаграми.
Економічність протікання дійсного циклу оцінюється двома показниками: індикаторним ККД hi та питомою витратою палива gi на одиницю індикаторної потужності в одиницю часу.
3) індикаторного ККД називається відношення теплоти, зверненої в механічну роботу циклу, до теплоти, згоряння палива:
(3.39)
Значення індикаторного ККД hi завжди нижче термічного ККД ht, так як він враховує не тільки відведення теплоти до холодного джерела, а й втрати, пов'язані з неповнотою згоряння, відведенням теплоти до стінок і з відпрацьованими газами, дисоціацією, витоками газу через нещільність і т.д .
4) Індикаторний питома витрата палива:
г / (кВт · год) (3.40)
Індикаторна потужність не може бути повністю передана споживачу, оскільки деяка її частина неминуче витрачається на подолання різних опорів всередині двигуна. Цю частину потужності називають потужністю механічних втрат. До неї відноситься потужність, що витрачається: на тертя між рухомими деталями двигуна (наприклад, тертя поршнів і поршневих кілець), рухомими деталями з повітрям, маслом (маховик, шатун і ін); приведення в дію допоміжних агрегатів і пристроїв двигуна (насосів, генератора та ін); очищення і наповнення циліндра (насосні втрати); привід нагнітача (при механічному приводі від колінчастого валу).
3.9 Ефективні показники двигуна
1) Попередньо прийнявши хід поршня S = 92 мм , Отримаємо значення середньої швидкості поршня при nN = 4500 хв-1
м / с (3.41)
2) Середній тиск механічних втрат:
МПа (3.42)
3) Середнє ефективне тиск:
МПа (3.43)
4) Механічний ККД
(3.44)
Показниками економічності роботи двигуна в цілому (а не тільки його дійсного циклу) служать питома ефективна витрата палива ge і ефективний ККД Hе.
5) Ефективний ККД:
(3.45)
6) Ефективний питома витрата палива:
г / (кВт · год) (3.46)
3.10 Основні параметри циліндра і двигуна
1) Літраж двигуна
л (3.47)
де t = 4 - кількість тактів двигуна.
2) Робочий об'єм одного циліндра:
л (3.48)
де i = 4 - кількість циліндрів двигуна.
3) Діаметр циліндра. Так як хід поршня попередньо був прийнятий S = 81 мм , То:
мм (3.49)
Остаточно приймаємо D = 93 мм, S = 92 мм .
Основні параметри і показники двигуна визначаємо за остаточно прийнятим значенням і :
Площа поршня:
см2 (3.50)
Літраж двигуна:
л (3.51)
Потужність двигуна:
кВт (3.52)
Літрова потужність двигуна:
кВт / л (3.53)
Крутний момент:
Нм (3.54)
Часовий витрата палива:
кг / год (3.55)
3.11 Розрахунок і побудова індикаторної діаграми
Індикаторна діаграма будується з метою перевірки отриманого аналітичним шляхом значення середнього індикаторного подання протікання робочого циклу в циліндрі розраховується двигуна.
Індикаторна діаграма двигуна побудована для номінального режиму роботи двигуна, тобто при Ne = 85 кВт і n = 4500 хв-1, аналітичним методом.
Масштаб діаграми: масштаб ходу поршня Ms = 1 мм в мм; масштаб тиску Mp = 0.05 МПа у мм.
Величини в наведеному масштабі, відповідні робочому об'єму циліндра і об'єму камери згоряння:
мм (3.56)
мм (3.57)
Максимальна висота діаграми (точка )
мм (3.58)
За даними теплового розрахунку на діаграмі відкладаємо в обраному масштабі величини тисків у характерних точках.
Ординати характерних точок:
мм мм (3.59)
мм мм
мм
Побудова політропи стиснення і розширення аналітичним методом:
а) політропи стиснення . Звідси:
мм, (3.60)
де: мм;
б) політропи розширення . Звідси:
мм; (3.61)
Результати розрахунку точок наведено в табл. 3.1
Теоретичне середнє індикаторне тиск:
МПа (3.62)
де 2160 мм2 - площа діаграми .

Таблиця 3.1

№ точок	ОХ, мм	ВВ / ДГ	Політропи стиснення			Політропи розширення
				, Мм	, МПа		, Мм	, МПа
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18	10.8235 11.4235 13.0235 14.8235 18.8235 20.8235 22.8235 24.8235 32.6235 40.4235 48.2235 56.0235 63.8235 71.6235 79.4235 87.2235 95.0235 102.823	9.5000 9.0010 7.8952 6.9365 5.4625 4.9379 4.5052 4.1422 3.1518 2.5437 2.1322 1.8354 1.6111 1.4356 1.2946 1.1789 1.0821 1.0000	22.1487 20.5639 17.1701 14.3684 10.3431 9.0014 7.9342 7.0682 4.8531 3.6134 2.8345 2.3061 1.9275 1.6447 1.4266 1.2541 1.1147 1.0000	37.6415 34.9482 29.1804 24.4191 17.5780 15.2978 13.4842 12.0123 8.2478 6.1409 4.8172 3.9192 3.2757 2.7951 2.4245 2.1313 1.8944 1.6995	1.8821 1.7474 1.4590 1.2210 0.8789 0.7649 0.6742 0.6006 0.4124 0.3070 0.2409 0.1960 0.1638 0.1398 0.1212 0.1066 0.0947 0.0850	16.7537 15.6594 13.2892 11.3008 8.3794 7.3843 6.5833 5.9261 4.2092 3.2184 2.5805 2.1388 1.8168 1.5726 1.3817 1.2288 1.1038 1.0000	149.553 139.785 118.627 100.877 74.8000 65.9170 58.7668 52.9003 37.5739 28.7290 23.0349 19.0927 16.2178 14.0378 12.3336 10.9687 9.8533 8.9266	7.4777 6.9893 5.9314 5.0439 3.7400 3.2958 2.9383 2.6450 1.8787 1.4365 1.1517 0.9546 0.8109 0.7019 0.6167 0.5484 0.4927 0.4463

Величина 1,1739 МПа, отримана планіметрірованіем індикаторної діаграми, дуже близька до величини 1,1752 МПа, отриманої в тепловому розрахунку.
Округляє діаграми здійснюється на підставі таких міркувань і розрахунків. Так як розраховується двигун достатньо швидкохідний (n = 4500 хв-1), то фази газорозподілу необхідно встановлювати з урахуванням отримання доброї очистки циліндра від відпрацьованих газів і забезпечення дозарядки в межах, прийнятих у розрахунку. У зв'язку з цим початок відкриття впускного клапана встановлюється за 18є до приходу поршня у ВМТ, а закриття - Через 60є після проходу поршня НМТ. Початок відкриття випускного клапана приймається за 55є до приходу поршня у НМТ, а закриття точка - Через 25Є після проходу поршнем ВМТ. Враховуючи швидкохідність двигуна, кут випередження запалювання приймається рівним 35Є, а тривалість періоду затримки запалення - .
Відповідно до прийнятих фазами газорозподілу і кутом випередження запалювання визначаємо положення точок і за формулою для переміщення поршня.
(3.63)
де - Відношення радіуса кривошипа до довжини шатуна.
Вибір величини проводиться при проведенні динамічного розра-та, а при побудові індикаторної діаграми попередньо приймається l = 0,285.
Розрахунки ординат точок і зведені в табл. 3.2.
Положення точки визначається з виразу:
МПа (3.64)
мм (3.65)
Таблиця 3.2
Розрахунок ординат точок і

Позначення точок	Положення точок	j °		Відстані точок від ВМТ (АХ), мм
	18є до в.м.т.	18	0.0626	2.8773
	25Є після в.м.т.	25	0.1191	5.4806
	60є після н.м.т.	120	1.6069	73.9163
	35Є до в.м.т	35	0.2277	10.4755
	30є до в.м.т	30	0.1696	7.8016
	55є до н.м.т.	125	1.6692	76.7830

Дійсне тиск згорання:
МПа (3.66)
мм (3.67)
Наростання тиску від точки до zД становить 6.356-2.3526 = 4,003 МПа або 4.003/10 = 0.4 МПа / град п.к.в., де 10 - положення точки zД по осі абсцис, град.
Поєднуючи плавними кривими точки r з , з і далі з zД і кривою розширення з (Точка розташовується між точками b і a) і лінією випуску , Отримуємо округляє індикаторну діаграму .

4. Кінематика
1) Вибір λ і довжини Lш шатуна.
З метою зменшення висоти двигуна без значного збільшення інерційних та нормальних сил ставлення радіусу кривошипа до довжини шатуна попередньо було прийнято в тепловому розрахунку λ = 0.285. Відповідно до цього
мм (4.1)
Побудувавши кінематичну схему кривошипно-шатунного механізму (рис. 4.1), встановлюємо, що раніше прийняті значення Lш і λ забезпечують рух шатуна без зачіпання за нижню кромку циліндра.
2) Переміщення поршня.
мм. (4.2)
Розрахунок Sx проводиться аналітично через кожні 10є кута повороту колінчастого валу Значення для при різних φ взяті з табл. 7.1 [1] і занесені до гр. 2 розрахункової табл. 4.1.
3) Кутова швидкість обертання колінчастого вала
рад / с (4.3)

4) Швидкість поршня

м / с. (4.4)
Значення для взяті з табл. 7.2 [1] і занесені до гр. 4, а розраховані значення Vп - у гр. 5 табл. 4.1.
5) Прискорення поршня
м/с2 (4.5)
Значення для взяті з табл. 7.3 [1] і занесені до гр. 6, а розраховані значення j - у гр. 7 табл. 4.1.

Таблиця 4.1

Кінематичний розрахунок

	φє				Sx, мм				Vп, м / с			j, м / с 2
	1		2		3		4		5	6		7
	0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190		0 0.0195 0.0770 0.1696 0.2928 0.4408 0.6069 0.7838 0.9646 1.1425 1.3119 1.4679 1.6069 1.7264 1.8249 1.9017 1.9564 1.9891 2.0000 1.9891		0 0.8965 3.5409 7.8016 13.4703 20.2784 27.9163 36.0553 44.3695 52.5550 60.3452 67.5211 73.9163 79.4149 83.9464 87.4759 89.9926 91.4988 92.0000 91.4988		0 0.2224 0.4336 0.6234 0.7831 0.9064 0.9894 1.0313 1.0335 1.0000 0.9361 0.8481 0.7426 0.6257 0.5025 0.3766 0.2504 0.1249 -0.0000 -0.1249		0 4.8207 9.3995 13.5136 16.9757 19.6476 21.4480 22.3553 22.4042 21.6770 20.2912 18.3842 16.0977 13.5635 10.8917 8.1634 5.4284 2.7077 -0.0000 -2.7077	1.2850 1.2526 1.1580 1.0085 0.8155 0.5933 0.3575 0.1237 -0.0942 -0.2850 -0.4415 -0.5603 -0.6425 -0.6923 -0.7166 -0.7235 -0.7214 -0.7170 -0.7150 -0.7170		13126 12796 11829 10302 8331 6061 3652 1264 -962 -2911 -4510 -5724 -6563 -7072 -7320 -7391 -7369 -7324 -7304 -7324
200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360		1.9564 1.9017 1.8249 1.7264 1.6069 1.4679 1.3119 1.1425 0.9646 0.7838 0.6069 0.4408 0.2928 0.1696 0.0770 0.195 0		89.9926 87.4759 83.9464 79.4149 73.9162 67.5211 60.3452 52.5550 44.3695 36.0553 27.9162 20.2784 13.4703 7.8016 3.5409 0.8965 0		-0.2504 -0.3766 -0.5025 -0.6257 -0.7426 -0.8481 -0.9361 -1.0000 -1.0335 -1.0313 -0.9894 -0.9064 -0.7831 -0.6234 -0.4336 -0.2224 0.0000		-5.4284 -8.1634 -10.8917 -13.5635 -16.0977 -18.3842 -20.2912 -21.6770 -22.4042 -22.3553 -21.4480 -19.6476 -16.9757 -13.5136 -9.3995 -4.8207 0.0000			-0.7214 -0.7235 -0.7166 -0.6923 -0.6425 -0.5603 -0.4415 -0.2850 -0.0942 0.1237 0.3575 0.5933 0.8155 1.0085 1.1580 1.2526 1.2850		-7369 -7391 -7320 -7072 -6563 -5724 -4510 -2911 -962 1264 3652 6061 8331 10302 11829 12796 13126

5. ДИНАМІКА
5.1. Сили тиску газів
Індикаторну діаграму, отриману в тепловому розрахунку, розгортають по куту повороту кривошипа за методом Брикса.
Для цього під індикаторної діаграмою будують допоміжну півколо радіусом R = S / 2. Від центру півкола (точка О) у бік НМТ відкладаємо поправку Брикса рівну
мм (5.1)
де Мs = 1мм у мм - масштаб ходу поршня на індикаторної діаграмі.
Півколо ділять променями від центру О на кілька частин, а з центру Брикса (точка О ¢) проводять лінії, паралельні цим променям. Точки, отримані на півкола, відповідають певним кутах j (на лист 2 інтервал між точками дорівнює 30 °). З цих точок проводять вертикальні лінії до перетину з лініями індикаторної діаграми і отримані величини тисків відкладають на вертикалі відповідний кутів j. Розгортку індикаторної діаграми починаємо від ВМТ в процесі ходу випуску. При цьому слід враховувати, що на згорнутої індикаторної діаграмі тиск відраховують від абсолютного нуля, а на розгорнутій показують надлишковий тиск над поршнем ΔPr = Pr - Po. Отже, тиску в циліндрі двигуна, менші атмосферного, на розгорнутій діаграмі будуть негативними. Сили тиску газів, спрямовані до осі колінчастого вала, вважаються позитивними, а від колінчастого валу - негативними.
Масштаби розгорнутої діаграми: тисків і питомих сил Мр = 0.05 МПа в мм; повних сил Мр = МрFn = 0.05 · 0.00679291 = 0.00034 МН у мм; кута повороту кривошипа Мj = 3 в мм, або
радий у мм (5.2)
де ОВ = 240 мм - довжина розгорнутої індикаторної діаграми.
За розгорнутої діаграмі через кожні 10 ° кута повороту кривошипа визначають значення Δрг і заносять в гр.2 зведеної таблиці 5.1 динамічного розрахунку (у таблиці 5.1 значення наведено через 10 °).
5.2 Приведення мас частин кривошипно-шатунного механізму
З урахуванням діаметра циліндра, відносини S / D, рядного розташування циліндрів і досить високого значення Рz встановлюють такі значення мас частин КШМ:
маса поршневої групи (для поршня з алюмінієвого сплаву прийнято mn ¢ = 100 кг/м2)
кг; (5.3)
маса шатуна (для сталевого кованого шатуна прийнято m ¢ ш = 150 кг/м2)
кг; (5.4)
маса неврівноважених частин одного коліна валу без противаг (для литого чавунного валу прийнято m ¢ к = 140 кг/м2)
кг; (5.5)
Маса шатуна, зосереджена на осі поршневого пальця:
кг; (5.6)
Маса шатуна, зосереджена на осі кривошипа:
кг; (5.7)
Маси, які вчиняють зворотно-поступальний рух:
кг; (5.8)
Маси, які вчиняють обертальний рух:
кг; (5.9)
5.3 Питомі повні сили інерції
У гр. 3 табл. 5.1 заносимо значення і визначаємо значення питомої сили зворотно-поступально рухомих мас (гр. 4):
кН (5.10)
Відцентрова сила інерції обертових мас
кН (5.11)
Відцентрова сила інерції обертових мас шатуна
кН (5.12)
Відцентрова сила інерції обертових мас кривошипа
кН. (5.13)
5.4 Питомі сумарні сили
Питома сила (МПа), зосереджена на осі поршневого пальця:
(5.14)
Питома нормальна сила (МПа):
(5.15)
Значення tgb визначають для обраного l і заносять в гр.6, а значення pN - у гр.7.
Питома сила (МПа), що діє вздовж шатуна (гр.9):
(5.16)
Питома сила (МПа), що діє по радіусу кривошипа (гр. 11):
(5.17)
Питома (гр.13) і повна (гр. 14) тангенціальні сили:
МПа (5.18)
кН (5.19)
За даними табл. 5.1 на аркуші міліметрового паперу будують графіки зміни питомих сил рj, р, ps, pN, pк і РТ в залежності від зміни кута повороту колінчастого валу j.
Середнє значення тангенціальною сили за цикл:
за даними теплового розрахунку:
Н (5.20)
за площею, укладеної між кривою РТ і віссю абсцис:
МПа (5.21)
Н (5.22)
помилка % (5.23)
5.5 Крутні моменти
Крутний момент одного циліндра (гр.15)
Нм (5.24)
Період зміни крутного моменту чотиритактного двигуна з рівними інтервалами між спалахами
(5.25)
Підсумовування значень крутних моментів усіх чотирьох циліндрів двигуна здійснюється табличним методом (табл.5.2) через кожні 10 ° кута повороту колінчастого валу і за отриманими даними будується крива Мкр в масштабі Мм = 10 Нм в мм.

Таблиця 5.2

Крутний момент

φєколенчатого вала	Циліндри
	1-й		2-й		Третя		4-й		Мкр, Н · м
	φ ° кривошипа	Мкр.ц., Н · м	φ ° кривошипа	Мкр.ц., Н · м	φ ° кривошипа	Мкр.ц., Н · м	φ ° кривошипа	Мкр.ц., Н · м
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180	0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180	0 -126.06 -228.62 -286.88 -292.31 -247.41 -164.62 -62.482 39.089 123.80 181.71 209.64 210.75 191.53 159.34 120.73 80.137 39.822 0	180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360	0 -39.822 -80.137 -120.73 -159.34 -191.53 -211.90 -212.28 -186.68 -144.11 -69.813 9.1974 97.947 157.94 165.99 137.60 84.198 17.853 0	360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540	0 308.181 458.256 379.512 300.062 239.713 274.208 297.597 335.010 347.226 376.005 358.912 323.977 272.319 217.996 162.385 104.744 50.1729 0	540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690 700 710 720	0 -48.2200 -94.9800 -140.091 -182.025 -218.785 -235.013 -232.097 -200.707 -137.869 -49.7622 51.8257 154.391 238.039 284.223 280.450 224.151 124.127 0	0 94.0695 54.5114 -168.2001 -333.6298 -418.0159 -337.3366 -209.2665 -13.2920 189.0466 438.1470 629.5764 787.0669 859.8313 827.5603 701.1746 493.2327 231.9763 0

Середній крутний момент двигуна:
за даними теплового розрахунку
Нм (5.26)
за площею, укладеної під кривою Мкр:
Нм (5.27)
помилка % (5.28)
Максимальний та мінімальний крутні моменти:
Мкр.max = 860 Hм; Мкр min = -418 Hм.
5.6 Сили, що діють на шатунную шийку колінчастого вала
Для проведення розрахунку результуючої сили, що діє на шатунную шийку рядного двигуна, складають таблицю 5.3, в яку переносять значення сили Т.
Сумарна сила, що діє на шатунную шийку по радіусу кривошипа:
кН (5.29)
де: кН (5.30)
Результуюча сила Rш.ш., що діє на шатунную шийку, підраховується графічним складанням векторів сил Т і Рк при побудові полярної діаграми. Масштаб сил на полярній діаграмі для сумарних сил Мр = 0.1 кН в мм. Значення Rш.ш для різних φ заносять в таблицю і по них будують діаграму Rш.ш в прямокутних координатах.
За розгорнутої діаграмі Rш.ш визначають:
кН (5.31)
Rш.ш.max = 22.9 кН, Rш.ш.min = 4.85 кН,
де ОВ - довжина діаграми, мм
F - площа під кривою Rш.ш, мм2.
Таблиця 5.3
Сили, що діють на шатунную шийку

		Повні сили, кН
		Т	До		Рк		Rш.ш.		Крк		Rк
1		2	3		4		5		6		7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210		0 -2.7406 -4.9702 -6.2367 -6.3547 -5.3785 -3.5788 -1.3583 0.8498 2.6915 3.9504 4.5574 4.5815 4.1637 3.4641 2.6246 1.7421 0.8657 0 -0.8657 -1.7421 -2.6246	-12.4724 -12.0490 -10.3812 -7.9295 -5.2376 -2.7958 -1.0132 -0.1091 -0.0915 -0.7926 -1.9372 -3.2395 -4.4545 -5.4336 -6.1253 -6.5563 -6.7838 -6.8806 -6.9060 -6.8806 -6.7838 -6.5563		-20.0186 -19.5951 -17.9274 -15.4756 -12.7837 -10.3419 -8.5594 -7.6552 -7.6377 -8.3388 -9.4833 -10.7857 -12.0007 -12.9797 -13.6715 -14.1024 -14.3300 -14.4267 -14.4522 -14.4267 -14.3300 -14.1024		20.0186 19.7858 18.6036 16.6851 14.2761 11.6569 9.2775 7.7748 7.6848 8.7624 10.2732 11.7090 12.8455 13.6312 14.1035 14.3445 14.4355 14.4527 14.4522 14.4527 14.4355 14.3445		-29.7331 -29.3097 -27.6419 -25.1902 -22.4983 -20.0565 -18.2740 -17.3698 -17.3523 -18.0534 -19.1979 -20.5002 -21.7153 -22.6943 -23.3861 -23.8170 -24.0445 -24.1413 -24.1668 -24.1413 -24.0445 -23.8170		29.7331 29.4375 28.0852 25.9508 23.3786 20.7652 18.6211 17.4228 17.3731 18.2529 19.6001 21.0007 22.1933 23.0731 23.6412 23.9612 24.1076 24.1568 24.1668 24.1568 24.1076 23.9612
220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 660 670	-3.4641 -4.1637 -4.6067 -4.6149 -4.0583 -3.1330 -1.5177 0.1999 2.1293 3.4335 3.6085 2.9915 1.8304 0.3881 0 6.6996 9.9621 8.2503 6.5231 5.2112 5.9611 6.4695 7.2828 7.5484 8.1740 7.8024 7.0430 5.9200 4.7390 3.5301 2.2771 1.0907 0 -1.0483 -2.0648 -3.0455 -3.9571 -4.7562 -5.1090 -5.0456 -4.3632 -2.9972 -1.0818 1.1266 3.3563 5.1748			-6.1253 -5.4336 -4.4789 -3.2803 -1.9901 -0.9227 -0.1635 -0.0161 -0.6029 -1.7847 -2.9742 -3.8034 -3.8232 -1.7064 2.6894 29.4541 20.8079 10.4895 5.3764 2.7088 1.6877 0.5196 -0.7846 -2.2230 -4.0083 -5.5461 -6.8477 -7.7254 -8.3797 -8.8182 -8.8669 -8.6690 -8.5703 -8.3316 -8.0403 -7.6076 -6.9970 -6.2067 -4.9674 -3.5865 -2.1396 -0.8827 -0.1165 -0.0905 -0.9503 -2.6899		-13.6715 -12.9797 -12.0251 -10.8265 -9.5363 -8.4688 -7.7096 -7.5622 -8.1490 -9.3309 -10.5203 -11.3496 -11.3693 -9.2525 -4.8568 21.9079 13.2618 2.9434 -2.1698 -4.8374 -5.8584 -7.0266 -8.3307 -9.7692 -11.5545 -13.0923 -14.3939 -15.2716 -15.9259 -16.3644 -16.4130 -16.2152 -16.1165 -15.8777 -15.5864 -15.1537 -14.5432 -13.7529 -12.5135 -11.1327 -9.6858 -8.4288 -7.6627 -7.6366 -8.4964 -10.2360		14.1035 13.6312 12.8773 11.7690 10.3639 9.0298 7.8576 7.5648 8.4226 9.9426 11.1220 11.7372 11.5157 9.2606 4.8568 22.9094 16.5867 8.7596 6.8745 7.1103 8.3580 9.5513 11.0653 12.3456 14.1535 15.2409 16.0246 16.3789 16.6160 16.7408 16.5702 16.2518 16.1165 15.9123 15.7226 15.4567 15.0719 14.5521 13.5163 12.2227 10.6232 8.9458 7.7387 7.7193 9.1353 11.4697		-23.3861 -22.6943 -21.7397 -20.5411 -19.2508 -18.1834 -17.4242 -17.2768 -17.8636 -19.0455 -20.2349 -21.0641 -21.0839 -18.9671 -14.5714 12.1934 3.5472 -6.7712 -11.8844 -14.5520 -15.5730 -16.7412 -18.0453 -19.4837 -21.2691 -22.8069 -24.1085 -24.9862 -25.6405 -26.0789 -26.1276 -25.9297 -25.8310 -25.5923 -25.3010 -24.8683 -24.2578 -23.4674 -22.2281 -20.8472 -19.4003 -18.1434 -17.3773 -17.3512 -18.2110 -19.9506		23.6412 23.0731 22.2224 21.0531 19.6740 18.4513 17.4902 17.2779 17.9900 19.3525 20.5541 21.2755 21.1632 18.9710 14.5714 13.9127 10.5748 10.6731 13.5569 15.4569 16.6749 17.9477 19.4595 20.8948 22.7857 24.1046 25.1162 25.6779 26.0747 26.3168 26.2266 25.9527 25.8310 25.6138 25.3851 25.0541 24.5784 23.9446 22.8077 21.4491 19.8849 18.3893 17.4109 17.3877 18.5177 20.6108
680 690 700 710 720	6.1788 6.0967 4.8729 2.6984 0			-5.0926 -7.7515 -10.1780 -11.8633 -12.4724		-12.6387 -15.2977 -17.7241 -19.4095 -20.0186		14.0682 16.4678 18.3818 19.5962 20.0186		-22.3533 -25.0122 -27.4387 -29.1241 -29.7331		23.1915 25.7446 27.8681 29.2488 29.7331

За полярної діаграмі будують діаграму зносу шатунной шийки. Суму сил Rш.ш.j, що діють по кожному променю діаграми зносу (від 1 до 12) визначають за допомогою таблиці 5.4. За даними таблиці в масштабі по кожному променю відкладають величину сумарних сил ΣRш.ші від кола до центру. За променям 4 і 5 сили ΣRш.ші не діють, а по променям 6,7 і 8 діють сили тільки в інтервалі 360є <φ <390є.
За діаграмою зносу визначають розташування осі масляного отвори .
Таблиця 5.4

Rш.ш.i	Значення Rш.ш.i, кН, для променів
	1	2	3	4	5	6	7		8		9		10		11	12
Rш.ш. 0	20.0186	20.0186	20.0186	-	-	-	-		-		-		-		20.0186	20.0186
Rш.ш. 30	16.6851	16.6851	16.6851	-	-	-	-		-		-		-		-	16.6851
Rш.ш. 60	9.2775	9.2775	9.2775	-	-	-	-		-		-		-		-	9.2775
Rш.ш. 90	8.7624	8.7624	-	-	-	-	-		-		-		-		8.7624	8.7624
Rш.ш. 120	12.8455	12.8455	-	-	-	-	-		-		-		-		12.8455	12.8455
Rш.ш. 150	14.3445	14.3445	-	-	-	-	-		-		-		-		14.3445	14.3445
Rш.ш. 180	14.4522	14.4522	14.4522	-	-	-	-		-		-		-		14.4522	14.4522
Rш.ш. 210	14.3445	14.3445	14.3445	-	-	-	-		-		-		-		-	14.3445
Rш.ш. 240	12.8773	12.8773	12.8773	-	-	-	-		-		-		-		-	12.8773
Rш.ш. 270	9.0291	9.0291	9.0291	-	-	-	-		-		-		-		-	9.0291
Rш.ш. 300	8.4226	8.4226	-	-	-	-	-		-		-		-		8.4226	8.4226
Rш.ш. 330	11.7372	11.7372	-	-	-	-	-		-		-		-		11.7372	11.7372
Rш.ш. 360	4.8568	4.8568	4.8568	-	-	-	-		-		-		-		4.8568	4.8568
Rш.ш. 390	-	-	-	-	-	-	-		8.759		8.759		8.759		8.759	8.759
Rш.ш. 420	8.358	-	-	-	-	-	-		-		-		8.358		8.358	8.358
Rш.ш. 450	12.3456	-	-	-	-	-	-		-		-		12.3456		12.3456	12.3456
Rш.ш. 480	16.0246	16.0246	-	-	-	-	-		-		-		-		16.0246	16.0246
Rш.ш.i	1	2	3	4	5	6	7	8		9		10		11			12
Rш.ш. 510	16.7408	16.7408	-	-	-	-	-	-		-		-		16.7408			16.7408
Rш.ш. 540	16.1165	16.1165	16.1165	-	-	-	-	-		-		-		16.1165			16.1165
Rш.ш. 570	15.4567	15.4567	15.4567	-	-	-	-	-		-		-		-			15.4567
Rш.ш. 600	13.5163	13.5163	13.5163	-	-	-	-	-		-		-		-			13.5163
Rш.ш. 630	8.9458	8.9458	8.9458	-	-	-	-	-		-		-		-			8.9458
Rш.ш. 660	9.1353	9.1353	-	-	-	-	-	-		-		-		9.1353			9.1353
Rш.ш. 690	16.4658	16.4658	-	-	-	-	-	-		-		-		16.4658			16.4658
SRш.ш.	291	270	147	-	-	-	-	8.759		8.759		29.46		191			291

5.7 Зрівноважування
Порядок роботи двигуна 1-2-4-3. Проміжки між спалахами рівні 180є. Колінчастий вал двигуна має кривошипи, розташовані під кутом 180є.
Відцентрові сили інерції розраховується двигуна і їх моменти повністю урівноважені:
і (5.32)
Сили інерції першого порядку і їхні моменти також урівноважені:
і (5.33)
Сили інерції другого порядку для всіх циліндрів направлені в один бік:
(5.34)
Зрівноважування сил інерції другого порядку в розраховується двигуні недоцільно, бо застосування двохвальною системи з противагами для врівноваження значно ускладнить конструкцію двигуна.
Моменти від сил інерції другого порядку у зв'язку із дзеркальним розташуванням циліндрів повністю урівноважені:
(5.35)
5.8 Рівномірність крутного моменту і рівномірність ходу двигуна.
Рівномірність крутного моменту:
; (5.36)
Надлишкова робота крутного моменту:
Дж (5.37)
де - Площа над прямий середнього крутного моменту, мм2.
радий у мм - масштаб кута повороту вала на
діаграмі Мкр.
Рівномірність ходу двигуна приймаємо δ = 0.01.
Момент інерції рухомих мас двигуна, приведених до осі колінчастого вала:
кг · м 2 (5.38)

6. РОЗРАХУНОК деталей кривошипно-шатунного МЕХАНІЗМУ НА МІЦНІСТЬ
6.1 Розрахунок поршня
Найбільш напруженим елементом поршневої групи є поршень, що сприймає високі газові, інерційні та теплові навантаження, тому при його виготовленні до матеріалу пред'являються підвищені вимоги. Поршні автомобільних і тракторних двигунів виготовляють в основному з алюмінієвих сплавів і рідше з чавуну.
Основні конструктивні співвідношення розмірів елементів поршня (рис. 6.1) наведено в табл. 6.1. Величину верхньої частини поршня h1 вибираємо, виходячи із забезпечення однакового тиску опорної поверхні поршня по висоті циліндра і міцності бобишек, ослаблених отворами для пропуску масла. Ця умова забезпечується при
(6.1)
де hr - висота головки поршня.
Відстань b між торцями бобишек залежить від способу кріплення поршневого пальця і ​​звичайно приймається на 2 - 3 мм більше довжини верхньої голівки шатуна Lш. Конкретні значення конструктивних елементів поршня приймаються за прототипам з урахуванням співвідношень, наведені в табл. 6.1.
Перевірочний розрахунок елементів поршня здійснюється без урахування змінних навантажень, величина яких враховується при встановленні відповідних допустимих напружень. Розраховують днище, стінку головки, верхню кільцеву перемичку, опорну поверхню і спідницю поршня.
Днище поршня розраховується на вигин від дії максимальних газових умов рzmax як рівномірно навантажена кругла плита, вільно спирається на циліндр.
Матеріал поршня - алюмінієвий сплав, αп = 22.10 -6 1 / К.
Матеріал гільзи циліндра - сірий чавун, αц = 11.10 -6 1 / К.
Для дизелів максимальний тиск газів зазвичай досягається при роботі на режимі максимальної потужності.
Таблиця 6.1

Найменування	діапазон		значення
Товщина днища поршня, d	(0,12 ¸ 0,20) D		8
Висота поршня, Н	(1,0 ¸ 1,7) D		105
Висота верхньої частини поршня, h1	(0,6 ¸ 1,0) D
Висота спідниці поршня, hю	(0,6 ¸ 1,1) D		65
Діаметр бобишки, dб	(0,3 ¸ 0,5) D
Відстань між торцями бобишек, b	(0,3 ¸ 0,5) D		44
Товщина стінки спідниці поршня, dю, мм	2,0 ¸ 5,0
Товщина стінки головки поршня, s	(0,05 ¸ 0,10) D		7
Відстань до першої поршневий канавки, l	(0,11 ¸ 0,20) D
Товщина першого кільцевої перемички, hп	(0,04 ¸ 0,07) D		4
Радіальна товщина кільця, t
компресійного	(0,040 ¸ 0,045) D		4
маслос'емного	(0,038 ¸ 0,043) D		3
Висота кільця, а, мм	3-5		3
Різниця між величинами зазорів замку кільця у вільному і робочому стані Ао	(3,2 - 4,0) t
Радіальний зазор кільця в канаві поршня Δt, мм
компресійного	0,70 - 0,95		0.8
маслос'емного	0,9 - 1,1
Внутрішній діаметр поршня, di	D - 2 (s + t + Δt)
Число масляних отворів в поршні, Nм	6-12		10
Діаметр масляного каналу, dм	(0,3 - 0,5) a		1
Зовнішній діаметр пальця, dп	(0,30 ¸ 0,38) D		24
Внутрішній діаметр пальця, dв	(0,50 ¸ 0,70) dп		16
Довжина пальця, lп	(0,80 ¸ 0,90) D		80
Довжина втулки шатуна, Lш	(0,33 ¸ 0,45) D		40

Напруга вигину (МПа) у днище поршня
МПа (6.2)
де рzmax = Рz = 6.356 МПа - максимальний тиск згорання;
мм - внутрішній радіус днища.
Днище поршня має бути посилений ребрами жорсткості. Крім того, з метою підвищення зносо-і термостійкості поршня доцільно здійснити тверде анодування днища і вогневого пояса, що зменшить можливості перегріву і прогорання днища, а також пригорання верхнього компресійного кільця.
При відсутності у днища ребер жорсткості допустимі значення напруг [sіз] (МПа) лежать в межах:
Для поршнів з алюмінієвих сплавів ... ... ... ... .... ... .. ... 20-25
При наявності ребер жорсткості [sіз] зростають:
Для поршнів з алюмінієвих сплавів ... ... ... ... ... ... ... ... до 50-150
Головка поршня в перерізі х-х, ослаблена отворами для відведення масла, перевіряється на стиск і розрив.
Напруга стиснення в перерізі х-х:
площа перерізу х - х
м2 (5.3)
де мм - діаметр поршня по дну канавок;
мм - внутрішній діаметр поршня;
мм2 - площа поздовжнього діаметрального
перерізу масляного каналу.
Максимальна стискаюча сила:
МН (6.4)
Напруга стиснення:
МПа (6.5)
Допустимі напруги на стиск для поршнів з алюмінієвих сплавів [sсж] = 30 ¸ 40 МПа.
Напруга розриву в перерізі х-х:
- Максимальна кутова швидкість холостого ходу:
рад / с (6.6)
- Маса головки поршня з кільцями, розташованими вище перетину х-х:
кг (6.7)
- Максимальна розриває сила:
(6.8)
МН
Допустимі напруги на розрив для поршня з алюмінієвих сплавів [SР] = 4 ¸ 10 МПа.
- Напруга розриву:
МПа (6.9)
Напруга у верхній кільцевої перемичці:
- Зрізу:
МПа (6.10)
де D = 93 мм - діаметр циліндра;
hп = 4 мм - товщина верхньої кільцевої перемички.
- Вигину:
МПа (6.11)
- Складне:
МПа (6.12)
допустимі напруження sS (МПа) у верхніх кільцевих перемичках з урахуванням значних температурних навантажень знаходяться в межах:
для поршнів з алюмінієвих сплавів ... ... ... ... .... ... 30-40.
Питомий тиск поршня на стінку циліндра:
МПа (6.13)
МПа (6.14)
де Nmax = 0.0025 МН - найбільша нормальна сила, що діє на стінку
циліндра при роботі двигуна на режимі максимальної
ної потужності.
Для сучасних автомобільних і тракторних двигунів q1 = 0.3 ¸ 1.0 і q2 = 0.2 ¸ 0.7 МПа.
Гарантована рухливість поршня в циліндрі досягається за рахунок встановлення оптимальних діаметральні зазорів між циліндром і поршнем при різних теплових навантаженнях, що виникають у процесі роботи дизеля. За статистичними даними для алюмінієвих поршнів з нерозрізними спідницями
Δr = (0.006 ¸ 0.008) D = 0.007 · 93 = 0.651 мм (6.15)
Δю = (0.001 ¸ 0.002) D = 0.002 · 93 = 0.186 мм (6.16)
Діаметри голівки і спідниці поршня:
мм (6.17)
мм (6.18)
Діаметральні зазори в гарячому стані:
(6.19)
мм
(6.20)
мм
де aц = 11 × 10-6 1 / К - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу
циліндра;
aп = 22 × 10-6 1 / К - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу поршня;
Тц = 383 К - температура стінок циліндра;
ТR = 593 К - температура головки у робочому стані;
Тю = 413 К - температура спідниці поршня в робочому стані;
Те = 293 К - початкова температура циліндра і поршня.
6.2 Розрахунок поршневого кільця
Поршневі кільця працюють в умовах високих температур і значних змінних навантажень, виконуючи три основні функції:
- Герметизації надпоршневому простору з метою максимально можливого використання теплової енергії палива;
- Відводу надлишкової частки теплоти від поршня в стінки циліндра;
- "Управління маслом", тобто раціонального розподілу масляного шару по дзеркала циліндра і обмеження попадання масла в камеру згоряння.
Матеріал кільця - сірий чавун. Е = 1.2 · 105 МПа.
Середній тиск кільця на стінку циліндра:
(6.21)
МПа
де мм.
Тиск кільця на стінку циліндра в різних точках кола при каплевидної формі епюри тиску:
, [МПа] (6.22)
Результати розрахунку р, а також μк для різних кутів ψ наведені нижче:

Кут ψ, який визначає положення поточного тиску кільця, град	0	30	60	90	120	150	180
Коефіцієнт μк	1.05	1.05	1.14	0.90	0.45	0.67	2.85
Тиск р у відповідній точці, МПа	0.224	0.222	0.218	0.214	0.218	0.271	0.320

За цими даними побудована каплевидна епюра тисків кільця на стінку циліндра (рис. 5.2).
Напруга вигину кільця в робочому стані:
МПа (6.23)
Напруга вигину при надяганні кільця на поршень:
МПа (6.24)
Монтажний зазор в замку поршневого кільця:
(6.25)
мм
де мм - мінімально допустимий зазор в замку кільця під час роботи двигуна;
AК = 11.10 -6 1 / К - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу кільця;
aц = 11.10 -6 1 / К - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу гільзи;
Тк = 493 До - температура кільця в робочому стані;
Тц = 383 К - температура стінок циліндра;
Те = 293 К - початкова температура.
6.3 Розрахунок поршневого пальця
Під час роботи двигуна поршневий палець піддається впливу перемінних навантажень, що призводять до виникнення напружень згину, зсуву, зминання і овалізаціі. Відповідно до вказаних умов роботи до матеріалів, що застосовуються для виготовлення пальців, пред'являються вимоги високої міцності і в'язкості. Цим вимогам задовольняють цементовані маловуглецеві та леговані сталі
Для розрахунку приймаємо такі дані:
зовнішній діаметр пальця dn = 25 мм,
внутрішній діаметр пальця db = 16 мм,
довжину пальця ln = 80 мм,
довжину втулки шатуна Lш = 40 мм,
відстань між торцями бобишек b = 44 мм.
Матеріал поршневого пальця - сталь 15Х, Е = 2 · 105 МПа.
Палець плаваючого типу.
Розрахунок поршневого пальця включає визначення питомих тисків пальця на втулку верхньої головки шатуна і на бобишки, а також напружень від згину, зрізу і овалізаціі.
Максимальні напруги виникають у пальцях дизелів при роботі на номінальному режимі.
Розрахункова сила, що діє на поршневий палець:
- Газова
МН (6.26)
де рzmax = Рz = 6.356 МПа - максимальний тиск газів на номінальному
режимі;
мм2 - площа поршня;
- Інерційна
МН (6.27)
де рад / с
- Розрахункова
МН (6.28)
де k = 0.82 - коефіцієнт, що враховує масу поршневого пальця.
Питомий тиск (МПа) пальця на втулку поршневий головки шатуна
МПа (6.29)
де м - зовнішній діаметр пальця;
м - довжина опорної поверхні пальця в головки шатуна.

Питомий тиск пальця на бобишки

МПа (6.30)
Напруга вигину в середньому перерізі пальця:
(6.31)
МПа
де a = dв / dп = 0.64 - відношення внутрішнього діаметру пальця до зовнішнього.
Для автомобільних і тракторних двигунів [sіз] = 100 ¸ 250 МПа.
Дотичні напруги зрізу пальця в перетинах між бобишками і голівкою шатуна:
(6.32)
Мпа
Для автомобільних і тракторних двигунів [t] = 60 ¸ 250 МПа.
Максимальна овалізація пальця (найбільше збільшення горизонтального діаметра Δ dnmax, мм) спостерігається в його середній, найбільш напруженою частини:
(6.33)
мм
де Е = 2.105 МПа - модуль пружності матеріалу пальця.
Напруга овалізаціі на зовнішній поверхні пальця:
- В горизонтальній площині (точки 1, ψ = 0?):
(6.34)
МПа
-У вертикальній площині (точки 3, ψ = 90 º):
(6.35)
МПа
Напруга овалізаціі на внутрішній поверхні пальця:
- В горизонтальній площині (точки 2, ψ = 0?):
(6.36)
МПа;
-У вертикальній площині (точки 4, ψ = 90 º):
(6.37)
МПа.

7. КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ
Конструкторський розділ призначений для розгляду основного завдання цієї роботи - удосконалення системи охолодження двигуна ЗМЗ 406 застосовуваного на автомобілях ГАЗ 2705, 3221 «ГАЗЕЛЬ» і їх модифікаціях. При цьому зміни в двигуні прийняті в тепловому розрахунку, тобто форсування двигуна для підвищення його тягових і швидкісних характеристик прийняті як перспективні і становлять інтерес з практичної, а в даному випадку ще і з теоретичної точки зору. Беручи дані, отримані в тепловому розрахунку, і враховуючи, що після форсування двигуна збільшилася потужність нетто, а отже тепловий режим став більш напруженим був проведений розрахунок системи охолодження.
7.1 Розрахунок рідинної системи охолодження
Модернізуючи систему охолодження двигуна внутрішнього згоряння проведемо попередній її розрахунок згідно матеріалу, викладеного в [4]. Однак даний розрахунок є перевірочним і ведеться в першому наближенні, з тим, щоб зберегти геометричні, теплові та інші параметри основних деталей системи охолодження максимально уніфікуючи її з існуючою конструкцією у разі доопрацювання. При розрахунку системи охолодження двигуна вихідною величиною є кількість відведеного від нього в одиницю часу тепла Qω (ккал / год). Ця кількість може бути визначена з рівняння теплового балансу, або (орієнтовно) на підставі експериментальних даних. У даній роботі використовуємо другий варіант, на підставі експериментальних даних, вибираючи коефіцієнти і емпіричні дані припускаючи найбільш напружений тепловий режим роботи.
В якості циркулюючої охолоджуючої рідини приймаємо етіленгліколевую незамерзаючу суміш (антифриз).
Таким чином, кількість тепла відведеного від двигуна за одиницю часу:
Qω = qωNeN = 860 ∙ 85,0232 ∙ 1,36 = 99443,135 ккал / год, (7.1)
де qω = 860 ккал / (л.с. ∙ год) - кількість відведеного від двигуна тепла,
для карбюраторних ДВЗ зазвичай qω = 830 ... 860 ккал / (л.с. ∙ ч);
NeN = 85,0232 кВт-найбільша потужність двигуна.
Знаходимо кількість рідини (кгс / год), що циркулює в системі охолодження в одиницю часу,
кгс / год (7.2)
де сω = 0,5 ккал / (кгс ∙ ° С) - теплоємність циркулюючої рідини;
= 5 ° C-різницю температур входить в радіатор і
виходить з нього рідини.
7.2 Розрахунок радіатора
Величину поверхні охолодження радіатора в першому наближенні (м2) з достатньою точністю визначимо по простій формулі і порівняємо з існуючої (fд = 20 м2):
Fp = fpNNeN = 0,17 ∙ 85,0232 ∙ 1,36 = 19,66 м2 (7.3)
де fpN = 0,17 м2/л.с.- питома поверхня охолодження радіатора, fpN = 0,1 ... 0,23 м2/л.с. для легкових автомобілів.
Як видно з розрахунків Fp = 19,66 м2 ≈ fд = 20м2, відносна різниця 2%.
Ємність системи охолодження залишимо колишньою, тобто Vω = 12 л.
Приблизна кількість проходить через радіатор повітря:
GL = 205 ∙ NeN = 205 ∙ 85,0232 ∙ 1,36 = 22868 кгс / ч. (7.4)

7.3 Водяний насос
Розрахункова продуктивність водяного насоса:
Gв.н. = Gω / ηв.н .= / 0,85 = 46796,7694 кгс / год, (7.5)
де ηв.н. = 0,85 - коефіцієнт, що враховує можливість прориву рідини між крильчаткою і корпусом насоса.
Необхідна на привід водяного насоса потужність:
кВт (7.6)
де Н = 7 м вод. ст .- створюваний насосом натиск;
ηh = 0,65 - гідравлічний ККД;
ηмех = 0,8 - механічний ККД водяного насоса.
Враховуючи, що параметри розраховується і дійсного радіаторів можна прийняти як рівні і беручи існуючу ємність системи охолодження - розміри і форму водяного насоса не розраховуємо.
7.4 Вентилятор
Для вибору з існуючої номенклатури наближено визначимо продуктивність вентилятора за формулою:
GL = LQQω = 0,3 ∙ 99443,135 = 29832,9405 кгс / год, (7.7)
де LQ = 0,3 кгс / ккал - питома продуктивність вентилятора.
7.5 Опис пропонованих конструктивних змін
Далі буде запропонований і розглянутий варіант удосконалення системи охолодження розглянутого в даній роботі двигуна ЗМЗ-406 автомобілів ГАЗ 2705, 3221 «ГАЗЕЛЬ». Опис цілей і елементів доопрацювання системи охолодження двигуна ЗМЗ-406 по пунктах наведені нижче. Основні елементи системи і режими роботи наведені на рис. 20 ... 24.
1. Замість вентилятора і гідронасосу з механічним приводом від клиноремінною передачі приймаються до установки вентилятор і гідронасос з електроприводом і можливістю регулювання числа їх оборотів в залежності від температури в системі охолодження. Мета: можливість часткової регулювання швидкості потоку повітря, можливість регулювання швидкості потоку рідини, що охолоджує, збільшення потужності брутто двигуна за рахунок відсутності витрат потужності на привід вентилятора й водяного насоса. Решта достоїнства таких систем дивитися вище в патентному огляді.
2. Термостат замінюється термоелектроклапаном із запобіжною пружиною з нікель - титанового або іншого аналогічного сплаву володіє «пам'яттю» (див. патентний огляд), яка спрацьовує коли електроклапан, з якихось причин вийшов з ладу і налаштована на спрацьовування при найменшій і найвищої граничної температурах. Мета: запобігти ефекту «залипання» термостата. Оскільки при поломці звичайний термостат має властивість, залишатися в будь-якому постійному (крайній, або проміжному) положенні (кажуть «залипає»). Крім того, термоелектроклапан, замість класичного термостата, дозволить більш чітко та скоординовано організувати роботу всіх механізмів і приладів системи охолодження, як між собою, так і з іншими механізмами двигуна за допомогою ЕБУ, або бортовий ЕОМ. Магнітне поле створюване електроклапанів можна використовувати для пом'якшення води у разі виникнення ситуації, коли в систему охолодження доводитися заливати жорстку воду.
3. У магістраль отопітеля салону вбудовується електромагнітний клапан замість краника отопітеля салону. Мета: зручніший спосіб включення, вимикання обігрівача (управління нагрівником можна винести на панель приладів), можливість більш якісного автоматичного управління прогріванням двигуна і салону в зимовий час.
При роботі двигуна 1 (Мал. 20) у ЕБУ 9 (бортова ЕОМ) подаються сигнали про його температурному стані, датчик 10, а також про температуру охолоджуючої рідини (ОЖ), датчики 11, 15, швидкості руху автомобіля, датчик 3 (або спідометр ), частоті обертання коленвала, датчик 2, про стан отопітеля сигналізує вмикач - регулятор температури в салоні 6. У залежності від отриманих зовнішніх даних, після обробки, з ЕБУ виходять сигнали управління на електровентилятор 14, електропомпу 16, електромагнітні клапани 12 і 5, електронасос 7 системи опалення (встановлюється тільки при наявності другого отопітеля 4 в фургонах з двома рядами пасажирських сидінь і автобусах) . У залежності від отриманих ЕБУ 9 сигналів опишемо основні режими роботи системи охолодження, починаючи від пуску двигуна до його роботи при максимальних навантаженнях.
1. ОЖ циркулює по колу ДВС 1 - Радіатор 13 - Опалювач (чи) 4 Рис. 20, максимальне навантаження, температура в системі охолодження t ° → max, тобто ≈ 90 ° С., клапани 5, 12 відкриті, помпа 16, вентилятор 14, насос 7 (при наявності) включені на повні оберти.
Електронасоси 16, 7 і електровентилятор 14 (Мал. 20) мають можливість змінювати частоту обертання. Функціональна схема регулювання частоти обертання вентилятора, насоса системи охолоджування і отопітеля наведена на рис. 25. Температура ОЖ сприймається терморезистором R1, які мають негативний температурний коефіцієнт; терморезистор одночасно є однією з ланок мостової схеми, куди входять також резистори R2, R3 і R4.
Внаслідок цього напруга на виході мосту назад пропорційно температурі ОЖ. У протилежне плече моста включений резистор R4, за допомогою якого можна регулювати напругу на виході мосту в деяких межах.
Частота обертання двигунів постійного струму 3, 8, обертаючих, відповідно, вентилятор 2 і водяний насос 9, залежить від поточних значень температури ОЖ.
До електродвигунів прикладаються прямокутні імпульси напруги. Частота їх обертання залежить від сили струму надходить в якір. Середнє значення струму, що надходить в якір, залежить від ширини прямокутних імпульсів і в кінцевому рахунку від напруги на виході мосту. ЕБУ 5 безперервно порівнює посилена напруга моста з напругою, вироблюваним генератором пилоподібного сигналу 6, і при їх однакових значеннях перемикається, видаючи прямокутні імпульси, що приводять у дію (за допомогою підсилювача) двигуни постійного струму.
При збільшенні напруги, що знімається з мосту (зниження температури ОЖ), ЕБУ подає сигнал пізніше, ширина виробляється прямокутного імпульсу зменшується і приводний двигун обертається повільніше. При сильному нагріванні ОЖ напруга на виході мосту зменшується, перемикання відбувається раніше і ширина імпульсу збільшується. Це положення ілюструється графіками, наведеними на рис. 26 для двох значень температури ОЖ.
Як видно з рис. 26, регулятор частоти обертання не працює, якщо напруга моста перевищує максимальну напругу, що виробляється генератором пилоподібного сигналу.
Це означає, що при низькій температурі ОЖ вентилятор не обертається, внаслідок чого ДВС порівняно швидко прогрівається до потрібної температури.
Діод 12, рис. 25, призначений для зменшення впливу ЕРС самоіндукції на контакти датчика температури (R1), тому що у момент розриву контактів зникаюче електромагнітне поле не тільки створює високу напругу на вторинній обмотці котушки запалювання, необхідне для свічки, а й чималу, до 400 В, напруга протівоіндукціі в первинній обмотці. Ось воно-то й «пропалює» контакти датчика R1.

8. ОХОРОНА ПРАЦІ
Охорона праці в Україні регламентується законом «Про охорону праці», прийнятим у 1933 році.
Відповідно до ГОСТ 12.0.002-80. «Система стандартів безпеки праці. Терміни та визначення ». Охорона праці - це система законодавчих актів, соціально-економічних, організаційних, технічних, гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, що забезпечують безпеку, збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці.
Техніка безпеки - це система організаційних заходів і технічних засобів, що запобігають або зменшують вплив на працюючих небезпечних виробничих факторів.
Небезпечний виробничий фактор - це виробничий фактор, вплив якого на працюючого в певних умовах призводить до травми або раптового різкого погіршення здоров'я.
Шкідливий виробничий фактор - це виробничий фактор, вплив якого на працюючого в певних умовах призводить до захворювання або зниження працездатності.
Відповідно до ГОСТ 12.0.003-74. небезпечні та шкідливі виробничі фактори за природою їх впливу на організм людини поділяють на чотири групи:
1) фізичні - рухомі деталі, елементи механізмів і машини в цілому; неприпустима температура поверхонь машин і устаткування й повітря в робочій зоні; неприпустимий рівень вібрації, виробничих випромінювань (іонізуючих, лазерних, інфрачервоних, ультрафіолетових), електромагнітних полів; метеорологічних коливань в робочій зоні ; недостатня або підвищена освітленість робочої зони;
2) хімічні - токсичні, дратівливі, сенсибілізуючі, канцерогенні, мутагенні, що впливають на репродуктивну функцію;
3) біологічні - мікро-і макроорганізми;
4) психофізіологічні - фізичні навантаження (статичні, динамічні, гіподинамія); нервово-психічні перевантаження (розумові, емоційні, монотонність праці, перенапруга аналізаторів).
8.1 Заходи безпеки при експлуатації автомобіля.
8.1.1 Підготовка автомобіля до виїзду на лінію.
Автомобіль (автопоїзд) перед випуском на лінію проходить перевірку технічного стані. Особа, відповідальна за випуск автомобілів, після перевірки їх технічного стану робить відмітку у дорожньому листі про готовність автомобіля до роботи. Категорично забороняється випуск на лінію автомобілів з несправностями, що загрожують безпеці руху та збереження пасажирів і вантажу, а також брудного, без номерів та без розпізнавальних знаків автопоїзда.
Водій перед виїздом на пінію повинен мати при собі: посвідчення на право керування автомобілем, видане Державною автомобільною інспекцією, талон технічного паспорта, шляховий або маршрутний лист. Перед виїздом на лінію, водій перевіряє технічну справність автомобіля: відсутність підтікання палива, масла, води, а у газобалонних автомобілів герметичність газової апаратури і магістралей, при цьому особливу увагу oн звертає на органи управління та механізми, що забезпечують безпеку руху - гальма, рульове управління, шини, фари, задній ліхтар, стоп-сигнал, покажчики поворотів, звуковий сигнал, кріплення карданного валу. Крім того, перед виїздом водій перевіряє: тиск повітря у шинах та відповідність його нормам; наявність інструментів та інвентарю; заправку автомобіля паливом, маслом, водою і гальмівною рідиною; рівень електроліту в акумуляторній батареї.
У разі перевезення небезпечних вантажів адміністрація вантажовідправник зобов'язана до перевезення цих вантажів щоразу інструктувати водія, експедитора, вантажників та інших осіб, які супроводжують вантаж, і перевіряти наявність захисних засобів і засобів гасіння пожежі.
До направлення водія пасажирського транспорту на новий маршрут з ним проводиться інструктаж про характер маршруту, і він повинен бути спрямований і спеціальний рейс для ознайомлення з маршрутом.
До виїзду в рейс водієві надається відпочинок, передбачений законодавством. Водієві забороняється виїжджати в рейс у хворобливому стані або при такому ступені втоми, яка може вплинути на безпеку руху.
8.1.2 Робота автомобіля на лінії.
При роботі на лінії водієві категорично забороняється управляти автомобілем в стані навіть самого легкого алкогольного сп'яніння або під впливом наркотичних засобів; передавати управління автомобілем особам, які у нетверезому стані, або не зазначених у шляховому листі, або не мають при собі посвідчення на право керування автомобілем; самовільно відхилятися від маршруту, зазначеного в шляховому листі, якщо це не викликається погіршенням дорожніх чи кліматичних умов.

Під час роботи водій зобов'язаний виконувати правила безпеки руху, вказівки регулювальників вуличного руху; підтримувати швидкість відповідно до вимог Правил дорожнього руху з урахуванням стану дороги, але не вище максимальної швидкості, встановленої технічною характеристикою для даної моделі автомобіля; спостерігати за показаннями контрольних приладів автомобіля, і правильністю роботи всіх механізмів.
Особливі правила водій повинен дотримуватися при перевезенні людей. Перевезення пасажирів на вантажних автомобілях може здійснюватися тільки при дотриманні наступних вимог: у кузові автомобіля повинен знаходитися старший, що відповідає за поведінку пасажирів, і прізвище його записується, у дорожньому листі; швидкість руху автомобіля не повинна перевищувати 60 км / год . Регулярне перевезення людей на вантажному автомобілі бортовому, кузов якого не обладнаний тентом, не дозволяється. Перевезення дітей на вантажних автомобілях може бути допущена як виняток, але з дітьми в кузові повинні знаходитися не менше двох дорослих. На вантажних автомобілях, не пристосованих для перевезення пасажирів, дозволяється проїзд особам супроводжуючим або одержують вантажі, але не більше шести осіб, прізвища їх вказуються в дорожньому листі. Однак такий проїзд забороняється на платформах без бортів, на вантажі, розміщеному на рівні або вище бортів кузова, на довгомірному вантаж і поруч з ним, на цистернах, вантажних причепах або напівпричепах усіх типів.
У кабіні, кузові та салоні автомобіля не дозволяється знаходження більшого числа людей, ніж це зазначено в паспорті заводу-виготовлювача.
Категорично забороняється перевезення людей в кузові автомобіля-самоскида навіть на короткий відстань. Особи, які супроводжують ці автомобілі, повинні знаходитися тільки в кабіні водія.
У кузові автомобіля не дозволяється перевозити осіб, що не мають відношення до виконуваної роботи. У дорожньому листі повинні бути записані прізвища і посади людей, що направляються з автомобілем на лінію.
Особи, що знаходяться на автомобілі, повинні виконувати всі вимоги водія щодо дотримання правил техніки безпеки.
Рух автомобіля при перебуванні людей на підніжках, крилах, буферах, бортах забороняється.
Їли під час роботи на лінії водій або особи, які супроводжують автомобіль, перебувають в умовах, небезпечних для життя і здоров'я (наприклад, відсутність механізації при навантаженні великовагових вантажів, невідповідність автомобіля вантажу, що перевозиться, неможливість залишення безпечних місць для вантажників під час навантаження, невідповідність вантажно-розвантажувальних майданчиків та під'їзних шляхів встановленим правилам і т, п.), водій зобов'язаний негайно зупинити роботу і повідомити в своє автотранспортне підприємство, а також зробити відмітку про свою заяву в дорожньому листі. Якщо повідомити свого автотранспортне підприємство не представляється можливим, то водій зобов'язаний довести до відома адміністрацію того підприємства, в розпорядженні якого знаходиться автомобіль, і може продовжувати роботу тільки після усунення небезпеки. З кабіни автомобіля на проїжджу частину дороги водій може виходити, тільки попередньо переконавшись у відсутності руху в зустрічному і в попутному напрямках.
Якщо під час роботи на лінії в автомобілі виявиться несправності, яка загрожує безпеці руху та збереження людей, автомобіля і вантажу, водій зобов'язаний вжити необхідних заходів до усунення несправності, а якщо це неможливо, повинен слідувати на найближчу ремонтну базу або повернутися в гараж з дотриманням необхідних заходів обережності.
8.2 Вимоги до робочого місця водія.
Робота з управління автомобілем може бути віднесена до розряду, найбільш напружених і утомливих форм трудової діяльності. Ця робота протікає в умовах постійного і значного нервноемоціонального напруги, поглиблюється свідомістю величезної відповідальності за життя людей та матеріальні цінності. Швидкість реакції і точність робочих рухів водія сучасного автомобілля є найважливішими факторами забезпечення безпеки руху. Ці якості у великій мірі залежать від зручності робочого місця водія, яке має створювати сприятливі умови праці та виключати можливість виникнення аварій, що викликаються перенапруженням при роботі водія.
Великий вплив на роботу водія надає правильна його посадка, яка визначається як «спокійний стан у стані готовності». Площина сидіння повинна бути не горизонтальній, а злегка нахиленої назад (3-7 ° до горизонтальної площини). Спинка сидіння не повинна бути фіксована, сидіння має регулюватися по висоті і в горизонтальному напрямку. Оббивка сидіння повинна бути досить жорсткою і шорсткою.
Важелі управління автомобілем, що переміщаються в горизонтальній площині до водія і від нього, повинні бути раціонально розташовані на 230 мм вище сидіння, причому вони повинні бути віддалені від спинки сидіння в першому випадку на 560 мм , А в другому - на 600 мм . Сила опору важеля має становити близько 10 кгс, тобто 20-25% максимальної (45 кгс). Оптимальний хід педалей при натисканні передній частині п'яти і середини стопи 100-150 мм. При компонуванні важелів управління має бути дотримано умову, щоб основні важелі розташовувалися перед водієм з праворуч, а допоміжні - з лівого боку. Всю компонування робочого місця водія виконують так, щоб водій не перебував тривалий час у вимушеній незручній позі.
Конструкції й внутрішні розміри кабіни повинні забезпечувати водієві вільний вхід в зимовому одязі, зручне положення на сидінні, зручне дію важелями і педалями.
З робочого місця водія повинна бути забезпечена максимальна оглядовість. Під оглядовістю автомобіля мається на увазі одна з його конструктивних властивостей, що визначає об'єктивну можливість для водія бачити робочу зону, шлях руху і об'єкти, які можуть заважати його руху. Оглядовість робочої зони характеризується величиною добре видимого водієм простору у вертикальній і горизонтальній площинах. Водієві повинні бути створені такі умови, при яких він міг би спостерігати шлях руху та об'єкти, не здійснюючи при цьому надмірно складних рухів. В іншому випадку робота водія супроводжується додатковим м'язовим і нервовою напругою, що викликає підвищену стомлюваність.
Для забезпечення здорових умов праці водія велике значення має стан повітряного середовища в кабіні автомобіля (мікроклімат). Мікроклімат - це фізичний стан повітряного середовища в обмеженому просторі, що характеризується атмосферним тиском, температурою, вологістю і швидкістю руху повітря. Температура повітря в кабіні водія визначається температурою зовнішнього повітря і тепловиділеннями двигуна, якщо він розташований в передній частині автомобіля. Температура, повинна бути в межах від +15 до +17 ° С.
Співвідношення температури, вологості і швидкості руху повітря в кабіні автомобіля можуть створювати різні зони зручності роботи водія. Так, зона повної зручності при температурі повітря 19-22 ° С і при вологості повітря 50% досягається при швидкості руху повітря 0,15 м / с.
Швидкість повітря в кабіні в теплу пору року допускається від 1 до 2 м / с, а в холодний час - не понад 0,5 м / с. Вступник в кабіну повітря повинен бути очищений від пилу.
Теплоізоляція та опалення кабіни у відповідності зі СНіП II-Г. 7-62 повинні забезпечувати при роботі в холодну пору року температуру в кабіні від +14 до +16 ° С.
Вентиляційна система кабіни повинна забезпечити повітрообмін в холодну пору року не менше 40 м3 / ч.
Повітрообмін при температурі зовнішнього повітря до 28 ° С повинен забезпечити температуру повітря в кабіні не вище ніж на 2-3 ° С у порівнянні з температурою зовнішнього повітря.
Концентрація шкідливо діючих речовин, що містяться у відпрацьованих газах, в зоні дихання не повинна перевищувати гранично допустимого рівня: окису вуглецю - 20 мг/м3, акролеїну - 0,7, тетраетилсвинцю - 0,05, вуглеводнів (в перерахунку на вуглець) - 300 мг / м3.
Гранично допустимий рівень шуму в кабіні автомобіля і вібрація на робочому місці водія не повинні перевищувати значень діючих санітарних норм і правил (СН245-71). З метою зниження шуму в кабіні автомобіля ретельно підганяють дотичні частини кабіни, оббивають кабіну звукопоглинаючим матеріалом.
Сидіння водія є гарним амортизатором вібрацій, але радикальними заходами зниження негативного впливу на водія вібрації є усунення коливань деталей кузова при тривалій експлуатації автомобіля і усунення можливості вібрацій основних вузлів автомобіля при його конструюванні.
Кабіни транспортних засобів, призначених для роботи в південних районах, повинні бути пофарбовані світлими фарбами. Світлові отвори кабін виготовляють з небиткого і безосколкового, але прозорого матеріалу.
У транспортних засобах, призначених для експлуатації в умовах Cеверо, скла кабін необхідно обдувати теплим повітрям або робити подвійне засклення і між стеклами поміщати вологопоглинач (силікагель). Усередині кабіни влаштовують обігрівач кабіни типу 0-30, що працює незалежно від двигуна.
8.3 Віброізоляція сидіння самохідної машини.
Пасивна віброізоляція (віброзахист) - це віброізоляція, що не використовує енергію додаткового джерела.
Сидіння в самохідних будівельно-дорожніх машинах, вантажних автомобілях і тракторах повинні забезпечувати санітарно-гігієнічні умови для тривалої роботи водіїв. Сидіння має пом'якшувати поштовхи і удари і частина вібрацій, що перевищує гігієнічні характеристики та норми вібрації по ГОСТ 12.1.012-78 *.
Враховуючи, що стомлюваність оператора багато в чому залежить від положення його під час роботи, дослідженнями встановлено, що сидіння має бути регульованим, м'яким і підресореним. Горизонтальне, поздовжнє переміщення повинне бути не менш 150 мм , Вертикальне не менше 80 мм , Вертикальне переміщення спинки не менше 60 мм , А кут її нахилу не менше 10 ˚.
Типова схема підресорювання сидіння водія (рис.4) складається з наступних елементів: направляючого механізму 1, що складається з параллелограмних важелів і забезпечують стабільність вертикального положення корпусу водія при коливанні машини. Направляючий механізм, що з'єднує посадочне місце водія з рамою ходової частини машини, виконує роль кінематичної і силового зв'язку; пружини 3, знижує амплітуду коливань сидіння від коливань машини при пересуванні по нерівностях дороги; регулювального гвинта 4, щодо зміни жорсткості пружини залежно від маси тіла водія; гідроамортизатора 2, поглинає коливання сидіння при пересуванні машини по нерівностях дороги.
Схема гідроамортизатора показана на рис.27. При переїзді перешкод на нерівностях шляху виникають різкі коливання рами ходової частини, в результаті чого опір гідроамортизатора зростає. Це опір викликано тим, що рідина в ньому не встигає проходити через отвори 1 в поршні 2. У результаті виникає гідравлічного гальмування коливання сидіння гасяться.
8.4 Стійкість легкового автомобіля.
Вихідні дані для розрахунку:
Легковий автомобіль ЗАЗ - 1102: Ga = 5770 Н; a = 1390мм; b = 930 мм; hG = 464 мм, L = 2320 мм.

8.4.1 Розрахунок на поздовжню стійкість.
Поздовжня стійкість автомобіля без причепа забезпечується тоді, коли підйом або ухил його (рис.1) не перевищує граничного кута α, при яких загальмований автомобіль не перекинеться. При підйомі він може перекинутися навколо точки 0. У цьому випадку виникає перекидаючий момент сили тяжіння М = Gsinαnb. Машина буде перебувати в стані стійкості в тому разі, поки що утримує момент сили тяжіння М = Gcosαnb буде більше перекидаючого моменту, тобто
GsinαnhG ≤ Gacosαnb,
де Ga - вага машини з вантажем, Н;
hG-висота центра ваги, м;
a, b - відповідно відстань від передньої і задньої осі до вертикалі, що проходить через центр тяжіння, м;
αn-кут підйому, град.
На підйомі автомашина буде перебувати в стані стійкості, якщо дотримується умова:
tgαn = b / hG = 930/464 = 4,766; αn = 63є30 '.
На ухилі, аналогічно попередньої залежності, маємо:
tgαn = b / hG = 1390 / 464 = 2,9957; αn = 71є35 '.
Розрахункові кути, що забезпечують стійкість, будуть значно меншими, коли при спуску автомобіля водій різко гальмує, а при підйомі робить різкий ривок з місця.
У дійсності автомобілі вкрай рідко перекидаються; частіше у них буксують провідні колеса, в результаті чого машини сповзають. У цьому випадку граничний кут автомобіля, при якому виключається буксування коліс:

αбук = 31є40 '
де φx-коефіцієнт зчеплення шин автомобіля;
L - база автомобіля;
8.4.2 Розрахунок на поперечну стійкість.
Часто порушення стійкості проявляється в бічному ковзанні коліс або перекидань автомобіля в площині, перпендикулярної поздовжньої осі. Возмущающие силами можуть бути: складова сили інерції, поперечна складова сили тяжіння Gasinβ, що виникає в результаті поперечного нахилу дороги на кут β, аеродинамічна сила.
Поперечна стійкість автомобіля характеризується граничним кутом (рис. 2) при русі машини поперек ухилу:

Щоб уникнути аварій при русі автомобілів по кривій необхідно витримувати наступні радіуси повороту:
1) за умовою, при яких виникає бічне ковзання коліс:

де Rmin - мінімальний радіус повороту по кривій, м;
Va-швидкість руху автомобіля, км / год;
g-прискорення сили тяжіння, м/с2;
β-кут бічного нахилу дороги, град.
Якщо рух відбувається на горизонтальній дорозі, то β = 0, тоді мінімальний радіус повороту знаходиться:

2). за умовою, при яких відбувається бічне перекидання:

На горизонтальній дорозі при β = 0:

Якщо розглядати круговий рух на горизонтальній дорозі і враховувати зсув центру мас тільки в результаті крену підресореної маси, не враховуючи поперечного нахилу за рахунок радіальних деформацій шин, то зсув центру мас автомобіля, викликане креном підресореної маси, дещо відрізняється від зсуву центру підресореної маси. Згідно з нормативними вимогами, ψкр max <6Є. C урахуванням крену підресореної маси отримаємо:
8.5 Протипожежна безпека.
Пожежі та вибухи завдають значних матеріальних збитків і в ряді випадків викликають важкі травми і загибель людей. Тому захист будівель, споруд та інших матеріальних цінностей від пожеж є обов'язком всіх громадян і проводиться в загальнодержавному масштабі. Заходи щодо попередження виникнення та обмеження розмірів пожеж, звані пожежної профілактикою, є складовою частиною заходів з охорони праці, так як їх головна мета - попередження нещасних випадків з людьми.
Пожежна безпека (згідно з ГОСТ 12.1.004-76 «Пожежна безпека») - це такий стан об'єкта, при якому виключається можливість пожежі, а в разі виникнення запобігається його небезпечна дія на людей і забезпечується захист матеріальних цінностей.
Пожежна безпека забезпечується системами запобігання пожежі та пожежного захистом. Під системою запобігання пожежі мається на увазі комплекс організаційних заходів і технічних засобів, спрямованих на виключення можливості виникнення пожежі. Під системою пожежного захисту розуміють комплекс організаційних заходів і технічних засобів, спрямованих на запобігання впливу на людей небезпечних факторів пожежі та обмеження матеріальних збитків від неї.
Пожежна безпека забезпечується: обмеженим застосуванням горючих і важкогорючих речовин і матеріалів; запобіганням поширенню пожежі з використанням засобів його гасіння, будівельних конструкцій з необхідними межами вогнестійкості та горючості; евакуацією людей; системою протидимного захисту; засобами пожежної сигналізацією або повідомленням про пожежу, а також організацією пожежної охорони об'єкта.
При експлуатації будівельних машин пожежі в більшості випадків виникають з таких причин: у будівельних машин з електроприводом - через перевантаження електродвигунів, електрообладнання, електропроводів та електромереж, у результаті чого вони нагріваються понад припустимі норми або іскрять; у машин з двигунами внутрішнього згоряння - з через займання залишилася всередині двигуна горючої суміші; неправильного розташування баків з паливно-мастильними матеріалами, масло-і паливопроводів по відношенню до трубопроводу вихлопних газів і глушнику; застосування відкритого вогню для запуску двигунів при низьких температурах; самозаймання розлитих масел та пального під картером двигуна; відсутність іскрогасників на випускних трубах; куріння при заправці машин паливом.
Для швидкого припинення горіння при пожежах необхідно виконувати дві основні умови: припинити доступ повітря (кисню) в зону горіння, так як горіння можливо при вмісті кисню в повітрі не менше 14% (усього в повітрі міститься до 21% кисню); охолодити зону горіння нижче температури самозаймання, тоді процес горіння припиняється навіть за наявності достатнього доступу повітря.
Речовини, введені в зону горіння і порушують процес горіння, називають вогнегасними. До них відносяться: вода, водяна пара, хімічні засоби гасіння, пісок. Вплив цих речовин на процес горіння залежить від фізико-хімічних властивостей і способів застосування.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Розрахунок автомобільних і тракторних двигунів: Учеб. посібник для вузов. / А.І. Колчин, В.П. Демидов - 3-е вид. перераб. і доп. - М.: Вищ. шк., 2003. - 496 с.: Іл.
2. Двигуни внутрішнього згоряння: Теорія поршневих та комбінованих двигунів. Підручник для втузів за фахом "Двигуни внутрішнього згоряння" / Д.М. Вирубок, Н.А. Іващенко, В.І. Івін та ін; Під ред. А.С. Орліна, М.Г. Круглова. - 4-е вид., Перераб. і доп. - М.: Машинобудування, 1983. - 372 с., Іл.
3. Автомобільні двигуни / Под ред. М.С. Ховаха. М.: Машинобудування, 1977. 951 с.
4. Автомобільні та тракторні двигуни. Під ред. І.М. Леніна. Підручник для втузів. Вид. 2-е, доп. і перераб. М., «Вищ. школа », 1976.
5. Положення про технічне обслуговування і поточний ремонт рухомого складу автомобільного транспорту / міністерство автомобільного транспорту УРСР /-М.: Транспорт 1988.-78 с.
6. Положення про технічне обслуговування І ремонт дорожніх транспортних засобів автомобільного транспорту / МІНІСТЕРСТВО транспорту України / - К.: Мінтранс України, 1998 - 16 с.
7. Данов Б.А., Тітов Є.І. Електронне обладнання іноземних автомобілів. Системи управління трансмісією, підвіскою і гальмівною системою. М.: Транспорт, 1998. 78 с.
8. Данов Б.А., Тітов Є.І. Електронне обладнання іноземних автомобілів. Системи управління обладнанням салону. М.: Транспорт, 1998. 60 с.
9. Данов Б.А., Тітов Є.І. Електронне обладнання іноземних автомобілів. Системи управління двигуном. М.: Транспорт, 1998. 76 с.
10. Канарчук В.Є. та ін. Основи ТЕХНІЧНОГО обслуговування І ремонту автомобілів. УЗ км. / Підручник /. - К.: Вища школа, 1994с.
11. Короткий автомобільний довідник. 8-е видання-М.: Транспорт, 1978.
Ланцберг І.Д., Соколін Л.З., Каманін В.М. Ремонт електрообладнання автомобілів. М.: Транспорт, 1981. 317 с.
12. Соснін Д.А. Автотроніка - електрообладнання та системи бортової автоматики сучасних легкових автомобілей.-М.: Солон, 2001.-239с.
13. Сергєєв О.Г., Ютт В.Є. Діагностування електрообладнання автомобілів. М.: Транспорт, 1987. 159 с.
14. Технологічне обладнання для технічного обслуговування і ремонту легкових автомобілів: / Довідник / .- М.: Транспорт, 1988.-176с.
15. Тимофєєв Ю.Л., Ільїн Н.М. Електрообладнання автомобілів: Усунення і попередження несправностей. М.: Транспорт, 1987. 255 с.
16. Харазов А.М. Діагностичне забезпечення технічного обслуговування і ремонту автомобілів. М.: Вища школа. 1990. 213 с.
17. Електрообладнання автомобілів. Під редакцією проф. Чіжкова Ю.П. М.: Транспорт, 1993. 224 с.