ВВЕДЕНИЕ

Автомобиль является механическим средством передвижения по безрельсовым дорогам.

Автомобиль приводится в движение установленным на нем бензиновым, нефтяным, паровым, электрическим или газогенераторным двигателем и несет полезный груз полностью или частично на себе.

Последним признаком автомобиль отличается от транспортного трактора, который не несет на себе груза, а лишь тянет его за собой на крюке.

Современные автомобили отличаются крайним разнообразием типов и конструкций и находят самое широкое 'применение в различных

областях народного хозяйства и военного дела.

Задача данной книги ограничивается рассмотрением устройства и действия механизмов и приборов только автомобилей марки ГАЗ производства Горьковского Фиг. 1. Автомобиль ГАЗ мод. А автомобильного заво

да им. Молотова.

Основными типами автомобилей ГАЗ являются:

1. Модель А — легковые, пассажирские автомобили открытого типа с числом мест от двух до четырех.

2. Модель АА-—грузовые автомобили грузоподъемностью в 1,5 т с обыкновенными кузовами {платформами) для транспортирования различного рода грузов.

3. Модель ААА — грузовые шестикопесные автомобили с двумя ведущими осями  3).

Из этих трех типов наибольшее распространение имеют мод. АА и А.

Грузовик мод. ААА производится на базе автомобиля модели АА, подведением к нему третьей ведущей оси для увеличения грузоподъемности машины с 1,5 до 2 т при хорошей дороге и улучшения проходимости автомобиля с нормальным грузом по плохим ( в частности грунтовым) дорогам.

Улучшение проходимости шестиколесного автомобиля с двумя ведущими осями достигается за счет уменьшения давления колес на единицу поверхности полотна дорога; увеличения сцепного веса, т. е. увеличения груза, приходящегося .на ведущие колеса, и лучшего приспособления колес к неровностям дороги.

 

Последнее достигается особой системой подвески ведущих осей. Эта подвеска допускает изменение в широких пределах положения одной оси относительно другой в соответствии с неровностями дороги. При этом не происходит нарушения равномерности распределения

нагрузки и передачи усилия от двигателя на все ведущие колеса  3).

Кроме того, Горьковским заводом выпускается модель «Пик-ап», представляющая собой легкий грузоиичек с кузовом, установленным на шасси автомобиля мод. А. Кузов «Пик-ап» пригоден для перевозки как небольших по габариту и весу грузов (до 0,5 т), так и нескольких (5—6) пассажиров.

Шасси автомобилей мод. А А применяется и для специальных автомобилей, с которым относятся:

1) имеющие кузова, приспособленные для перевозки какого-либо определенного груза (автомобили цистерны, санитарные и т|. д);

2) снабженные особыми устройствами для выполнения специальных работ (пожарные автомобили, автомобили скорой технической помощи и т. п.);

3) автобусы.

Шаси автомобилей мод. АА может быть использовано и в качестве .тягача, транспортирующего груз на полуприцепе.

Независимо от назначения и конструктивных особенностей в каждом автомобиле различают три основные части:

1) двигатель, 2) шасси, т. е. раму со всеми находящимися на ней механизмами, рессорами, осями и колесами (кроме двигателя)  4 и 5) и 3) кузов.

На . 4 представлено схематически шасси легкового автомобиля ГАЗ мод. А, а на . 5 показан перспективный вид этого шасси.

Основание или остов автомобиля составляет рама 7, состоящая из двух продольных балок, соединенных между собой несколькими поперечинами на заклепках. Для уменьшения толчков от неровностей пути рама соединяется с осями посредством двух поперечных рессор.

Передние колеса 8 автомобиля служат направляющими. Изг менение направления движения автомобиля производится поворачиванием этих колес на некоторый угол вправо или влево при помощи рулевого управления 9. Задние колеса 77 автомобиля являются ведущими, гак как к ним подводится усилие от двигателя. Источником силы, необходимой для вращения ведущих колес автомобиля, служит двигатель 7  4 и 5). Двигатель •установлен в передней части рамы и является тепловой машиной, топ-

ливом для которой служит газообразная смесь паров бензина и воздуха, вводимая внутрь цилиндров.

Перед двигателем устанавливается радиатор 2 для охлаждения воды, циркулирующей между двойными стенками цилиндров двигателя и предохраняющей цилиндры от чрезмерного нагрева.

От вала двигателя усилие к ведущим колесам подводится через передаточные органы или трансмиссию, состоящую из: механизма сцепления 3, коробки передач 4, 'карманного шла 5, главной передачи и. диференциала 6.

Наибольшее усилие двигатель развивает на своем валу при некотором определенном числе оборотов (1100—1200 об/мин для двигателей ГАЗ).

При снижении скорости движения автомобиля и числа оборотов двигателя усилие, развиваемое им на "валу, уменьшается и может оказаться недостаточным для преодоления всех сопротивлений движению. Работа двигателя при этом прекратится.

Коробка-же передач позволяет увеличивать в несколько раз силу тяги на ведущих колесах за счет снижения скорости их вращения при том же числе оборотов вала двигателя.

Кроме того при помощи коробки передач можно изменять направление вращения ведущих колес, т. е. двигаться задним ходом, при. неизменном вращении вала двигателя по часовой стрелке.

Механизм сцепления является подсобным механизмом • коробки передач, позволяющим разъединить коробку передач от вала двигателя. Такое разобщение коробки передач от вала двигателя необходимо при включении двух шестерен, вращающихся с различными скоростями, 'из которых одна (при включенном сцеплении) связана с валом двигателя, а другая — с ведущими колесами автомобиля.

От коробки передач 4 усилие, карданным валом 5, подводится к главной передаче автомобиля и диференциалу б.

Соединение коробки передач с карданным валом 5 производится* при помощи гибкого карданного сочленения (шарнир).

Карданный шарнир необходим для передачи усилия от коробки передач на заднюю ось под некоторым углом, поскольку ось 1 коробки* передач и ось главной передачи автомобиля лежат в разных плоскостях. Необходимость карданного шарнира вызывается еще и тем обстоятельством, что угол наклона карданного вала по отношению к коробке передач не остается постоянным, а изменяется при езде по неровным-дорогам.

Изменение угла наклона карданного вала объясняется тем, что коробка передач установлена на раме автомобиля неподвижно, а задняя-, ось подвешена к раме на рессорах. При толчках от неровностей до-

" Осью называется воображаемая .прямая, относительно которой все-точки уры расположены .симметрично, т. е. так, что фигура делится прямой на две одинаковые части. Кроме того осью называется в машиноведении стержень (чаще всего цилиндрический), служащий сшорой для качающихся или вращающихся деталей машин.

Слово «ось» встречается в данной «миге и в первом и во .втором значениях.

■роги задняя ось "перемещается относительно рамы, тогда как коробка передач этих перемещений не имеет.

Главная передача служит для передачи усилия от карданного вала на ведущие колеса и состоит обычно из двух конических шестерен с различным числом зубцов. Меньшая шестерня (ведущая) жестко связана с карданным валом, а большая (ведомая) через механизм диференциала ■— с задними колесами.

Поэтому ведущие колеса вращаются в несколько раз медленнее карданного вала, но с усилием, во столько же раз превышающем усилие на карданном валу.

Диферендаал состоит из системы конических шестерен, позволяющих задним колесам, жестко связанным с полуосями, вращаться с различной скоростью относительно друг друга. Это необходимо для предупреждения сильного износа резины от проскальзывания одного из колес при прохождении закруглений пути (на поворотах), когда правые и левые колеса автомобиля за один и тот же промежуток времени ■проходят пути разной длины. В этом случае колеса, идущие по внешней кривой, описывают дуги большего радауса, идущие по внутренней кривой—меньшего.

Остановка автомобиля производится посредством разобщения ведущих колес от вала двигателя при помощи механизма сцепления и коробки передач, а также торможения колес — тормозами 10.

Из приведенного описания видно, что основные механизмы шасси по их назначению можно разделить на три группы.

1) силовая передача или трансмиссия (сцепление, коробка передач, карданный вал, главная передача и диференциал);

2) ходовая часть (рама, рессоры, оси и колеса);

3) органы управления (рулевое управление и тормозы).

Глава 1

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

1. Общее устройство и рабочей процесс двигателя

Автомобильный, карбюраторный двигатель является тепловой машиной, преобразующей тепловую энергию 1 в механическую (вращение вала двигателя).

Карбюраторные двигатели работают на светлых сортах жидкого топлива (бензин, керосин, бензол), причем в цилиндры двигателя топливо поступает в виде газообразной смеси, состоящей из паров топлива и 'воздуха. Приготовление этой газообразной смеси, называемой рабочей смосыо, происходит вне цилиндров двигателя в особом приборе — карбюраторе.

В цилиндрах рабочая смесь предварительно сжимается, а затем воспламеняется электрической искрой. Возникающее при сгорании рабочей смеси давление газов действует на поршень и заставляет его, опускаясь вниз, посредством шатуна вращать вал двигателя.

Преобразование прямолинейного движения поршня во вращательное движение вала двигателя совершается при помощи кривошипного механизма, устройство и действие которого схематически показано на . б.

В цилиндре 1 находится поршень 2, подвижно соединенный посредством поршневого пальца 4 с верхней головкой шатуна 3.

Нижняя головка шатуна шарнирно соединена с коленчатым валом.

Коленчатый вал состоит из: а) кривошипа или колена, образованного шатунной шейкой 5, двумя щеками 6 и 6) двух коренных шеек 7, вращающихся в опорных подшипниках.

Когда шатунная шейка находится вверху и щеки кривошипа лежат на одной прямой с осью шатуна, поршень занимает в цилиндре крайнее верхнее положение, а кривошип находится в верхней мертвой точке  6, /).

Если теперь начать вращать кривошип, то, поворачиваясь, он потянет за собой вниз шатун, вследствие чего поршень, направляемый стенками цилиндра, будет опускаться  6, //).

После поворота кривошипа на 180° (полуоборот) щеки кривошипа снова будут составлять одну прямую линию с осью шатуна. Шатунная шейка окажется внизу и поршень займет в цилиндре крайнее нижнее положение, а криношип будет находиться в нижней мертвой точке б, ///).

При дальнейшем вращении кривошипа направление движения поршня изменится: шатунная шейка, поднимаясь, будет толкать шатун и

поршень вверх (рис. 6, IV). После поворота кривошипа на 180° от нижней мертвой точки, а всего на 360° или на один полный оборот, поршень снова придет в крайнее верхнее положение.

Если наоборот заставить поршень двигаться в цилиндре вверх и вниз между его крайними положениями, кривошип получит вращательное движение, а шатун сложное движение: в верхней части качатель-ное3, совершающееся вокруг оси поршневого пальца 5, а в нижней вращательное вместе с шейкой кривошипа.

Путь, проходимый поршнем от крайнего верхнего положения до нижнего или наоборот, называется хб-дом поршня. Длина хода поршня равна очевидно удвоенной длине кривошипа, т. е. двойному расстоянию измеренному между центрами шатунной и коренной шеек коленчатого вала. Каждому ходу поршня соответствует поворот кривошипа на 180° {У2 оборота).

На . 7 схематически показано устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя автомобильного типа.

Автомобильный двигатель имеет следующие осйовные механизмы и приборы:

а) кривошипный механизм, состоящий из цилиндра 1, поршня 4, шатуна 7 с верхней головкой б и нижней 8, коленчатого вала 9 с маховиком 12 и картера 11. Назначение кривошипного механизма — воспринимать работу газа в цилшдре и передавать ее коленчатому валу;

б) распределительный механизм, состоящий из распределительного или кулачкового вала 15, толкателей 16 и клапанов 13 к 14 с пружинами 17; распределительный механизм служит для впуска рабочей смеси и выпуска сгоревших газов;

в) прибор (карбюратор) для образования рабочей смеси4 из паров жидкого топлива и воздуха (на схеме не показан);

г) приборы зажигания для воспламенения электрической искрой сжатой в цилиндре рабочей смеси (на рассматриваемой схеме источник тока высокого напряжения—(магнето 18 и запальная свеча 19).

Цилиндр 1 представляет собой чугунную отливку, закрытую сверху съемной головкой 2. Головка цилиндра и верхняя часть боковой поверхности цилиндра имеют двойные стенки (водяная рубашка 3), между которыми находится вода, охлаждающая цилиндр. В боковом приливе к телу цилиндра имеются два отверстия — впускное и выпускное, перекрываемые клапанами 13 и 14. Впускное отверстие через соответствующий трубопровод соединено с карбюратором, а выпускное — с атмосферой. Клапаны открываются вследствие давления на них толкателей 16, на которые набегают кулачки распределительного бала 15. Последний приводится во вращение от коленчатого вала шестеренчатой или цепной передачей (иа схеме передача не показана). Закрытие клапанов осуществляется при помощи клапаннных пружин 17.

В цилиндре находится поршень 4, имеющий в верхней части пружинящие поршневые кольца, плотно прилегающие к стенкам цилиндра. Посредством шатуна 7 поршень связан с кривошипом коленчатого вала 9, вращающегося в подшипниках 10, укрепленных в картере И двигателя. На заднем конце коленчатого вала укреплен тяжелый литой диск-маховик 12. Картер состоит из двух половин и служит опорой для коленчатого вала, а также для укрепления двигателя на раме автомобиля. На . 8 показан разрез одноцилиндрового двигателя с воздушным охлаждением при различных положениях поршня 2 и клапанов 3 и 4 соответствено четырем различным явлениям или тактам, периодически повторяющимся при работе двигателя.

Для рассмотрения в известной последовательности цикла явлений, происходящих в цилиндре двигателя, предположим, что поршень находится в крайнем верхнем положении и мы начали вращать вал двигателя. Как уже было выяснено, поршень при этом пойдет вниз.

По мере опускания поршня пространство в цилиндре 1 над поршнем увеличивается. Так как воздух, находящийся в цилиндре, стремится занять пространство, освобождаемое поршнем, плотность1 воздуха и давление его будут уменьшаться. В цилиндре создается разрежение.

Одновременно с движением поршня вниз кулачок 5 распределительного механизма набегает на толкатель 6 и приподнимает впускной клапан 3. Вследствие разрежения в цилиндре, при открытии впускного клапана в карбюратор 7 устремляется атмосферный воздух, который смешивается в карбюраторе с парами жидкого топлива. Образующаяся при этом рабочая смесь поступает по впускному трубопроводу 8 в цилиндр  8, I). 'Поступление наружного воздуха внутрь цилиндра при такте всасывания объясняется разностью давлений вне цилиндра и внутри его. Всасывание рабочей смеси в цилиндр будет продолжаться на протяжении всего хода поршня, т. е. до прихода его в крайнее нижнее положение. Процесс поступления рабочей смеси в цилиндр двигателя, вследствие разрежения в нем, называется тактом всасывания (первый такт).

При дальнейшем вращении вала двигателя (180—360°) поршень начнет двигаться вверх, впускной клапан закроется и рабочая смесь вследствие уменьшения пространства над поршнем будет сжиматься. Объем рабочей смеси при достижении поршнем крайнего верхнего положения уменьшается приблизительно в 4,5—6,5 раз против первоначального объема  8, 11).

Процесс уменьшения объема рабочей смеси посредством уплотнения ее в цилиндре двигателя называется тактом сжатия (второй так г).

Такт сжатия необходим по следующим причинам:

а) чтобы заставить поршень произвести механическую работу, т. е. вращать коленчатый ' вал, необходимо поднять его вверх из нижнего положения, в котором поршень находился по окончании предыдущего такта (всасывания);

б) для получения от двигателя наибольшей мощности необходимо чрезвычайно быстрое сгорание рабочей смеси.

Скорость же сгорания последней увеличивается при сжатии, так как с уплотнением рабочей смеси частицы испаренного топлива сближаются, и горение быстрее распространяется от одной частицы к другой.

Кроме того при сжатии температура рабочей смеси возрастает, что также улучшает условия ее горения. Повышение температуры смеси при сжатии объясняется превращением механической работы, затрачиваемой на преодоление упругости газа, в теплоту.

В конце такта сжатия .между электрода.™ запальной свечи % ввернутой в цилиндр, проскакивает электрическая искра, воспламеняющая рабочую смесь.

При горении рабочей смеси выделяется большое количество теплоты, повышающей температуру газов внутри цилиндра в момент вспышки до 1800—2000°Ц. Сгорание рабочей смеси происходит настолько быстро, что поршень не успевает отойти на значительное расстояние от верхнего положения. Следовательно, сгорание происходит при почти постоянном объеме камеры сгорания. Поэтому в момент вспышки давление газов в цилиндре резко повышается, достигая 20—30 ат \

Образовавшееся в цилиндре давление газов толкает поршень вниз, заставляя его посредством шатуна вращать коленчатый вал  8, 111).

Горение сжатой рабочей смеси в цилиндре двигателя носит название вспьшки, а движение поршня от верхнего до нижнего положения* вызываемое давлением газов, называется рабочим тактом ими ходом (третий такт).

При дальнейшем вращении вала двигателя поршень снова поднимается вверх, а соответствующий кулачок набегает на толкатель и открывает выпускной клапан 4. Поднимаясь вверх, поршень вытолкнет из цилиндра через выпускной трубопровод 10 и глушитель 11 сгоревшие газы в атмосферу.

Цилиндр будет подготовлен для принятия свежей порции рабочей смеси при следующем такте всасывания.

Процесс выталкивания сгоревших газов из цилиндра двигателя называется тактом выпуска или выхлопа (четвертый такт)  8, IV).

Описанный цикл явлений в цилиндре периодически .повторяется, т. е. снова происходит всасывание свежей порции рабочей смеси, сжатие ее, рабочий ход, выпуск и т. д.

Цикл явлений, происходящих в известной последовательности в каждом из цилиндров работающего двигателя, называется рабочим процессом двигателя.

Рабочий процесс рассмотренного нами двигателя состоит из четырех тактов: 'всасывания, сжатия, вспышки (или рабочего хода) и выпуска, происходящих за 4 хода поршня ига за 2 оборота вала двигателя.

Двигатели, рабочий процесс которых происходит за 4 хода поршня или за 2 оборота коленчатого вала, называются четырехтактными двигателями.

При пуске автомобильных двигателей необходимо заставить вращаться коленчатый вал под действием какой-либо внешней силы (мускульное усилие, прилагаемое к пусковой рукоятке, или пусковой электромотор—.стартер) до получения первых вспышек, после которых двигатель начнет работать автоматически.

При этом совершение вспомогательных тактов (всасывания, сжа-Пия и выпуска) в одноцилиндровых двигателях будет происходить за счет энергии, накапливаемой маховиком при рабочем ходе, а в много-цилиндровых также за счет рабочих ходов, происходящих в это время в даугих цилиндрах.

Из сказанного следует, что полезная работа двигателя развивается только при рабочем ходе, во время которого давление газов, воспринимаемое поршнем, передается через шатун коленчатому талу и маховику. При .вспомогательных тактах, совершаемых за счет рабочих ходов, наоборот: усилие будет передаваться от маховика и коленчатого вала поршню благодаря инерции5 маховика.

Для получения большей равномерности вращения коленчатого вала и достаточной мощности автомобильные двигатели имеют обычно 4, 6 или 8 цилиндров, причем вспышки в них происходят через равные промежутки времени.

Если в одноцилиндровом двигателе один рабочий ход приходится на два оборота вала, то в четырехцилиндровом на те же два оборота вала придутся четыре вспышки, повторяющиеся через каждые % оборота вала, в шестацилиндровом шесть вспышек, происходящих через каждую Уз оборота вала и т. д.

Автомобили ГАЗ модели А и АА имеют четырехцилиндровые двигатели, которые и рассматриваются при последующем изложении.

2. Цилиндры двигателя

Общий вид двигателей ГАЗ с левой стороны представлен  9, а поперечный разрез — в вертикальной плоскости — на фит. 10.

Цилиндры двигателя служат для сжигания в них топлива (рабочей смеси) и для направления движения поршней. По производственным соображениям, а также для уменьшения веса и размера двигателя все четыре цилиндра выполнены в одной чугунной отливке.

Группа цилиндров, выполненных в одной общей отливке, называется блоком цилиндров 1  И).

Внутренняя поверхность цилиндров называется рабочей поверхностью или зеркалом цилиндров,, а

верхняя часть, закры- Фиг. 9. Общий вид двигателя ГАЗ с левой стороны вающая цилиндры, — головкой цилиндров.

Головка цилиндров 2  11) отлита отдельно от цилиндров и представляет собой съемную крышку, скрепляемую с телом цилиндров при помощи шпилек с гайками.

Для плотности соединения между блоком цилиндров и их головкою устанавливается медноасбестовая прокладка 3.

Съемные головки упрощают литье и обработку цилиндров, а также делают более удобным доступ к цилиндрам, поршням и клапанам для удаления нагара или притирки клапанов.

Верхняя часть боковой поверхности цилиндров и съемная головка имеют двойные стенки. Пространство между этими стенками, называемое водяной рубашкой, заполняется водой, охлаждающей цилиндры при работе двигателя.

В верхней части бокового прилива блока цилиндров, называемого клапанной коробкой, имеется восемь клапанных отверстий -— 4.

По окружности этих отверстий сделана коническая выточка, служа-. „ „ щая опорой для клапанов 5 и назы-

•Фиг. 10. Поперечный разрез двигателя „ '

ГАЗ в вертикальной плоскости ваемая гнездом клапана.

втомобили ГАЗ. Е. 406.

Кдапанные отверстия через каналы в теле блока цилиндров соединяются с шестью боковыми отверстиями, к которым присоединяются впускной (отверстия 2 и 5) и выпускной (отверстия 1, 3, 4 и б) трубопроводы.

Кроме клапанных отверстий в теле клапанной коробки выполнены вертикальные цилиндрические сверления, в которых находятся чугунные разрезные втулки  10) для направления движения клапанов \

Замкнутое пространство в цилиндре, образующееся над поршнем и

над клапанами при нахождении поршня в верхнем положении, называется камерой сжатия или камерой сгорания 2  10).

Отношение полного объема цилиндра (объем, описываемый поршнем, плюс объем камеры сжатия) к объему камеры сжатия называется степенью сжатия. Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси, когда поршень приходит в верхнее положение по сравнению с тем объемом, какой смесь имела при нахождении поршня в нижнем положении во время такта всасывания.

Чем выше степень сжатия, тем больше мощность, развиваемая двигателем 6 при данном объеме цилиндра. При увеличении сжатия возрастает скорость сгорания рабочей смеси, уменьшаются тепловые потери через стенки цилиндра и повышается давление газов на поршень при вспышке.

Однако степень сжатия рабочей смеси можно увеличить только до известного предела, ограниченного температурой ее самовоспламенения. При чрезмерной величине сжатия температура смеси поднимется настолько, что появятся преждевременные вспышки (самовоспламенение), которые вызывают вредное противодавление в цилиндрах, сопровождающееся стуком двигателя. Поэтому степень сжатия в нормальных (не спортивных или гоночных) двигателях колеблется.в пределах от 4,5 до 6,5 2.

Фиг. 11. Блок цилиндров двигателя

Форма камеры сжатия имеет весьма важное значение для быстро* ты сгорания рабочей смеси. В двигателях ГАЗ применена камера типа

Рикардо, у которой почти все пространство сосредоточено над клапанами.

Такая форма камеры сжатия позволяет поместить свечу почти в центре камеры и кроме того способствует образованию завихрений рабочей смеси при сжатии, вследствие чего ускоряется процесс сгорания всей смеси.

3. Поршни

Поршень  12) служит для воспринятая давления расширяющихся при сгорании рабочей смеси газов, а также для совершения вспомогательных тактов (всасывание, сжатие и выхлоп).

Поршни автомобилей ГАЗ отлиты из алюминиевого сплава и состоят из боковых стенок 1 и донышка 2.

Применение алюминиевого сплава в качестве материала для поршней объясняется двумя ценными свойствами алюминия: меньшим удельным весом и большей теплопроводностью 2.

Эти свойства позволяют уменьшить вес поршня, а вместе с тем нагрузку на поршневой палец и шатунные подшипники сишдми инерции, возникающими при изменении скорости и направления движения поршней.

Кроме того алюминиевые поршни допускают некоторое увеличение степени сжатия без появления преждевременных (вспышек вследствие улучшения отвода теплй из камеры сжатия через поршень.

Недостатком алюминиевых поршней, кроме быстрой изнашиваемости, является значительное расширение их При нагревании. Поэтому зазоры между поршнем и цилиндром приходится увеличивать по сравнению с чугунными поршнями, что вызывает стук поршней при работе двигателя.

Для уменьшения зазоров без риска заедания поршней в цилиндрах нижняя часть боковых стенок поршня имеет косой разрез 3, позволяющий стенкам слегка пружинить при расширении поршней от нагревания.

В верхней части поршня имеются три кольцевых проточки для поршневых колец 4, а в средней части — два прилива 5 (бобышки). В этих приливах устанавливается поршневый палец 6, служащий для соединения поршня с верхней головкой 9 шатуна 8.

При тактах сжатия и вспышках поршень должен препятствовать прорыву газов в картер двигателя. Пропуск газов поршнями привел бы к понижению степени сжатия рабочей смеси и давления газов на поршень во время рабочего хода, что вызвало бы уменьшение мощности двигателя. Однако, между поршнем и цилиндром необходимо оставлять небольшой зазор, вследствие неравномерного расширения их при нагревании. Поэтому необходимая герметичность цилиндра может быть достигнута только применением пружинящих порщневьус колец 4 из специального чугуна.

Кольца вытачиваются из болванок, диаметр которых несколько превышает диаметр цилиндра, затем разрезаются и помешаются в канавки, имеющиеся для них в верхней части поршней.

Разрез поршневого кольца называется замком. Для уменьшения утечки газов через замок последний делается косым, а поршневых колец устанавливается не одно, а несколько, причем кольца располагаются в канавках таким образом, чтобы замки их не лежали на одной линии, а были равномерно разведены по окружности поршня.

При сборке двигателя поршневые кольца, диаметр которых в свободном (не сжатом) состоянии больше диаметра цилиндра, сжимают почти уничтожая зазор в замке, а затем вводят поршни в цилиндры. Обладая известной упругостью, поршневые кольца стремятся разойтись в цилиндре и плотно прижимаются к его стенкам, не позволяя газам при тактах сжатия и вспышках прорываться в картер двигателя.

Для уменьшения- попадания масла в камеру сгорания через зазор между стенками цилиндра и поршнем в нижнем поршневом кольце выполнен ряд прорезей. Избыток смазки, снимаемый этим кольцом со стенок цилиндра, через прорези в кольце и отверстия в канавке стекает внутрь поршня и возвращается в картер двигателя.

Поршневый палец б представляет собой короткий валик, шарнирно соединяющий поршень с верхней головкой шатуна. Поршневой палец изготовляют из специальной стали, внутри высверливают для уменьшения веса, а с наружной поверхности цементируют8 и шлифуют.

Для предупреждения осевого смешения поршневого пальца и порчи стенок цилиндра (продольные борозды и царапины) по окружности пальца выбрана канавка, в которую заходят пружинящее разрезное кольцо (замок) 7, находящееся в проточке верхней головки шатуна

4. Шатуны

Шатун соединяет поршень с валом двигателя и служит для передачи усилия между ними. При рабочем ходе шатун передает давление газов на поршень коленчатому валу, а при вспомогательных тактах наоборот—передает усилие от коленчатого вала поршню.

Шатуны штампуются из специальной стали и состоят из трех частей: тела 8  12), верхней головки 9 и нижней головки 10.

Для большей жесткости и сопротивления продольному изгибающему усилию тело шатуна в поперечном сечении выполняется двухтавро-вым.

Верхняя головка шатуна делается цельной и соединяется шарнирно с поршневым пальцем б. Для уменьшения трения в верхнюю головку запрессовывают две бронзовых втулки, между которыми помещают Замочное кольцо 7 поршневого пальца.

При вращении коленчатого вала верхняя головка шатуна движется вместе с поршнем вверх и вниз и в то >йе время качается вокруг оси поршневого пальца. Так как поршневой палец не закреплен в бобышках поршня, то он может провертываться в них («плавающий палец»).' Вследствие этого наибольшая нагрузка приходится попеременно на разные части поверхности пальца, и износ последнего получается более равномерным.

Нижняя головка 10 шатуна, охватывающая шейку кривошипа и описывающая вместе с ним окружность, делается разъемной и состоит из двух половин, свертываемых болтами: верхней составляющей одно целое с телом шатуна и нижней, выполненной в виде съемной крышки.

Нижняя головка шатуна с внутренней стороны залита антифрикци онным сплавом — баббитом \

Применение баббита как материала для подшипников основано на том, что он имеет: незначительный коэфициент трения 2, небольшую, но достаточную для нормального давления твердость и относительно низкую температуру плавления.

Первое из этих свойств баббита уменьшает величину трения между нижней головкой шатуна и вращающейся в ней шейкой вала двигателя. Последние же два свойства предохраняют вал от порчи при недостаточной подаче ма- Фиг_ 12. Поршень и шатун в сборе и разрез ела или тугой затяжке под- поршня

шипников, так как баббит

вследствие повышения температуры от увеличивающегося трения выплавляется, не задирая шеек вала.

Между обеими половинками нижней головки шатуна по линии сты ка помещают несколько прокладок 11 из металлической фольги, обе спечивающих плотность соединения и возможность подтяжки подшипника (при истирании баббита) за счет уменьшения числа прокладок Съемная крышка нижней головки шатуна снабжена штифтом или черпачком 12, служащим для разбрызгивания масла, а также для смазки шатунных подшипников.

5. Коленчатый вал

Коленчатый вал  13) преобразовывает прямолинейно-возвратное движение поршней во вращательное и воспринимает работу всех поршней.

Коленчатый вал состоит из:

а) четырех цилиндрических шлифованных шеек 1, назьшаемыых шатунными, так как к ним присоединяются головки шатунов;

б) цилиндрических шлифованных шеек 2, называемых коренными и вращающихся в опорных или коренных подшипниках;

в) необработанных частей, соединяющих шейки и называемых щеками вала 3.

В качестве материала для коленчатого вала применяется специальная сталь.

На переднем конце коленчатого вала помещается шестерня для привода распределительного вала двигателя, а также шкив для ремня вентилятора и храповик для Фиг. 13. Коленчатый вал. пусковой рукоятки. На другом

конце вала имеется фланец 4, к которому крепится при помощи болтов маховик.

Коренные подшипники, служащие точками опоры коленчатого вала, делаются скользящими, с внутренней поверхности заливаются баббитом подобно шатунным подшипникам и помещаются в верхней половине картера двигателя.

Как видно из фиг. 14, все кривошипы вала находятся в одной плоскости, причем оба крайних кривошипа направлены в одну сторону, а оба средних — в другую противоположную, т. е. крайние кривошипы повернуты относительно средних на 180° или на г/2 окружности. Из такого расположения кривошипов следует, что поршни крайних и средних цилиндров движутся в противоположных направлениях.

Если поршни цилиндров I и IV находятся в верхнем положении, поршни цилиндров II и III окажутся в нижнем положении и наоборот  15). Такое расположение кривошипов позволяет рабочим ходам чередоваться через равные промежутки времени (каждые Уг оборота вала) и дает одновременно хорошую уравновешенности сил инерции, возникающих при перемене направления движения поршней.

Для выяснения порядка работы двигателей ГАЗ предположим, что когда поршни крайних цилиндров (I и IV) находились в верхнем положении, а поршни средних (II и III) в нижнем, в первом цилиндре возник рабочий ход  14 и 15, /).

В это время в цилиндре /V" откроется впускной клапан, и поршень, опускаясь вниз, будет создавать разрежение, под влиянием которого в цилиндр начнет поступать рабочая смесь; в этом цилиндре будет всасывание.

При движении поршней цилиндров I и IV вниз поршни цилиндров II и III поднимаются вверх, причем клапаны цилиндра II остаются закрытыми, а в цилиндре III открывается выпускной клапан; в цилиндре II будет сжатие, а в III выпуск.

При следующем полуобороте коленчатого вала поршни цилиндров I и IV будут подниматься вверх: в цилиндре I, в котором закончился рабочий ход, откроется выпускной клапан, и поршень будет вы-

талкивать через него сгоревшие газы (выпуск); в цилиндре IV оба клапана окажутся закрытыми и поршень будет сжимать поступившую при предыдущем такте рабочую смесь (сжатие).

В это время, в цилиндре II будет рабочий ход, а в III — всасывание  15, II).

Явления, происходящие в каждом из цилиндров во время третьего и четвертого полуоборотов коленчатого вала, иллюстрирует фиг. 15, III и IV.

Если проследить таким образом последовательность чередования тактов в различных цилиндрах за два оборота коленчатого вала, получится следующая таблица:

Из таблицы видно, что после рабочего хода в цилиндре / следующий рабочий ход будет в цилиндре II, затем в IV м наконец в III; т. е. порядок работы I — II — IV — III9.

6. Маховпк

Маховик  7, 12) служит для равномерности вращения коленчатого вала и вывода кривошипов из мертвых точек.

Маховик отливается из стали и укрепляется на заднем конце коленчатого вала посредством фланца с болтами.

Действие маховика основано на силе инерции, под которой понимают свойство или стремление тел сохранять то состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, в котором они находятся.

Проявление действия силы инерции каждому приходилось наблюдать в обыденной жизни. Например при резком трогании с места трамвая, поезда или автомобиля пассажиры стремятся качнуться или упасть назад, а при быстрой остановке — вперед. Это объясняется законом инерции.

Когда вагон или автомобиль начинает двигаться, тело пассажира сопротивляется ускорению, стремясь сохранить свое состояние покоя. Наоборот при остановке тело пассажира стремится сохранить приобретенную скорость движения, сопротивляясь замедлению.

Сила инерции будет тем больше, чем больше масса тела и чем быстрее совершается переход от одного состояния тела к другому.

При пуске двигателя в ход маховик выводится из состояния покоя действием внешней силы и начинает медленно вращаться вместе с коленчатым валом. При вспышке, когда давление газов стремится продвинуть поршень с большой скоростью вниз, маховик, сопротивляясь по закону инерции этому ускорению, замедляет скорость движения поршня, сглаживая толчок, получаемый поршнем в момент повышения давления в цилиндре.

Начав вращаться с известной скоростью, маховик стремится в силу той же инерции сохранить приобретенную скорость движения, обеспечивая тем самым (до некоторой степени) одинаковую скорость вращения коленчатого вала и во время вспышек и в периоды между ними.

На окружности маховика имеется зубчатый венец для зацепления с ним при заводке двигателя шестерни пускового электромотора — стартера.

7. Картер двигателя

Картер двигателя представляет собою закрытую коробку, состоя щую из двух половин — верхней и нижней с горизонтальной плоскостью разъема  9, 1 и 2 и фиг. 10, 3 и 4).

Соединение обеих половин картера производится при помощи болтов.

Верхняя половина картера 7 (фит. 11) отливается как одно целое с блоком цилиндров 1 из чугуна и служит основанием для установки двигателя на раме автомобиля. Кроме того верхняя половина картера воспринимает усилия коленчатого вала от давления газов и сил инерции, так как в ней помещаются коренные подшипники.

Каждый подшипник состоит из двух половин, залитых баббитом, из которых одна образована выемкой 2  16) ребра верхней половины 1 картера, а другая — крышкой 3 подшипника, свертываемой с картером болтами 4 (цифрой 5 отмечено отверстие для валика масляного насоса)..

Разгрузка нижней половины картера от усилий коленчатого вала позволяет получать доступ к коренным и шатунным подшипникам для осмотра или подтяжки посредством разборки двигателя.

Нижняя половина картера прессуется из-листовой стали и служит только днищем и резервуаром масла для смазки трущихся частей двигателя.

К раме автомобиля двигатель подвешивается в трех точках:. две точки опоры образованы лапами картера маховика, лежащими на кронштейнах: продольных балок рамы, а третья —I скобой (передней опорой), привернутой к верхней половине картера двигателя . 17).

Скоба 1 через спиральные пружины1 2 опирается на переднюю-траверсу 4 рамы. Для лучшего поглощения толчков от неровностей пути в дополнение к спиральным пружинам поставлена пружинящая.

пластинка 3, служащая опорой для шайбы стержия скобы. От значительного перемещения передней части двигателя вверх при толчках предохраняет нижняя пружина 5, закрепленная (на коице стержня скобы гайкой.

Подобная подвеска двигателя является весьма выгодной в том отношении, что деформации рамы от езды по плохим дорогам не вызывают опасных напряжений в лапах картера-, мо1ущих повести к образованию в них трещин, что наблюдается иногда при закреплении картера в четырех точках.

Для того чтобы при движении поршней и прорыве газов в картер давление в нем оставалось бы постоянным и равным атмосферному,

в верхней половине картера имеется воздушник или сапун. Сапун  9) представляет собой патрубок, через который внутренняя полость картера сообщается с атмосферой. Кроме того сапун служит одновременно и для заливки масла в картер двигателя. Для уменьшения выбрызгивания масла из картера сапун снабжен наклонно поставленными ребрами, а сверху крышкой, не закрывающей однако герметически отверстия сапуна  18).

8. Распределительный механизм

Впуск в цилиндры рабочей смеси и выпуск сгоревших газов производится распределительным механизмом. В современных двигателях наиболее распространен клапанный механизм.

Клапанный механизм  19) автомобилей ГАЗ состоит из:

а) клапанов 1, перекрывающих впускные и выпускные отверстия ^цилиндров, с пружинами 2;

б) распределительного или кулачкового вала 3, имеющего кулачки 4 и вращаемого коленчатым валом через шестеренчатую передачу 5 и б;

в) толкателей 7, приподнимающих клапаны при набегании на толкатель кулачков распределительного вала.

Клапан  20) представляет собой обработанную поковку из специальной стали и состоит из головки 1 и стержня 2. Края головки клапана с нижней стороны стачиваются на конус под утлом в 45 , •образующий опорную или рабочую поверхность 3 клапана. Рабочая поверхность клапана соприкасается с коническим гнездом впускных т выпускных отверстий цилиндров.

Стержень клапана пропускается через сверление в теле цилиндра, в которое вставлена разрезная чугунная ртулка 4, служащая направляющей для движения клапана.

Герметичность закрытия клапана достигается нажимом пружины 5 и притиркой рабочей поверхности клапана к гнезду. Пружина одним концом опирается на тело клапанной коробки, а другим концом — на шайбу с "вырезом 6, удерживаемую коническим концом стержня клапана.

Распределительный вал 3  19) имеет восемь (по числу клапанов) кулачков 4 и три опорные шейки 8, вращающиеся в чугунных подшипниках верхней половины картера двигателя.

С передний концом распределительного вала соединяется посредством двух шпилек и гайки шестерня 6, находящаяся в зацеплении с шестерней 5 коленчатого вала. Шестерня распределительного вала выполнена для безшумности работ из пластмассы (бакелит) и имеет вдвое большее число зубцов, чем шестерня коленчатого вала. Распределительный вал должен вращаться вдвое медленнее коленчатого, так как за два оборота вала двигателя, в течение которых заканчивается рабочий процесс, оба клапана открываются только один раз.

Толкатель 7 представляет собой короткий стальной стержень, нижняя часть которого выполнена в виде плоской тарелки.

Для поглощения бокового давления, возникающего при набегании кулачков, толкатели помещаются в чугунных направляющих втулках, отлитых вместе с верхней половиной картера.

Клапаны при работе двигателя нагреваются, вследствие чего стержни их удлиняются. Поэтому между толкателями и стержнями клапанов при холодном двигателе оставляют воздушный зазор, равный в среднем 0,3 мм. Этот зазор допускает некоторое удлинение клапанов без нарушения герметичности закрытия впускных и выпускных отверстий. При отсутствии зазора толкатель вследствие удлинения стержня клапана все время нажимал бы на него, не допуская плотной посадки клапана.

Действие распределительного механизма состоит в следующем: при вращении распределительного вала кулачки его набегают в нужные моменты на толкатели и заставляют их подниматься. Поднимаясь, толкатели надавливают на стержни клапанов и, сжимая пружины, открывают клапаны, соединяя при этом внутреннюю полость цилиндров с впускным или выпускным трубопроводом.

Как только кулачок минует толкатель, клапан, под действием силы упругости своей пружины, сядет в гнездо, прекращая сообщение цилиндра с соответствующим трубопроводом.

9. Фазы распределения

При рассмотрении впервые рабочего процесса двигателя нами было сделано (для простоты изложения) допущение, что клапаны открываются и закрываются при одном из крайних положений поршня. В действительности такого совпадения нет.

Впускной клапан двигателей ГАЗ открывается в тот момент, когда кривошип коленчатого вала не дойдет до верхней мертвой точки (в конце выпуска) на 7,5°, т. е. с некоторым опережением.

Начало открытия впускного клапана с опережением производится для того, чтобы увеличить продолжительность времени открытия клапана и улучшить наполнение цилиндра.

Закрытие впускного клапана проводится с запаздыванием, т. е. после того, как кривошип вала отойдет от нижней мертвой точки на 48,5° и поршень пройдет часть своего хода вверх. Это делается для того чтобы улучшить наполнение цилиндров рабочей смесью, которая продолжает поступать и после прекращения разрежения по инерции, приобретенной при движении, по впускному трубопроводу.

Выпускной клапан открывается со значительным опережением, когда кривошип вала во время рабочего хода- не дойдет до нижней мертвой точки на 51,5°.

Опережение открытия выпускного клапана дает возможность сгоревшим газам выходить из цилиндра вследствие избыточного давления к концу рабочего хода (3—4 ат) еще до того, как поршень начнет подниматься. Поэтому сопротивление газов и давление их на донышко поршня, во время движения последнего при вращении вала двигателя, тормозится и замедляется в меньшей степени.

Для улучшения очистки цилиндров от сгоревших газов закрытие выпускного клапана производится с запаздыванием, после того как кривошип вала отойдет от верхней мертвой точки на 4,5°.

Угловые величины, характеризующие опережение или запаздывание открытия и закрытия клапанов, называются фазами распределения. Фазы распределения двигателей ГАЗ представлены . 21.

При четырехцилиндровом двигателе одноименные такты в разных цилиндрах происходят после каждого поворота коленчатого вала на 180°. Распределительный вал повернется за это время на 90? и поэтому оси одноименных кулачков в порядке работы двигателя должны быть смещены относительно друг друга на те же 90° против направления вращения распределительного вала1.

Угол же, на который разнесены оси впускных и выпускных кулачков, зависит от фаз распределения.

При установке распределения необходимо согласовать вращение распределительного вала с коленчатым таким образом, чтобы открытие и закрытие клапанов происходило с наружным опережением или запаздыванием. Это достигается сцеплением обоих валов шестернями при вполне определенном положении их относительно друг друга.

Для правильной установки распределения шестерни распределительного механизма автомобилей ГАЗ имен~~ метки*

10. Впускной и выпускной трубопроводы

Впускной трубопровод 3  22), рНС1 21. Фазы распределения дви-соединяя карбюратор 4 с впускными гателя ГАЗ

отверстиями цилиндров, служит для

подводки к ним рабочей смеси, а выпускной трубопровод 5 соединяет выпускные отверстия 2 цилиндров с атмосферой. Через зтот трубопровод

сгоревшие газы удаляются из цилиндров.

Оба трубопровода отливаются из чугуна и крепятся на шпильках с гайками к блоку цилиндров. Для герметичности соединения под фланцы трубопроводов ставятся медно-асбестовые прокладки.

Для равномерного наполнения цилиндров рабочей смесыо ч уменьшения сопротивлений впускной трубопровод делается с двумя отверстиями симметричной формы, причем камеры впускных клапанов у смежных цилиндров соединяются вместе внутри блока цилиндров 1.

До подогрева и лучшего испарения топлива впускной трубопровод в средней своей части, обращенной к двигателю, имеет глухой фланец, который соединяется болтами с выпускным трубопроводом.

Так как сгоревшие газы, выходящие из цилиндров с большой скоростью, производят .значительный шум (так называемая «отсечка»), их пропускают до выхода «в атмосферу через глушитель б. В глушителе газы расширяются, охлаждаются и скорость движения их уменьшается вследствие изменения направления движения и торможения газа при прохождении через ряд мелких отверстий. В результате такого торможения отработанные газы выходят из глушителя без значительного шума.

Следует иметь в виду, что глушитель, тормозя выход газов, повышает давление их на поршень при такте выпуска, вызывая некоторое понижение мощности двигателя, не имеющее впрочем большого практического значения (2—3%).

Вопросы для повторения

1. Почему автомобильный карбюраторный двигатель называется двигателем внутреннего сгорания?

2. Что называется рабочим процессом двигателя?

3. Какие двигатели называются четырехтактными?

4. Какой такт является рабочим и какие вспомогательными?

Б. За сколько оборотов коленчатого вала заканчивается рабочий процесс четырехтактного двигателя?

6. Для чего служат цилиндры, поршень, шатун, коленчатый вал, маховик, картер двигателя?

7. Какую форму имеет коленчатый вал четырехцилиндрового двигателя?

8. Какой порядок работы имеют двигатели автомобилей ГАЗ, и какой другой порядок возможен при четырехцилиндровом двигателе?

9. Для -чего служит распределительный механизм, и из каких частей он состоит?

ДО. Где помещаются клапаны?

11. Каким образом пружина закрепляется на стержне клапана?

12. Чем приводится во вращение распределительный вал?

13- Сколько оборотов сделает распределительный вал за 2 оборота ко-* ленчатого вала?

14. Для чего нужен зазор между толкателем и клапаном?

15. Что называется фазами распределения?

16. Когда открывается и закрывается впускной клапан?

1.7. Когда открывается и закрывается выпускной клапан?

18. Для чего служит впускной и выпускной трубопроводы?

19. Для чего нужен глушитель?

Глава II

ОХЛАЖДЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ

1. Системы охлаждения

При горении рабочей смеси температура газов внутри цилиндра достигает в момент вспышки до 1800—2000° Ц.

Такая высокая температура вызывает необходимость усиленного отвода излишней теплоты от стенок цилиндров. Чрезмерный перегрев может явиться причиной: невозможности смазки стенок цилиндров, заедания поршней от сильного расширения их, преждевременных вспышек и уменьшения весового наполнения цилиндров рабочей смесью вследствие у верчения ее объема при нагреве.

От стенок цилиндров часть теплоты передается или непосредственно воздуху или воде, заключенней в рубашке цилиндров и циркулирующей через радиатор. Проходя через радиатор, вода охлаждается воздушным потоком, возникающим вследствие вращения вентилятора.

•В зависимости от того, каким из этих двух способов отнимается излишняя теплота от стенок цилиндров, различают двигатели с воздушным и водяным охлаждением.

Автомобильные двигатели обычно имеют водяное охлаждение.

2. Водяное охлаждение автомобилей ГАЗ

При водяном охлаждении  23) головка и верхняя часть цилиндров, подвергающиеся /наибольшему награду, окружаются водяной

рубашкой 11, т. е. имеют двойные стенки, пространство между которыми заполняется водой.

Водяная рубашка 11 при помощи трубопроводов б и 7 соединяется с радиатором, имеющим разветвленную сеть каналов. Каналы образованы водяными трубками 3, служащими для перетекания воды из верхней камеры 1 радиатора в нижнюю камеру 2.

Циркуляция воды через радиатор происходит по принципу термосифона, действие которого усилено центробежным насосом 12.

Термосифонное охлаждение основано на разности удельных весов воды в рубашке цилиндров и в радиаторе.

При работе двигателя вода в верхней части водяной рубашки нагревается и, становясь легче, вытесняется более холодной водой из радиатора. Поступая в верхнюю камеру радиатора по трубопроводу б, нагретая вода перетекает оттуда по водяным трубкам в нижнюю камеру радиатора, охлаждаясь на пути воздушным потоком, и поднимается по трубопроводу 7 в водяную рубашку, где снова нагревается, перетекает в верхнюю камеру радиатора и т. д.

Этот кругооборот, возникающий вследствие неодинаковой плотности воды с разной температурой, ускоряется насосом.

Насос 12 состоит из трех лопаток, укрепленных на общей оси с вентилятором. Лопатки насоса вращаются в камере, выполненной в приливе к телу съемной головки цилиндров.

При вращении лопаток вода под действием центробежной силыотбрасывается к стенкам камеры и выталкивается в трубопровод б.

3. Радиатор и вентилятор

Радиатор служит для охлаждения воды посредством передачи атмосферному воздуху теплоты, отнятой водой от стенок цилиндров

Радиатор помещается в передней части рамы автомобиля перед двигателем и состоит из верхней 1 и цртжней 2 водяных камер, соединенных между собой трубками 3  23).

Верхняя и нижняя камеры радиатора имеют короткие патрубки, соединенные резиновыми шлангами 10, 8 и 9 с трубопроводом б и 7 водяной рубашки цилиндров.

Для заполнения охлаждающей системы водой в верхней камере имеется отверстие с крышкой 4, закрепляемой на специальной горловине. В зту же камеру впаян верхний открытый конец контрольной трубки 5, служащий для удаления наружу паров, образующихся в верхней камере при сильном нагревании воды.

Трубопровод 7 сцабжен краником, через который из охлаждающей системы выпускается вода.

ВодянЫе трубки выполнены из латуни и открытые концы их впаяны в верхнюю камеру радиатора. Для увеличения поверхности охлаждения трубки 1  24) пропущены через отверстия ряда горизонтальных латунных пластин 2.

Воздушный поток, проходящий между водяными трубками радиатора и охлаждающий воду при перетекании ее из верхней камеры в нижнюю, создается вращением 2-лапастного вентилятора 14. Вевгиля-тор вращается бесконечным ремнем 15, перекинутым через три шкива: шкив коленчатого вала, шкив оси вентилятора и насоса и шкив динамо.

4. Уход за охлаждающей спстейой

Для того чтобы обеспечить исправное действие в охлаждающей системе, нужно:

а) заполнять охлаждающую систему только мягкой водой (лучше всего дождевой) с малым содержанием солей. Этим уменьшаются отложения накипи, понижающие теплопроводность стенок цилиндра и водяных трубок и уменьшающие действительное сечение последних;

б) наливать воду только из шланга, присоединенного к водопроводу, или из чистой посуды;

в) проверять перед каждой поездкой уровень воды и в случае необходимости доливать воду с тем, чтобы радиатор был заполнен водой до уровня контрольной трубки;

г) периодически (примерно через 3—4 месяца) выпускать воду из охлаждающей системы и производить промывку системы в течение 3—5 мин. чистой водой при помощи шланга, вставленного в горловину радиатора;

д) проверять исправное действие вентилятора. Натяжка ремня производится отодвиганием динамо в наружную сторону (на себя) после ослабления гайки болта, крепящего кронштейн динамо на картере двигателя,

е) смазывать подшипник вентилятора через 800—1000 км солидолом, а также подшипник и сальник 13 водяного насоса через 200— 300 км вискозином «70» или солидолом с автолом ').

Наибольших забот водяное охлаждение требует в хояодное время года, когда существует опасность переохлаждения и замерзания воды. При переходе из жидкого состояния в твердое объем воды увеличивается и образовавшийся лед может порвать водяные трубки радиатора, а (иногда и головку блока цилиндров. Поэтому в холодное время, кроме указанных общих правил ухода за охлаждающей системой, необходимо принимать следующие меры предосторожности:

а) при постановке машины на ночь в неотапливаемых гаражах выпускать всю воду из охлаждающей системы, открыв спускной краник радиатора;

б) при поездках надевать на радиатор чехол, прикрывающий водяные камеры радиатора и нижнюю часть водяных трубок и имеющий в средней части окно (клапан), которое может закрываться при стоянках;

в) выезжать из гаража в сильные морозы только после некоторого 'прогрева двигателя;

г) при более или менее продолжительных остановках закрывать клапан чехла радиатора и прогревать двигатель по мере понижения температуры воды (через 20—40 мин. стоянки).

Для уменьшения опасности замерзания к воде, заливаемой в охлаж-дующую систему, добавляют иногда различные жидкости, понижающие температуру замерзания смеси (спирт, глицерин). Так при добавлении- в охлаждающую систему 20%» (по объему) этилового спирта температура замерзания понижается до — 7° Ц, а при пользовании смесью спирта и глицерина, взятых в одинаковых количествах и в том же процентном отнотеши к воде, температура замерзания будет равна —.9° Ц.

При добавлении 40% спирта или спирта с глицерином температура замерзания понижается соответственно до —19 и —24° Ц.

5. Неисправности

Замерзание воды в радиаторе во время езды обнаруживается появлением из радиатора пара. Это объясняется тем, что в нижней части радиатора, вследствие замерзания воды, образуется ледяная пробка. Последняя прекращает циркуляцию воды в охлаждаю щей системе и вызывает закипание воды в верхней части рубашки цилиндров.

При обнаружении замерзания воды необходимо обильно поливать нижнюю часть радиатора кипятком или обкладывать ее горячими тряпками. Пользоваться для этой цели паяльной лампой не допуска-, ется, так как, не говоря уже о пожарной опасности, при таком способе оттаивания льда можно распаять радиатор.

Утечка воды чаще всего происходит через сальник насоса или резиновые шланги. В первом случае нужно набить смазку в сальник и затянуть до прекращения течи гайку сальника /  25), а во втором — плотнее завернуть винты хомутиков шлангов или заменить шланги новыми.

Течь радиатора устраняется пайкой поврежденных мест или заглушением неисправных водяных трубок у соединения их с камерой радиатора \

■Накипь. Для удаления накипи, отлагающейся на стенках водяной рубашки и в трубках радиатора, систему охлаждения рекомендуется 1—2 раза в год промывать содовым раствором.

Для зтой цели в 12—15 л горячей воды растворяют 0,5 кг соды, заполняют раствором охлаждающую систему, заводят двигатель и дают ему поработать 15—20 мин. После этого двигатель останавливают и по истечении нескольких часов содовый раствор выпускают; затем промывают охлаждающую систему струей воды из шланга, присоединенного к водопроводу.

Вопросы для повторения

1. Для чего нужно охлаждение двигателя?

2. Чем охлаждается двигатель?

3. Чем снабжаются цилиндры при водяном охлаждении?

4. Что заставляет воду циркулировать через радиатор?

5. Как устроен центробежный водяной насос, и где он помещается?

6. Для чего служит радиатор, и из каких частей он состоит?

7. Почему камеры радиатора соединяются с двигателем при помощи резиновых шлангов?

8. Для чего служит контрольная трубка?

9. Для чего служит вентилятор, и чем он приводится в действие?

10. Как подтянуть ремень вентилятора?

11. В чем заключается уход за охлаждающей системой?

12. Какие меры принимаются против замерзания воды в радиаторе?

13. Что нужно делать в случае замерзания воды в радиаторе?

14. Как устранить течь воды?

Глава III СМАЗКА ДВИГАТЕЛЯ 1. Необходимость смазки и сорта масла

При движении какого-либо тела по поверхности другого возникает некоторая сила, направленная в сторону, противоположную движению, и следовательно препятствующая ему. Эта сила называется силой трения.

Наличие трения между поверхностями трущихся деталей двигателя вызывает потерю часта работы.

При этом работа, затрачиваемая на преодоление трения, вдет на истирание движущихся частей и сопровождается выделением теплоты, вредно влияющей на подшипники и нарушающей зазоры между трущимися деталями вследствие их расширения.

Для уменьшения трения между поверхностями трущихся частей ©водят слой жидкой смазки, устраняя непосредственное трение металла о металл и заменяя его трением между частицами смазки.

Выгода применения смазки основана на том, что трение жидких тел значительно меньше трения твердых и в частности металлов, поверхность которых, как бы она ни была хорошо отшлифована, всегда имеет большие или меньшие неровности, увеличивающие трение.

Кроме того смазка отнимает часть теплоты, развивающейся при трении, и охлаждает трущиеся поверхности.

Наиболее интенсивной смазки требуют детали кривошипного механизма, в особенности коренные и шатунные подшипники коленчатого вала и рабочая поверхность (зеркало) цилиндров, так как эти детали натружены значительными усилиями, причем соприкасающиеся с ними детали (шейка вала и поршни) имеют большие скорости движения.

Смазка для автомобильных двигателей должна отвечать следующим основным требованиям:

а) иметь вязкость (густоту), достаточную для того, чтобы возникающее между трущимися поверхностями давление не выжимало слой смазки;

б) обладать высокой температурой вспышки и воспламенения1.

в) 'полностью сгорать при попадании в камеру сжатия;

г) не содержать кислот и щелочей, вредно действующих на металл (нейтральность).

Всем этим требованиям могут удовлетворять только некоторые сорта минеральных цилиндровых масел, получаемых при переработке нефти

Автомобильные цилиндровые масла, вырабатываемые у нас в СССР, известны под марками «Автол-4», «Автолгб», «Автол-8», «Автол-10» и «Автол-4».

Эти масла отличаются друг от друга вязкостью, удельным весом и температурой вспышки.

Из всех сортов наибольшую вязкость, удельный вес и самую высокую температуру вспышки имеет, Автол-Т», а наименьшую вязкость, удельный вес и самую низкую температуру вспышки имеет «Автол-4».

Остальные сорта занимают промежуточное положение между двумя этими сортами.

Выбор сорта масла зависит от системы смазки и охлаждения, времени года, состояния двигателя (степень изношенности) и некоторых других факторов.

а Температурой вспышки называет ея та температура масла, при которой воспламеняются его пары при приближении пламени, а температурой воспламенения— температура, при которой с приближением пламени загорается само масло.

Из масел органических (т. е. животного или растительного происхождения) единственно пригодным для смазки автомобильных двигателей является рициновое или касторовое масло, которое, несмотря на свои высокие качества, не применяется из-за дороговизны.

Для двигателей ГАЗ рекомендуются следующие сорта:

а) «Автол-6»-зимой и летом в умеренном климатическом поясе;

б) «Автол-4»-зимой и летом, в северном климатическом поясе;

в) «Автол-8»-зимой и летом в жарком климатическом поясе.

2. Система смазки двигателей ГАЗ

Масло, идущее для смазки двигателя, наливается1 в картер двигателя через воздушник или сапун 3  9).

О высоте уровня масла судят по указателю 4  9), представляющему собой металлический стержень с двумя отметками Е и Ь.

При этом верхней отметке Р соответствует нормальный уровень масла, а нижней Ь — минимальный. При понижении уровня масла относительно метки Ь нормальная смазка двигателя нарушается.

Схема смазки двигателя приведена  26.

В картере двигателя установлен шестеренчатый насос, устройство которого детально будет рассмотрено ниже.

Насос 1 окружен сеткой-фильтром 2 и приводится в действие вертикальным валиком 3 со спиральной шестерней, сцепляющейся с такой же шестерней на распределительном валу двигателя.

При вращении шестеренок насоса масло поступает по вертикальному 4 и горизонтальному 5 каналам в масляную камеру 6 клапанного

•механизма. Отсюда масло под действием силы тяжести самотеком поступает по трубкам 7 к трем коренным подшипникам коленчатого вала и по каналу 8 — к переднему, а также и к концевому опорным подшипникам распределительного вала.

Избыток масла в камере клапанного механизма по возвратному наружному маслопроводу 9 перетекает в масляное корыто 10 с четырьмя лотками, расположенными под шатунными .подшипниками. Из корыта излишнее масло стекает в картер, так что в лотках уровень масла практически остается всегда постоянным и не зависит от наклона •автомобиля при подъемах и спусках.

Крышки шатунных подшипников снабжены штифтами или черпачками 11, погружающимися при вращении вала двигателя в масло, находящееся в лотках корыта. При ударах, получающихся вследствие большой скорости движения штифтов, масло продавливается через отверстия в нижней крышке к шатунным подшипникам и разбрызгивается в виде мельчайших капелек, которые осаждаются на поверхности всех деталей, находящихся в картере и на стенках цилиндров. При этом к шатунным подшипникам и к поршневым пальцам масляная пыль проникает через имеющиеся для этой цели отверстия в головках шатунов.

Следовательно в двигателях автомобилей ГАЗ коренные подшипники коленчатого вала, передний и концевой подшипники распределительного вала смазываются самотеком, а остальные детали (шатунные подшипники, поршневые пальцы, стенки цилиндров, кулачки распределительного вала) — разбрызгиванием.

Вытекание масла из концевых подшипников коленчатого вала предупреждается сальником 12, а также маслоогражательным коль-> цом и отводной трубкой 13, по которой избыток масла из третьего (заднего) коренного подшипника вытекает в картер.

стеренку 3 в масляную камеру клапанного механизма по горизонтальному каналу 12.

В стандартное оборудование автомобилей не входит манометр, позволяющий судить о работе насоса (величина давления в масляном канале). Однако в случаях необходимости проверить работу насоса можно вывернуть на несколько секунд винт 8  11) в приливе картера двигателя. Если насос работает исправно, то из масляного канала будет вытекать масло непрерывной струей.

4. Уход за смазочной системой

Уход за смазочной системой заключается главным образом в периодическом добавлении в картер свежего масла, а также в смене 'масла с промывкой картера и маслопроводов. Необходимость добавления

масла вызывается тем, что масляная пленка, покрывающая стенки цилиндра, выгорает во время рабочего хода, соприкасаясь по мере опускания поршня вниз с горящими газами. Кроме того в небольшом количестве масло проникает в камеру сжатия, в особенности при избытке масла или износе цилиндров и поршневых колец, где также сгорает. Вследствие этого количество масла в картере постепенно уменьшается.

Убыль масла нужно регулярно пополнять с тем, чтобы запас его в картере был постоянно одинаковым и соответствовал нормальному уровню. Значительного уменьшения или увеличения уровня масла против нормального допускать не следует. В первом случае, вследствие недостаточной подачи масла, возможен перегрев двигателя, выплавление подшипников и заедание поршней в цилиндрах. Во втором случае наблюдается попадание масла в камеру сжатия, в результате чего происходит замасливание электродов запальных свечей, вызывающее перебои в работе двигателя, а также отложение нагара на донышке поршней, стенках камеры сжатия и клапанах. Значительные же нагары связаны с появлением преждевременных вспышек и уменьшением компрессии.

После определенного пробега (800—1000 км) масло требует смены из-за понижения смазочных свойств по причинам:

а) появления в масле тончайшей металлической пыли от износа трущихся частей;

б) загрязнения масла нагаром вследствие выделения при сгорании золы и кокса;

в) выделения иод действием тепла и воздуха' сгустков смол;

г) появления частиц пыли минерального происхождения, засасываемой через карбюратор или попадающей через сапун;

д) примеси топлива, осаждающегося при плохом испарении (при тяжелых сортах или при пуске холодного двигателя) на стенках цилиндров в виде жидких капелек, стекающих в картер, а также попадающего туда при пропуске рабочей смеси поршневыми кольцами во время тактов сжатия.

Масло следует выпускать из картера двигателя теплым (после поездки или прогрева двигателя), для того чтобы оно лучше стекало со стенок картера.

Через каждые 2000—3000 км полезно, выпустив старое масло, промыть масляную систему свежим жидким маслом.

Залив минимально необходимое количество свежего масла в картер, нужно запустить на 1 — 1,5 мин. двигатель, после чего спустить масло и залить новую порцию до нормального уровня.

Производить промывку керосином не рекомендуется ввиду того, что скопившийся в масляном корыте и углублениях керосин ухудшит смазочные свойства вновь залитого масла. После пробега 5000—6000 км рекомендуется отнять нижнюю половину картера, вынуть насос и промыть керосином сетчатый фильтр, масляное корыто и днище картера.

В новых машинах, не бывших в эксплоатации или вышедших из капитального ремонта, первую смену масла следует произвести через 500 км с промывкой масляной системы. Это полезно сделать потому, что в результате увеличенного трения между неприрабогавшимися деталями двигателя (поршневые кольца и стенки цилиндров, подшипники и шейки вала) в масле скоро окажется значительное количество металлических частиц.

При запуске холодного двигателя (в особенности зимой) необходимо избегать больших оборотов до хорошего прогрева, так как загустевшее от низкой температуры масло может поступать в недостаточном количестве к трущимся деталям, что повлечет за собой повреждения двигателя (выплавление подшипников и т. д.).

Следует также иметь в .виду, что плотно закрывать отверстие сапуна деревянными пробками, концами и т. п. ори утере крышки ни в коем случае не следует. Образующееся при этом повышенное давление в картере вызовет большую утечку масла через сальники коренных подшипников.

Вопросы для повторения

1. Для чего нужна смазка двигателей?

2. На чем основана выгода применения смазки?

3. Какие масла применяются для смазки автомобильных двигателей.

4. В каких случаях применяется тот или ивой /сорт?

б. Какая система смазки применяется в двигателях ГАЗ?

6. Какие детали двигателя смазываются маслом, поступающим к ним самотеком, и какие масляными брызгами?

7. Для чего в двигателях ГАЗ имеется масляный насос?

8. Как устроен и работает масляный насос?

9. Сколько нужно наливать масла в картер двигателя?

10. Почему масло в картере двигателя (постепенно убывает?

11. Нужно ли менять масло в картере двигателя, почему и как часто?

12. Почему масло нужно выпускать из картера двигателя тешлым?

13. Что происходит от слишком обильной и недостаточной смазки?

 

__________________________