Если вы не знаете, что там... под капотом
С давних времен человек хотел избавиться от физических усилий или облегчить их при перемещении чего-либо, распола гать значительно большей силой и быстротой. Это и подвигло к созданию такого транспортного средства, как автомобиль. Но многие относятся к автомобилю по-разному. Для каждого человека это что-то свое. Для кого-то это средство передвиже ния, для кого-то — кормилец семьи, а для кого-то — предмет роскоши.
Но в большинстве случаев это все же вид транспорта, способный перевозить людей, продукты, различные предметы быта и производства. С греческого аутос переводится как сам, а с латинского мобилис — подвижный. В мировых языках сформировалось одно прилагательное самодвижущийся , дословно авто — мобильный. Автомобиль — единый и неделимый, как живой организм. Только при полной рабо тоспособности всех его компонентов автомобиль может делать то, для чего его создали и на что надеется его хозяин, садясь за руль. В автомобиле (как и в человеке) все составные части постоянно находятся во взаимодействии и способны обеспечи вать его нормальную работоспособность. Каждому человеку необходимо знать устройство автомобиля хотя бы на элемен тарном уровне. Без данного аспекта совершенно невозможно правильно и безопасно эксплуатировать автомобиль.
Итак, вы подошли к автомобилю. Давайте же вместе посмо трим и разберемся с тем, что представляет собой автомобиль и как устроено это сложнейшее техническое достижение совре менности. А зачем? — спросят многие начинающие води тели. Ездит он и ездит. Надо просто открыть дверь, сесть на удобное и красивое сиденье, вставить ключ, завести и в путь! Большинство из нас так и делают, но через какое-то время нам все же придется изучать то, что находится у автомобиля под капотом. Узнаем, что там есть двигатель и что туда надо доливать масло, есть там всякие тормозные колодки и прочие железяки и провода.
А еще и экзаменационные билеты постоянно ставят в тупик: Так можно ездить с неработающим амортизатором или нельзя? А кто это такой — амортизатор? Так что имеет смысл с самого начала ознакомиться с устройством автомобиля и успешно сдать экзамены для получения прав. А если еще и хорошенько разобраться с теми процессами, которые протекают во всех агрегатах, узлах и механизмах автомобиля при его движении, то, садясь за руль своей машины, вы сможете приятно удивить своим грамотным с ним обращением. Перд тем как заглянуть под капот, для начала необходимо понять, что все машины мира на 99% име ют одинаковую конструкцию и работают по одним и тем же физическим законам.
Зная, что находится в передней части автомобиля (в большинстве случаев), узнаем, как работает двигатель (и долго ли проработает), почему вообще движется автомобиль (если мотор под капотом, а колеса совсем в другом месте), сцепление ока жется сложным механизмом, а не просто педалью под рулем, и выяснится, наконец-то, что генератор и карбюратор — это совсем не одно и то же.
Итак, перейдем непосредственно к устройству наших железных коней. Почти каждый человек на элементарном уровне знает, что к кузову относятся такие детали, как двери, окна, багажник, капот и др. И большинство знает, что именно под капотом скрыто сердце любой машины. Вот вы, когда открывали капот, задавались вопросом, что это здесь и как это работает? Большую часть данного отсека занимает автомобильный двигатель, для непосвященного он похож на большой запутанный клубок из металла, проводов и труб. Не все, но большинство, хотя бы просто из любопытства, хотят узнать, что здесь происходит. В конце концов вы ездите в автомобиле почти каждый день, будь то личное авто или обще ственный транспорт — и было бы хорошо узнать, как работает двигатель. Или вам так сильно неприятны различные механические термины, что при прослушивании информации, связанной с устройством машины, вы засыпаете, что вы гото вы отдать немаленькую сумму ради того, чтобы не разбираться во всем этом. Возможно, при покупке нового автомобиля вы слышали такие слова, как, например, 2-литровый 4-цилиндро вый 12-клапанный двигатель, двойные верхние кулаки или впрыск топлива. Если вы хотите хотя бы немного понимать устройство, тогда начнем.
Под капотом практически любой машины можно рассмот реть:
1) основной агрегат — двигатель (он был создан раньше, чем сам автомобиль);
2) радиатор системы охлаждения и патрубки;
3) аккумуляторную батарею и генератор;
4) прерыватель-распределитель зажигания;
5) воздушный фильтр, расположенный над карбюратором, и сам карбюратор (карбюраторный двигатель);
6) вакуумный усилитель с главным цилиндром гидроприво да тормозов;
7) топливный насос;
8) масляный фильтр;
9) стартер. Автомобильные двигатели.
В качестве силовой установки на автомобилях использует ся двигатель внутреннего сгорания. По виду используемого топлива двигатели делятся на карбюраторные, дизельные и газовые. Карбюраторные — это двигатели, работающие на бензине, с принудительным зажиганием. Прежде чем попасть в цилиндры двигателя, топливо перемешивается с воздухом с помощью карбюратора. Дизельные — это двигатели, работающие на дизельном топливе, с воспламенением этого топлива от сжатия. Топливо подается форсункой, а затем смешивается с воз духом уже внутри цилиндра. Газовые — это двигатели, которые работают на пропанобутановом газе, с принудительным зажига нием. Метод работы данных двигателей практически ничем не отличается от работы карбюраторных (бензиновых). Газ также смешивается с воздухом и подается в цилиндры.
Когда работает двигатель внутреннего сгорания, он сжи гает топливо, в результате чего только пятая часть этой смеси идет на полезную работу, а остальная выбрасывается в атмосферу, загрязняя ее. Коэффициент полезного действия ныне выпускаемых отечественных двигателей колеблется в пре делах 20—40%. У иностранных производителей показатели гораздо выше, что и приводит к такой большой популярности иномарок.
Карбюраторные поршневые двигатели.
К основным механизмам и системам карбюраторного дви гателя относятся:
1) кривошипно-шатунный механизм;
2) газораспределительный механизм;
3) система охлаждения;
4) система выпуска отработанных газов;
5) система зажигания;
6) система питания;
7) система смазки.
Сначала вкратце рассмотрим простейший одноцилиндро вый карбюраторный двигатель, на его примере мы сможем понять, откуда берется крутящий момент, который и застав ляет крутиться колеса нашего автомобиля.
Основной частью карбюраторного одноцилиндрового двига теля является цилиндр с укрепленной на нем съемной голов кой. Если сравнить данный элемент автомобильного агрегата (цилиндр вместе с головкой) с каким-либо предметом нашего быта, то в первую очередь напрашивается сравнение с обык новенным перевернутым стаканом. Внутри цилиндра также находится еще один стакан, тоже вверх дном, это — поршень. На поршне находятся поршневые кольца, расположен ные в специальных канавках. Именно они скользят по зер калу внутренней поверхности цилиндра. Также они не дают возможности отработанным газам, образующимся в результате работы двигателя, проникать вниз. В то же время эти кольца не дают маслу, которым смазывается внутренняя поверхность цилиндра, подниматься вверх. При помощи шатуна и пальца поршень крепится к кривошипу коленчатого вала, который вращается в подшипниках. На конце коленчатого вала крепит ся массивный маховик. Смесь воздуха с бензином поступает в цилиндр через впускной клапан, а через выпускной клапан выходят отработанные газы. Работа клапанов целиком и полностью зависит от распределительного вала, который приво дится во вращение от коленчатого вала двигателя. Рабочую
смесь воспламеняет искра, которая образуется между элект родами электрической свечи, расположенной в резьбовом отверстии головки цилиндра.
После краткого знакомства с основными деталями одноцилиндрового двигателя вы потихоньку начинаете вникать в его работу. А теперь давайте рассмотрим некоторые параметры цилиндра и поршня.
Основными понятиями являются верхняя и нижняя мерт вые точки (ВМТ и НМТ). Это самые крайние положения поршня, при которых он наиболее удален или приближен к оси коленчатого вала.
Ходом поршня называется путь, который он проходит от ВМТ к НМТ или обратно — S . Объемом камеры сгорания называется объем, находящийся между верхом поршня, распо ложенного в ВМТ, и потолком цилиндра — Vc .
Рабочим объемом цилиндра называется объем, который образуется при перемещении поршня от ВМТ к НМТ — Vp .
Полный объем цилиндра — это сумма объемов камеры сгорания и рабочего объема: Vn = Vp + Vc .
Рабочим объемом двигателя является сумма рабочих объе мов всех цилиндров, расположенных в двигателе. Его изме ряют в литрах. Вообще, на данное время большинство совре менных двигателей могут иметь 4, 6, 8 и даже 12 цилиндров. Соответственно, чем больше рабочий объем, тем более мощным является двигатель. Мощность измеряется в лошадиных силах или в киловаттах (л .с. или кВт). Например, рабочий объем двигателя ВАЗ 2107 — 1,5 л, его мощность 51,5 кВт (70 л.с ), а рабочий объем двигателя ВАЗ 2105 — 1,3 л, его мощность 46,8 кВт (63,7 л.с).
Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя.
Отличаются двигатели внутреннего сгорания друг от друга рабочим циклом, по которому они работают. Рабо чий цикл — это совокупность рабочих процессов в опреде ленной последовательности, которые повторяются в каждом цилинд-ре при работе двигателя. Рабочий процесс, происходящий в одном цилиндре за ход поршня, называется тактом. По чис-лу тактов двигатели делятся на два типа:
1) двухтактные, в которых рабочий цикл совершается за два хода поршня;
2) четырехтактные, в которых рабочий цикл совершается за четыре хода поршня.
Четырехтактные двигатели применяются на легковых авто мобилях отечественного производства, а двухтактные — на мотоциклах и моторных лодках.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя (карбюраторно го) состоит из следующих тактов:
1) впуск горючей смеси;
2) сжатие рабочей смеси;
3) рабочий ход;
4) выпуск отработанных газов. Первый такт — впуск горючей смеси.
При первом такте в цилиндр попадает горючая смесь (смесь бензина и воздуха в определенной пропорции), которая при готавливается карбюратором. Важно отметить, что самое идеальное соотношение бензина и воздуха 1: 15. Во время этого такта цилиндр совершает путь от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки, засасывая приготовленную смесь через впускной клапан. Это продолжается до тех пор, пока кривошип коленчатого вала не провернется на полоборота или цилиндр не дойдет до НМТ. В связи с цикличностью этих процессов в цилиндре остаются отработанные газы.
При попадании туда горючей смеси они перемешиваются, образуя при этом рабочую смесь.
Второй такт — сжатие горючей смеси.
Во время второго такта поршень из нижней мертвой точки перемещается в верхнюю . Происходит сжатие рабочей смеси, так как оба клапана закрыты. Каждый человек, знакомый с физикой, знает, что температура газов повышается при их сжатии. Поэтому необходимо ввести новое понятие — степень сжатия. Это число, которое показывает, во сколько раз пол ный объем цилиндра больше, чем объем камеры сгорания. В результате второго такта кривошип коленчатого вала повер нется на один полный оборот.
Третий такт — рабочий ход.
Самый удивительный и сложный из всех тактов. Во время него происходит выделение энергии, которая впоследствии преобразовывается в механическую работу. Это выглядит так: в конце второго такта сжатая смесь воспламеняется от искры электродной свечи и начинает активно расширяться. Так как оба клапана закрыты, то давление, возникающее при расширении газа, передается на поршень, который воз действует на шатун и кривошип, а затем и на коленчатый вал, прошедший полтора оборота. Это и есть та сила, которая вра щает колеса нашего автомобиля. Во время этого такта темпе ратура в поршне поднимается до огромных величин, около 2000 °С.
Четвертый такт — выпуск отработанных газов. В конце третьего такта наш поршень опустился в нижнюю мертвую точку. А в начале четвертого он начинает выталкивать отрабо танные газы через открывшийся выпускной клапан (впускной в это время закрыт). Эти газы вылетают из клапана с огром ной скоростью. А коленчатый вал к этому времени проходит еще полоборота , тем самым за все четыре такта совершает два полных оборота.
Это и называется рабочим циклом автомобильного двигате ля, который повторяется много раз. Первый, второй и четвер тый такты называются подготовительными, так как они совер шаются не за счет механической работы, а по инерции.
А что же такое маховик и коленчатый вал?
Маховик — объемный металлический диск, прикреплен ный к коленчатому валу двигателя. Поршень во время рабочего хода передает усилия через шатун и кривошип на коленча тый вал.
Тот, в свою очередь, отдает энергию маховику. А маховик в обратном порядке, обладая инерцией, через коленчатый вал, шатун и поршень, позволяет производить подготовитель ные такты двигателя.
Значит, движение поршня осуществляется за счет энергии маховика. В стандартном случае при нескольких (в основном четырех) цилиндрах подготовительные такты осуществляются при участии энергии всех цилиндров в двигателе, а маховик дает остальную энергию. Проще говоря, маховик, раскрутив шись, запасает энергию, которую он отдает для движения порш ней нашего двигателя.
Уяснив, как осуществляется работа одноцилиндрового дви гателя, можно вкратце рассмотреть работу всех систем и ме ханизмов четырехцилиндрового движка. Эти агрегаты самые распространенные. Они устанавливаются на большинстве легковых автомобилей.
Да и у вас под капотом также находится силовой агрегат, работа которого схожа с работой такого вот четырехцилинд рового двигателя. Но существуют и другие виды двигателей с разным количеством цилиндров (от двух до восьми). Однако четырехцилиндровый двигатель является самым распростра ненным. Его и рассмотрим.
Особенно важным механизмом в работе двигателя является кривошипно-шатунный механизм. Он предназначен для преоб разования всех движений поршня во вращательное движение коленчатого вала.
У четырехцилиндрового двигателя кривошипно-шатунный механизм состоит из :
1) поддона картера двигателя;
2) блока цилиндров с картером;
3) головки блока цилиндров;
4) поршней с кольцами и пальцами;
5) шатунов;
6) коленчатого вала;
7) маховика.
Первым рассмотрим блок цилиндров. Он совмещает в се бе уже известные нам цилиндры и шатунно-поршневую груп пу, а также другие системы двигателя. Это самая важная часть силового агрегата любого авто. Блок цилиндров считается основой двигателя, в которой есть множество заглушек и под шипников, а также большое количество литых каналов и свер лений. Именно в блоке цилиндров вращается коленчатый вал и маховик. Во внутренних полостях движется жидкость систе мы охлаждения, там же находятся и масляные каналы системы смазки двигателя. Большинство навесного оборудования двигателя монтируется на блоке цилиндров. Под блоком рас положен поддон, который называется картером. Именно в нем хранится моторное масло, когда автомобиль не заведен.
Над блоком расположена головка блока цилиндров. Она является второй по величине и по значимости частью двигателя. В ней находятся свечи и клапаны цилиндров, камеры сгорания, а также распределительный вал с кулачками. От пере грева и сильного трения там охраняют каналы и полости, по
которым движется охлаждающая жидкость и масло. Головка и блок цилиндров являются единым целым при работе двигате ля. Давайте немного посмотрим на цифры. На холстом ходу двигатель работает при 800—900 оборотах коленчатого вала в минуту. На средней и большой скорости движения автомо биля число оборотов коленчатого вала в минуту составляет уже от 2000 до 4000. А спортивные авто во время соревнований раскручивают свой мотор до 12 000 оборотов в минуту и боль ше. Поршень в свою очередь от ВМТ к НМТ (или наоборот) перемещается за сотые и даже тысячные доли секунды. Все это означает, что поршни движутся с огромной скоростью! А если еще и учесть огромные температуры и давления в цилиндрах в это время! Вот в таких тяжелых и суровых условиях работает двигатель любого автомобиля, при этом без отказно и продолжительное время, доставляя нам так много удовольствия.
Вторым по значимости в двигателе является газораспре делительный механизм. Он предназначен для правильного и точного впуска горючей смеси и выпуска отработанных газов.
Газораспределительный механизм состоит из :
1) распределительного вала;
2) рычагов;
3) впускных и выпускных клапанов с пружинами;
4) впускных и выпускных каналов. Распределительный вал, или, как говорят большинство
автолюбителей, распредвал , располагается в верхней части головки блока цилиндров. Главной частью вала являются его кулачки, их количество должно быть равно количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Проще говоря, для каждого клапана свой кулачок. Кулачки при вращении
распределительного вала способствуют правильному и свое временному открытию или закрытию каждого клапана. В движение распределительный вал приводится от коленчато го вала (коленвала ) с помощью цепной передачи. Натяжение происходит при помощи натяжителя .
А сейчас давайте разберемся с работой газораспредели тельного механизма. Вот как выглядит весь этот процесс. Ког да вращается распределительный вал, кулачок набегает на рычаг, тем самым нажимая на стержень нужного клапана (впускного или выпускного), и открывает его. Затем, продолжая вращаться, он сбегает с рычага, и при помощи сильной пружины клапан закрывается. Ну а дальше по старой схеме — поршень засасы вает горючую смесь или выталкивает отработанные газы.
А теперь можно рассмотреть системы карбюраторного двигателя, наиболее важной из которых является система питания, при неполадках которой могут возникнуть не только серьезные поломки автомобиля, но и риск распрощаться с жизнью. Ес ли заправить полный бак топливом, то можно проехать более 500 км, что и является одной из важнейших особенностей дви гателя. Но то, сколько проедет автомобиль на полном баке, зависит от правильной работы системы питания. Эта система работает при использовании горючего вещества (бензина, дизельного топлива), что может привести к возгоранию и пол ному сгоранию вашего авто. Обычно это происходит из-за утечки и попадания на жидкость искры или незатушенного окурка. Поэтому самое главное — всегда следить и проверять всю систему на герметичность. И в случае чего немедленно про вести ремонт.
Система питания нужна для очистки топлива и воздуха, их подачи в карбюратор, где происходит приготовление горючей смеси и подача ее в цилиндры. Качество и количество горю-
чей смеси на разных режимах работы двигателя будет различа ться. За все это отвечает система питания.
Основными составляющими системы питания являются: топливный бак, топливный насос, воздушный фильтр, карбю ратор и трубопроводы.
То топливо, что мы заливаем на автозаправочных станциях, не всегда хорошего качества. В нем могут содержаться различ ные твердые и мелкие частицы, примеси и простая вода. Это может привести к поломке всей системы питания. Поэтому необходимо проводить очистку топлива при помощи фильтров. На протяжении всей системы их очень много . Менять же надо только фильтр, находящийся между топливным насосом и карбюратором. Он легко устанавливается и снимается для замены. Он является третьим этапом очистки топлива и хорошо виден под капотом. Остальные фильтры необходимо время от времени очищать.
Топливный бак чаще всего стальной.. Его объем может быть различным (например, на ВАЗ 2106 его объем 39 л). А распо ложен он обычно в задней части автомобиля (в багажнике или под ним). Топливо из бака подается в переднюю часть авто мобиля по топливопроводам по днищу авто, под обшивкой салона или снизу днища. Топливо засасывается топливным насосом, расположенным слева на блоке двигателя. Если заглянуть под капот отечественного автомобиля, то мы уви дим, что он установлен на левой стороне блока цилиндров (чаще всего), имеет рычаг для ручного подкачивания топлива. В нем также находится фильтр для очистки (четвертая ступень очистки). На конкретном и более точном устройстве топливно го наноса мы останавливаться не будем. Отметим только то, что он диафрагменного типа, т. е. имеет три диафрагмы, две верхние из которых и служат для подачи топлива. А теперь
рассмотрим, что дальше происходит с бензином. После зака чивания топливным насосом бензин, проходя через фильтр по резиновому шлангу, поступает в карбюратор.
Он находится с правой стороны и прикреплен к двигателю. Устройство карбюратора и его работа с первого взгляда очень сложны . Однако, если изучать его по верхам, то все гораздо проще, чем кажется. Для начала надо знать, что карбюратор смешивает попадающее в него топливо и воздух, а также следит за количеством смеси, которая попадает в двигатель. Многие полагают, что топливо (бензин, дизель) всасывается двигателем, но это не так. У всех видов карбюраторов есть так называемое сужение воздушной горловины, расположен ное возле нахождения топлива. В нем возникает разрежение (спад давления), благодаря которому происходит выдавлива ние топлива из поплавковой камеры карбюратора. Оттуда топливо попадает во впускной коллектор, а затем в цилиндры двигателя. Так как двигатель работает в разных режимах (прогрев в холодную погоду, холостой ход, средние обороты, максимальные обороты), то ему необходима рабочая смесь разного состава. За эту функцию карбюратора отвечают не сколько систем и деталей. В карбюраторе самыми важными частями являются: поплавковая камера, воздушная заслонка, система холостого хода, ускорительный насос, переходная система, экономайзер. А также надо знать, что в нем находят ся жиклеры. Они отвечают за дозировку топлива и воздуха, поступающих в смесительную камеру. Основным параметром жиклера является пропускная способность, которая может ухуд шиться из-за его засорения. Это совсем для новичков, а если посложнее , то надо знать, как работает карбюратор. Чтобы проще было понять это, рассмотрим его устройство уже на примере шести систем:
1) механизма поддержания постоянного уровня топлива;
2) системы обеспечения пуска и прогрева двигателя;
3) системы холостого хода и переходной системы второй камеры;
4) ускорительного насоса;
5) главной дозирующей системы;
6) системы эконостата .
Именно в такой последовательности мы и рассмотрим устройство, так как это и есть приблизительная очередность работы всех систем карбюратора. Обеспечение этих систем топливом происходит как раз через те самые жиклеры, кро ме ускорительного насоса и эконостата .
В первом механизме основной деталью является поплавко вая камера, которая отвечает за необходимый уровень топли ва. Из нее с помощью двух следующих систем происходит обес печение пуска и прогрева двигателя, а также работа двигателя на холостом ходу. Эту систему можно рассмотреть получше . Основной деталью является топливный жиклер холостого хода. А работает она так: топливо через жиклер главной дозирующей системы поступает к жиклеру холостого хода и смешивается с воздухом (скорость воздуха настолько велика, что приблизительно равна скорости звука, поэтому работа на хо лостом ходу сопровождается шумом). Вся эта смесь поступа ет в задроссельное пространство. Чтобы регулировать эту бен-зовоздушную смесь (эмульсию), на карбюраторе имеется два винта для регулировки подачи воздуха и топлива. Их можно увидеть под капотом машины, с правой стороны карбюратора. Вообще, регулировку холостого хода необходимо производить на прогретой машине (90 °С).
Теперь рассмотрим ускорительный насос. Из данного на звания видно, что ускорительный насос нужен для динамиче ского разгона автомобиля. Если ваш авто начинает тупить
( разгон автомобиля медленный и не резкий), значит, насос работает неправильно. А правильно работает он следующим образом: полость заполняется топливом, и при резком откры тии дроссельной заслонки топливо по каналу через клапан и жиклер поступает в двигатель.
Еще одной системой является главная дозирующая систе ма. Ее отличительной чертой является способность деталей не изнашиваться, т. е. работать на протяжении неограничен ного времени. Это выгодно тем, что в эту систему совсем не надо лазить.
Только иногда нужно прочищать воздушный и главный топливный жиклеры, а также продувать эмульсионную трубку. Единственной проблемой является попадание воды, так как это может вызвать образование твердого налета в каналах, вплоть до полного их закупоривания. В этом случае необходи ма полная разборка и чистка всех систем карбюратора.
Система эконостата нужна для получения расходов возду ха от 150 до 240 км/ч. Эконостат работает следующим обра зом. Топливо из поплавковой камеры попадает к топливному жиклеру и смешивается с воздухом, поступающим через воз душный жиклер. Образовавшаяся эмульсия поступает через канал в двигатель. В системе эконостата обычно ничего не ломается и не выходит из строя, так как изнашивающихся частей нет.
Над самим карбюратором расположена воздушная горло вина, в верхней части которой установлен фильтр для очистки воздуха. Очистка воздуха, который поступает в карбюратор, очень важна, так как грязная приготовленная смесь может при вести к засорению и поломке двигателя. При грязном фильтре может возникнуть сопротивление воздуха, что приведет к увеличению расхода топлива.
Вот так вкратце можно охарактеризовать работу карбюра тора. Так как многие карбюраторы становятся более сложны ми и малоприятными в эксплуатации, то все чаще используют ся системы впрыска топлива (инжектор).
Но вернемся ко всей системе питания. После карбюратора полученная смесь попадает в цилиндры двигателя.
Еще одной важной системой является система зажигания.
Она важна тем, что при помощи нее и происходит воспламенение горючей смеси в конце второго такта. В основном применяются две системы зажигания: контактная и бескон тактная.
Контактная система зажигания состоит из: катушки зажи гания, прерывателя тока низкого напряжения, распределителя тока высокого напряжения, вакуумного и центробежного регу ляторов опережения зажигания, свечей зажигания, проводов низкого и высокого напряжения, включателя зажигания. Бесконтактная система зажигания отличается лишь тем, что напряжение, подаваемое на электроды свечей, более сильное. Это приводит к лучшему воспламенению рабочей смеси, тем самым облегчается пуск двигателя в холодную погоду и обес печивается ровная работа на всех режимах. Эта система эффек тивна своей экономичностью, т. е. двигатель поглощает меньше топлива. Система включает: источники электрического тока, катушку зажигания, датчик-распределитель, коммутатор, свечи зажигания, провода высокого и низкого напряжения, выклю чатель зажигания.
Основной деталью системы является катушка зажигания. Она располагается в моторном отсеке и представляет собой небольшой трансформатор с двумя обмотками: первичной и вторичной. Она необходима для преобразования тока в 12В в ток от 11 до 20 кВ (от низкого напряжения к высокому).
Неотъемлемой частью в работе двигателя служат свечи зажигания. Они могут быть разных типов. Все это зависит от того, какая система зажигания (контактная или бесконтактная). Все свечи, как отечественные, так и зарубежные, производятся в неразборном виде. Для хорошей и уверенной работы двигателя необходимо соблюдать зазор между электро дами свечей. Этот зазор зависит от того, какого типа свечи, и, следовательно, от того, какая система зажигания. Также под капотом можно увидеть электронный коммутатор. Он при меняется только в бесконтактной системе зажигания для прерывания тока при подаче на него сигнала бесконтактного датчика в первичной цепи катушки зажигания. Вернемся к устройству распределителя зажигания. Он расположен в левой передней части двигателя и приводится во вращение от зубчатой шестерни. В его верхней части расположен центробежный регулятор опережения зажигания. Распределитель зажигания отвечает за своевременную подачу напряжения на свечи, так как для получения максимальной мощности двигателя необхо димо воспламенять горючую смесь чуть ранее, чем поршень достигнет верхней максимальной точки. Когда ток проходит через центральную клемму распределителя зажигания, он движется через контакты ротора к боковому электроду и далее к свечам зажигания по высоковольтным проводам. Они необходимы для сохранения высокого напряжения тока, когда он движется от катушки к распределителю, а затем к свечам. Система зажигания нечасто доставляет хлопоты, если пра вильно ее обслуживать и периодически проверять. Однако, если водитель мало что знает об этой системе, то возможны случаи неровной работы двигателя. Это вызвано мелкими или даже крупными поломками в системе зажигания, например неправильной регулировкой в системе и плохим соединением контактов. Чтобы этого избежать, надо содержать все контак ты в чистоте и следить за надежностью соединений.
Еще одной жизненно необходимой для двигателя системой является система охлаждения. В двигателе и во всех его узлах, особенно при больших нагрузках, возникает колоссальное тре ние, что приводит к перегреву. Температура в цилиндрах может подниматься выше 2000°С , а средняя составляет 800—900 "С. Для предотвращения этого применяют охлаждающую жидкость, которая блуждает по двигателю по специальным каналам. В качестве охлаждающей жидкости можно использовать дистиллированную воду, тосол или антифриз. Первую из них не рекомендуется применять, так как возможно ржавление металлических каналов, замерзание в зимний период и выкипание в жаркую погоду. Вторая является наиболее дешевой из эффективных охлаждающих жидкостей. Отличий от антифриза немного. Разница заключается лишь в диапазоне температурных режимов (у антифриза больше).
Система охлаждения большинства двигателей жидкостная, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Вме стимость данной системы колеблется от 9 до 15 л. К основ ным частям этой системы относятся: радиатор и расширитель ный бачок, насос охлаждающей жидкости, термостат, а также патрубки (резиновые трубки), по которым движется тосол, и вентилятор.
Центральной деталью системы охлаждения является радиа тор. В современных автомобилях используются алюминиевые радиаторы, которые по многим параметрам превосходят медные аналоги (стоимость, вес, стойкость к перепадам темпера тур и т. д.). Радиатор необходим для остывания охлаждающей жидкости и для поддержания необходимой температуры. Радиатор очень устойчив к перепадам температуры охлаж -
дающей жидкости, так как ее температура может доходить до +125 °С. В верхней части радиатора расположена крышка (пробка), которая регулирует давление в системе охлаждения. Рассмотрим, как происходит процесс охлаждения. В расши рительном бачке (обычно пластмассовом) содержится охлаж дающая жидкость. Это запас на случай утечки или выкипания . Когда начинается закипание, возрастает давление в системе охлаждения. Жидкость вытесняется и переливается в бачок. При заведенном двигателе жидкость начинает циркулировать по каналам, расположенным в двигателе, по резиновым труб кам, через радиатор и термостат. Движение жидкости проис ходит за счет работы насоса, который приводится в движение при помощи ремня генератора. Охлаждая двигатель и все его узлы, жидкость проходит через радиатор, в котором она охлаж дается при взаимодействии с окружающей средой. В случае наиболее сильного перегрева в дело вступает вентилятор, за включение которого отвечает датчик. Вообще, вентилятор способствует более сильному теплообмену радиатора, прогоняя через него воздух. А для чего служит термостат? Это устройство необходимо для циркуляции жидкости по малому и большому кругу. Оно способствует быстрейшему прогреву двигателя и поддержанию необходимого теплового режима. Когда основной клапан внутри термостата закрыт (температу ра жидкости ниже 80 °С), жидкость движется по малому кругу, минуя тем самым радиатор. В случае когда он открыт (выше 80 °С), движение происходит через радиатор, по большому кругу. Также к системе охлаждения подключен радиатор отопителя салона автомобиля. Когда жидкость снимает температуру с головки блока цилиндров, она движется по шлангу через кран управления отопителя в радиатор отопителя , а затем при помощи насоса возвращается.
Для правильной работы вашего двигателя нужно очень тщательно следить за системой охлаждения. Перед каждым выездом из гаража или со стоянки обязательно загляните под капот. Проверьте уровень жидкости в расширительном бачке. Если он понизился или жидкость вовсе отсутствует, необходимо ее долить и выяснить причины данной утечки. Это необходимо делать хотя бы раз в неделю. Ведь проще устра нить небольшие подтеки, чем потом проводить капитальный ремонт двигателя.
Теперь рассмотрим систему смазки двигателя. Она необхо дима для уменьшения трения и очищения узлов двигателя от отработанных металлических частиц.
Система смазки состоит из: поддона картера, масляного насоса с маслоприемником, масляного фильтра, каналов для подачи масла под давлением, просверленных в блоке цилин дров, головки блока и других деталей двигателя. Обычно система смазки двигателя комбинированная, когда смазывание деталей двигателя происходит под давлением и при помощи разбрызгивания. Под давлением происходит смазывание под шипников, опор распределительного вала, различных шесте рен, а также вала привода масленого насоса и распределителя зажигания. При помощи разбрызгивания смазываются дви жущиеся детали, такие как поршни и стенки цилиндров, цепь привода газораспределительного механизма и опоры рычагов привода клапанов. Вместимость системы смазки (на примере ВАЗ 2106) составляет 3,75 л. У двигателей других автомоби лей (иномарки, ГАЗ и др.) может доходить до 6 или 7 л. Уро вень масла контролируется щупом. Нормальным уровнем считается уровень, расположенный на щупе между отметками min и шах. Наиболее важным из показателей данной системы является давление масла, контроль за которым осуществляет-
ся при помощи индикатора, который выведен на приборную панель салона автомобиля. Весь процесс смазывания выглядит так: масляный насос всасывает масло из картера и подает его по каналу, расположенному вдоль блока цилиндров, затем к коренным подшипникам коленчатого вала и другим узлам по специальным каналам. Для того чтобы данная система работала эффективно, необходимо поддержание масла в наи более чистом состоянии. Функцию очищения масла выпол няет масляный фильтр, который расположен слева на двигате ле автомобиля. Он пропускает через себя все масло, которое затем поступает в масляную магистраль. Обычно он неразбор ный и меняется во время смены масла в двигателе. Еще одной деталью в данной системе служит редукционный клапан. Он нужен для уменьшения давления в системе. Также необходима вентиляция картера, что будет обеспечивать выброс паров бензи на и выхлопных газов из нижней части двигателя.
Эти газы, врываясь по стенкам цилиндров в картер, разжи жают масло и пагубно влияют на кривошипно-шатунный меха низм. Вентиляция осуществляется принудительно благодаря воздушной горловине карбюратора. Картер соединяется с корпусом воздушного фильтра шлангом, по которому газы попадают в карбюратор, а затем в цилиндры для повторной переработки.
Выход из строя системы смазки может серьезно повлиять на работу двигателя. Чтобы этого избежать, на щитке прибо ров в салоне автомобиля выведена контрольная лампа. Если эта лампочка горит при работающем двигателе, то необходимо немедленно разобраться в причине. Такой причиной может слу жить малое количество масла в картере или его утечка, на что указывают подтеки на асфальте. Сильное подтекание необхо димо как можно быстрее устранить, а малое не очень опасно.
Масла, которые применяются в системе смазки, могут быть: минеральными, синтетическими или полусинтетическими. Масло необходимо менять, соблюдая рекомендованные сроки, только тогда двигатель будет в чистоте и его работа будет правиль ной. При замене масла нужно пользоваться промывочными средствами, которые помогут до конца очистить внутренности движка от старого масла и мелких частиц.
Последней рассмотрим систему выброса отработанных газов. Данная система необходима для очищения выбрасывае мых газов после отработки, их очистки и уменьшения шума.
Выпуск отработанных газов в первую очередь проходит через выпускной коллектор. Он сделан чаще всего (на приме ре ВАЗ 2106) из чугуна, состоит из четырех патрубков для вывода газов из четырех цилиндров. Только его возможно разглядеть под капотом автомобиля. Но все равно кратко рас смотрим всю систему. К коллектору крепится приемная труба, по которой дальше движутся газы. А он при помощи шпилек крепится к выпускному коллектору, а также к кронштейну, закре пленному к коробке передач.
Далее идут передний и задний глушители и основной глу шитель, который снижает уровень шума и очищает газы перед выпуском их в атмосферу. Внутри этих глушителей находится множество отверстий, которые располагаются в шахматном порядке, что позволяет снизить скорость газов, т. е. умень шить шум.
Вся эта система крепится к днищу автомобиля, находясь в более или менее неподвижном состоянии. Она не должна прикасаться к частям кузова (тросу стояночного тормоза, коробке передач), так как это может вызвать вибрацию по все му кузову. Вследствие этого те части автомобиля, к которым прикасается глушитель, могут выйти из строя.
Вот мы и рассмотрели все механизмы и системы двигателя автомобиля. Кстати, сам движок крепится к кузову при помощи боковой опоры (подушка). Она состоит из металлической обой мы со шпилькой (крепящейся к кузову автомобиля в районе пра вого лонжерона), выступая в роли амортизатора резинового наполнителя и впаянного в наполнитель центрального паль ца, который болтом крепится к переходной планке, закрепленной на блоке цилиндров двигателя. Эти подушки также видны под капотом автомобиля.
Но помимо главного агрегата — двигателя, в машине, а имен но под капотом, есть и другие важные детали. К ним отно сятся: электроисточники (аккумуляторная батарея (АКБ) и генератор), электропотребители (стартер, фары) и другие электроприборы. Без электричества машина работать не будет. Поэтому и необходимы источники. Так как электричество позволяет видеть в темноте, заводить двигатель, то источники автомобильного электричества можно смело называть вторым сердцем машины.
Аккумуляторная батарея необходима для обеспечения током потребителей при неработающем двигателе и при его работе на малых оборотах. Во всех других случаях электричество дает генератор. Аккумулятор расположен под капотом в правом переднем углу и крепится на специальной полке. Минус соединен с кузовом автомобиля, а плюс со всеми потребителями с помощью проводов. Аккумуляторная бата рея состоит из шести маленьких аккумуляторов, находящихся в одном корпусе.
Каждый аккумулятор В ыдает 2 В. Суммарный выход напряжения равен 12 В. Все аккумуляторы отличаются ем костью и максимальной силой тока, поэтому к разным маши нам подходят разные АКБ. Самым лучшим для установки на
ваше авто будет тот аккумулятор, у которого эти показатели выше. Другой важный фактор — способность аккумулятора сохранять свой заряд при низких температурах. В любом слу чае, с возрастом АКБ все ее показатели снижаются. Средний срок службы аккумуляторов — 3 года.
Генератор преобразовывает энергию вращения двигателя в электрический ток, который питает все потребители и заряжает аккумуляторную батарею. Он крепится на специальном кронштейне под капотом в передней части моторного отсека. Неотъемлемой частью служит регулятор напряжения, который ограничивает вырабатываемое генератором напряжение, и содержание его в интервале от 13,6 до 14,2 В. Генератор соединен с двигателем при помощи специального ремня. Этот ремень должен быть правильно натянут, и его всегда надо про верять на износ.
К потребителям электричества можно отнести систему зажигания, систему пуска двигателя, систему освещения и сиг нализации, контрольно-измерительные приборы, дополнитель ное оборудование. За состоянием всего этого необходимо следить. Однако самым важным из всех является стартер. Он, потребляя электричество, раскручивает коленвал , тем самым приводя в работу все системы. За его состоянием необходимо тщательно следить, так как поломка может застать вас врас плох. Но если правильно его эксплуатировать, то проблем не будет. Под капотом можно увидеть и еще кое-какие зап части. Это некоторые элементы рабочей тормозной системы. Она нужна для частичной или полной остановки автомобиля во время движения. Рабочая тормозная система состоит из тормозного привода, тормозных механизмов колес.
Тормозной привод служит для передачи усилия от ноги водителя ко всем 4 колесам. Обычно она гидравлическая, где используется специальная тормозная жидкость. Именно под капотом видны: главный тормозной цилиндр, вакуумный уси литель и немного тормозных трубок.
Когда мы жмем на педаль, усилие передается на поршень главного тормозного цилиндра, а от него по трубкам к рабо чим цилиндрам и тормозным колодкам. А для более легкого нажатия на педаль применяют вакуумный усилитель, кото рый позволяет не очень сильно утомляться ноге. Вакуумный усилитель связан с главным тормозным цилиндром. Основой усилителя является камера, разделенная диафрагмой на два объема. В одном объеме, связанном с впускным трубопро водом двигателя, образуется разряжение около 0,8 кг/см, а в другом — с атмосферой 1 кг/см . Из-за перепада давлений усилие при нажатии на педаль может достигнуть 30— 40 кг. Это облегчает работу водителя при торможениях и спо собствует более долгой работоспособности.
Все то, что было рассмотрено нами выше, находится под капотом практически любого авто. И знание хотя бы общих понятий поможет лучше ориентироваться в своей машине и не растеряться при ее поломке.
|
