Сборник лабораторных работ по специальной технологии на тему «Устройство автомобиля»
Министерство образования и науки Украины
Департамент науки и образования
Луганской областной государственной администрации
Ровеньковский профессиональный строительный лицей
Сборник лабораторных работ
1. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
2. ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ И ПОРЯДОК ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ
3. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Лабораторная работа № 1 . «Общее устройство поршневого двигателя»
Лабораторная работа № 2. «Кривошипно-шатунный механизм»
Лабораторная работа № 3. «Механизм газораспределения»
Лабораторная работа № 4. «Система смазки»
Лабораторная работа № 5. «Система охлаждения»
Лабораторная работа № 6. «Система питания и воздухоснабжения дизельных двигателей»
Лабораторная работа № 7. «Системы питания бензиновых двигателей»
Лабораторная работа № 8. «Система зажигания»
Лабораторная работа № 9. «Пуск двигателя и пусковые устройства»
Лабораторная работа № 10. «Выполнение сборки-разборки двигателя ВАЗ-2101»
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ
Каждое рабочее место должно быть оснащено исправным технологическим оборудованием, инструментом и принадлежностями; технологическими картами и инструкциями; описью поста и краткой инструкцией по технике безопасности; противопожарными средствами и правилами их применения.
На рабочих местах запрещено: работать учащимся, не прошедшим инструктаж; пользоваться открытым огнем; включать приборы и установки без разрешения преподавателя; хранить горюче-смазочные материалы; включать двигатели и приборы, минуя заводские выключатели; пользоваться неисправным инструментом, заводными рукоятками, применять этилированный бензин, пускать двигатель или стенды при утечке топлива или газа, производить в помещении электротехнические, сварочные и другие тепловые ремонтные работы.
Все рабочие места и вентиляторы двигателей должны иметь индивидуальные металлические ограждения и трафареты с надписями «Двигатель не пускать».
Электропроводы должны иметь надежную изоляцию. На клеммах и розетках необходимо указать напряжение. Установки и приборы с электропитанием от сети должны иметь общее заземление, а рабочие двигатели − выводы отработавших газов в атмосферу через специальные глушители.
ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ И ПОРЯДОК ЕЕ ИЗУЧЕНИЯ
Основная задача дисциплины — ознакомление с основами конструкций современных двигателей внутреннего сгорания, выпускаемых отечественными предприятиями, а также ведущими зарубежными фирмами, развитие умения самостоятельно разбираться и анализировать новые схемы и конструкции узлов двигателей по технической литературе, описаниям и авторским свидетельствам, патентам и пр.
Занятия проводятся в специализированной лаборатории, оснащенной действующими моделями и макетами, плакатами деталей узлов, агрегатов и механизмов в целом.
Развитие конструкций поршневых двигателей наглядно прослеживается на макетах от ЯАЗ-204, ГАЗ-51, В-2, СМД-14, ЗИЛ-130 до ЯМЗ-236, ЯМЗ-740, ВАЗ-2101, ВМ W -528.
Лабораторные работы строятся следующим образом:
— вводная беседа преподавателя, на которой происходит знакомство с основными конструктивными особенностями изучаемой системы по имеющимся макетам, плакатам и т. п.;
— самостоятельное изучение материала в специализированной лаборатории, оформление рукописного отчета о проделанной работе;
— отчет-собеседование по изучаемой теме.
Работа по теме считается зачтенной после положительного ответа на вопросы преподавателя и сдачи отчета.
Отчет оформляется на листах формата А4. Содержание отчета приведено в настоящих методических указаниях в конце каждой темы.
В приложениях 1-3 приведены материалы по темам следующих лабораторных работ:
Приложение 1 к лабораторной работе № 6 «Система питания и воздухоснабжения дизельных двигателей». Приведена дизельная система питания « Common — Rail ».
Приложение 2 к лабораторной работе № 7 «Системы питания бензиновых двигателей». Приведена современная система питания бензинового двигателя.
Приложение 3 к лабораторной работе № 8 «Система зажигания». Рассмотрены микропроцессорные системы управления зажиганием, используемые в двигателях с распределенным впрыском топлива.
Указанные материалы необходимы студентам для ознакомления с наиболее прогрессивными системами поршневых двигателей, которые применяются на современной технике.
Однако при выполнении соответствующих лабораторных работ эти материалы должны быть дополнены системами, которые иллюстрируют тенденции развития двигателестроения. Полное содержание лабораторных работ приведено в соответствующих разделах данных методических указаний.
Зачет по дисциплине ставится после успешной защиты всех лабораторных работ.
Лабораторная работа № 1
«Общее устройство поршневого двигателя»
Цель работы : изучить принцип работы, общее устройство ДВС, индикаторные и эффективные показатели поршневых двигателей.
1) Общее устройство и параметры поршневых двигателей. Основные детали двигателя. Параметры: ход поршня, верхняя мертвая точка, нижняя мертвая точка, оценочный параметр двигателя — s / d , рабочий объем цилиндра – V h , литраж двигателя – V л , объем камеры сгорания — V c , степень сжатия- .
2) Принцип работы поршневых двигателей.
Двигатели с внешним смесеобразованием. Двигатели с внутренним смесеобразованием. Четырехтактный цикл. Перекрытие клапанов. Двухтактный цикл. Схемы газообмена двухтактных двигателей: петлевая, прямоточная, клапанно-щелевая, прямоточная с противоположно движущимися поршнями, кривошипно-камерная. Рабочие циклы комбинированных двигателей (двигатели с наддувом). Классификация двигателей.
3) Показатели, характеризующие работу поршневых двигателей.
Показатели эффективности двигателя: среднее индикаторное давление, индикаторная мощность, среднее аффективное давление, эффективная мощность.
Показатели экономичности: индикаторный КПД, удельный индикаторный расход топлива, эффективный КПД, удельный эффективный расход топлива.
Показатели совершенства конструкции: механический КПД, литровая мощность, поршневая мощность, удельная масса двигателя.
4) Основные механизмы и системы двигателя.
Кривошипно-шатунный механизм. Газораспределительный механизм. Система смазки. Система охлаждения. Система воздухоснабжения. Система зажигания. Система пуска. Органы контроля и управления.
Материальная часть:
Макеты и разрезы двигателя ЯАЗ-204, ЗИЛ-130, ЯМЗ-236, ЯМЗ-740, ВМ W –528, плакаты и чертежи.
1. Описать назначение основных механизмов и систем двигателя.
2. Привести схемы работы четырехтактного двигателя.
3. Привести схемы продувок двухтактного двигателя.
4. Дать анализ основных индикаторных и эффективных показателей двигателя. Выделить составляющие потерь.
Лабораторная работа № 2
Цель работы : изучить устройство кривошипно-шатунного механизма, назначение и устройство отдельных узлов, деталей, предъявляемые требования, материал. Представлять условия работы деталей: нагрузки, тепловую напряженность, износостойкость.
Кривошипно-шатунный механизм. Общие сведения. Назначение, типы, схемы.
Цилиндры и блок-картеры двигателей. Назначение, типы. Условия работы, материал.
Цилиндры. Конструкции цилиндров двигателей жидкостного и воздушного охлаждения.
Блок-картеры. Компоновка блок-картеров с несущими цилиндрами, с несущими стенками рубашки охлаждения, с несущими силовыми шпильками. Туннельный картер. Предотвращение монтажных деформаций.
Головки цилиндров. Назначение, условия работы, материал. Конструкции. Уплотнение стыка. Крепление.
Поршневая группа. Поршни. Назначение, условия работы. Конструкции. Снижение тепловой напряженности. Зазоры между направляющей частью поршня и стенкой цилиндра. Обеспечение работоспособности с малыми зазорами (разрезные и эллипсные юбки, компенсационные вставки). Преимущества и недостатки поршней из алюминиевых сплавов. Мероприятия для улучшения приработки поршней (лужение, коллоидно-графитное покрытие).
Поршневые кольца. Назначение, условия работы. Материалы. Конструкции компрессионных колец. Скорректированная эпюра давления колец на стенку цилиндра, конструкции маслосъемных колец. Улучшение приработки и повышение износостойкости поршневых колец.
Поршневые пальцы. Условия работы, материал. Способы фиксации.
Шатуны. Назначение, условия работы, материал. Конструкции (элементы шатуна, профили стержня). Сочлененные шатуны (вильчатые, прицепные).
Шатунные подшипники (тонкостенные вкладыши, их фиксация). Антифрикционные сплавы. Подготовка шатунно-поршневой группы по весу.
Коленчатые валы. Условия работы. Материал. Конструкции. Противовесы и уравновешивающие механизмы (назначение). Фиксация в осевом направлении.
Гасители крутильных колебаний. Назначение, конструкции. Маховик, его назначение и крепление к коленчатому валу. Подвеска двигателя
Макеты и разрезы двигателя ГАЗ-51, СМД-14, ЗИЛ-130, ЯАЗ-204, ЯМЗ-236, ЯМЗ-740, ВАЗ-2101, ВМ W –528; поршни, кольца, цилиндры, шатуны, вкладыши, коленчатые валы, блоки цилиндров, плакаты, чертежи.
Содержание отчета
Привести основные схемы компоновки двигателя.
2. Основные типы конструкций шатунов.
3. Коленчатый вал четырехцилиндрового рядного двигателя: схема, основные конструктивные элементы.
4. Конструкции поршней, поршневых колец,
Лабораторная работа № 3
Цель работы: изучить устройство механизма газораспределения, требования, предъявляемые к его работе.
Механизм газораспределения. Назначение. Схемы приводов механизмов газораспределения: нижнеклапанный, верхнеклапанный, смешанный. Фазы газораспределения. Детали механизмов газораспределения.
Клапаны. Условия работы, материал, конструкции. Вращение клапана.
Седла клапанов. Направляющая втулка клапана. Клапанные пружины, их фиксация. Распределительные валы (конструкции, привод). Толкатели (тарельчатый, цилиндрический, роликовый, с гидравлическим устройством, качающиеся рычаги). Штанга. Коромысла.
Материальная часть
Макеты и разрезы двигателей: ГАЗ-51, СМД-14, ЗИЛ-130, ЯАЗ-204, ЯМЗ-236, ЯМЗ-740, ВАЗ-2101, ВМ W –528; детали (различных конструкций): распределительные валы, головки цилиндров, клапаны, коромысла, штанги; плакаты, чертежи.
1) Назначение механизма газораспределения, основные схемы расположения клапанов. Достоинства и недостатки.
2) Диаграмма фаз газораспределения с «привязкой» к индикаторной диаграмме.
3) Конструкции различных типов толкателей.
4) Схемы уплотнения сопряжения «седло-клапан».
5) Вращение клапана. Привести один тип механизма вращения клапана.
Лабораторная работа № 4
Цель работы : изучить устройство системы смазки, способы очистки масла; требования, предъявляемые к маслам.
Система смазки. Назначение. Способы подачи масла к трущимся поверхностям; разбрызгиванием под давлением, смешанный.
Требования к маслам.
Система смазки с мокрым и сухим картером. Особенности смазки двухтактных двигателей.
Масляные насосы. Фильтры грубой и тонкой очистки масла. Центрифуги и другие способы очистки масла.
Масляные радиаторы. Редукционные, предохранительные (перепускные) и сливные клапаны, их назначение и условия срабатывания.
Материальная часть
Макеты и разрезы двигателей ГАЗ-51, СМД-14, ЗИЛ-130, ЯАЗ-204, ЯМЗ-236, ЯМЗ-740, ВАЗ-2101, ВМ W –528; детали масляного насоса, фильтры, плакаты, чертежи.
Содержание отчета
1) Привести схему работы системы смазки двигателя с мокрым и сухим картером.
2) Работа центрифуги.
3) Классификация фильтров.
4) Роторный и шестеренчатый масляные насосы.
5) Требования, предъявляемые к маслам.
Лабораторная работа № 5
Цель работы: изучить устройство системы охлаждения, конструкции отдельных элементов, требования, предъявляемые к системе охлаждения.
Система охлаждения. Назначение системы охлаждения двигателя. Система жидкостного охлаждения: термосифонная, с принудительной циркуляцией жидкости, смешанная (комбинированная). Закрытые и открытые системы охлаждения. Охлаждение жидкости. Элементы и узлы системы охлаждения. Конструкции и материалы радиаторов. Насос и его привод. Устройство и привод вентилятора. Конструкции термостатов.
Воздушное охлаждение. Элементы системы воздушного охлаждения.
Сравнительная оценка систем воздушного охлаждения. Обслуживание системы охлаждения.
Материальная часть
Макеты и разрезы двигателей В-2, ГАЗ-51, СМД-14, ЗИЛ-130, ЯАЗ-204, ЯМЗ-236, ЯМЗ-740, ВАЗ-2101, ВМ W –528; детали термостатов, подогревателей, радиаторов; плакаты, чертежи.
1) Привести схему работы воздушного и жидкостного охлаждения. Описать достоинства и недостатки.
2) Работа термостата.
3) Сердцевины радиаторов.
4) Способы автоматического поддержания теплового состояния двигателя.
5) Уплотнение вала водяного насоса.
Лабораторная работа № 6
«Система питания и воздухоснабжения дизельных двигателей»
Цель работы: изучить устройство и принцип работы системы питания и воздухоснабжения дизельных двигателей.
Система питания дизельных двигателей.
Принципиальная схема питания дизельных двигателей. Насосы высокого давления. Регуляторы. Корректоры подачи топлива, форсунки (открытые, закрытые, насос-форсунки).
Агрегаты воздухоснабжения (воздушные фильтры, компрессоры, охладители воздуха).
Материальная часть
Макеты и разрезы топливных насосов, форсунок, фильтров, турбокомпрессоров; плакаты, чертежи.
1)Назначение, схемы системы питания и системы воздухоснабжения дизельных двигателей, их элементы.
2) Привести схему всережимного регулятора.
3) Привести схему плунжерной пары.
4) Основные типы форсунок.
Лабораторная работа № 7
«Системы питания бензиновых двигателей»
Цель работы: изучить устройство, принцип работы, требования, предъявляемые к системам питания бензиновых двигателей.
Содержание работы
1). Схема питания карбюраторного двигателя. Состав горючей смеси и его влияние на работу двигателя. Топливо. Требования, предъявляемые к карбюратору. Способы компенсации горючей смеси.
Карбюраторы с понижением разрежения в диффузоре. Карбюраторы с компенсацией смеси двумя топливными жиклерами. Карбюраторы с понижением разрежения у топливного жиклера (с пневматическим торможением топлива). Карбюраторы с дозирующей иглой.
Вспомогательные устройства карбюратора (пусковое устройство, система холостого хода. Ускорительный насос. Экономайзер. Эконостат). Ограничители частоты вращения коленчатого вала.
2). Схемы системы питания бензиновых двигателей с впрыском топлива (К-Джетроник, Л-Джетроник, Моно-Джетроник). Достоинства и недостатки системы.
Макеты и разрезы карбюраторов К-22Г, К-75, К-88А, К-126 детали двигателей ЗИЛ-130, ВАЗ-2101; плакаты, чертежи.
1) Назначение и схема системы питания карбюраторного двигателя, требования, назначение элементов.
2) Схема карбюратора со вспомогательными системами.
3) Схемы систем питания с впрыском топлива.
Лабораторная работа № 8
Цель работы: изучить принцип работы системы зажигания, устройство и работу агрегатов.
Содержание работы
Система зажигания бензиновых двигателей.
Назначение. Общая схема и элементы классической (батарейной) системы зажигания: аккумуляторная батарея, катушка зажигания, прерыватель, распределитель, свечи зажигания.
Конструкции элементов системы зажигания.
Устройство катушки зажигания и прерывателя-распределителя. Назначение и работа центробежного регулятора опережения зажигания и вакуум-автомата. Октан-корректор. Установка зажигания. Свечи зажигания (маркировка, тепловая характеристика). Реле-регулятор .(назначение, устройство, принцип действия).
Зажигание от магнетто.
Электронное зажигание. Основные схемы работы. Преимущества перед батарейной системой зажигания.
Макеты и разрезы прерывателей-распределителей, катушек и свечей зажигания, реле-регуляторов, магнетто; плакаты.
1) Общая схема батарейного зажигания. Назначение элементов, описание работы.
2) Назначение и схема центробежного регулятора и вакуум-автомата.
3) Схема электронной системы зажигания.
Лабораторная работа № 9
«Пуск двигателя и пусковые устройства»
Цель работы: изучить основные системы и вспомогательные средства пуска.
Системы пуска двигателей. Требования, предъявляемые к пусковым системам двигателей. Основные системы пуска. Электрическая система пуска с инерционным, электромагнитным и механическим включением шестерни статора. Инерционные, пневматические, гидравлические стартеры. Система воздушного пуска. Пуск вспомогательным двигателем. Ручной пуск. Вспомогательные мероприятия и средства, облегчающие пуск двигателей. Подогрев воды в системе охлаждения. Подогрев воздуха во впускном тракте и в камере сгорания. Подогрев масла перед пуском. Декомпрессионные устройства. Редукторы и механизм включения пусковых двигателей.
Стартеры, пусковой двигатель, подогреватель, макеты, разрезы двигателей, плакаты.
1) Описание, схемы основных систем пуска.
2) Вспомогательные мероприятия, облегчающие пуск двигателей.
3) Порядок запуска дизельного двигателя в зимнее время.
Лабораторная работа № 10
«Выполнение сборки-разборки двигателя ВАЗ-2101»
Цель работы: освоение особенностей конструкции систем, механизмов, узлов, агрегатов двигателя ВАЗ-2101 в приложении к лабораторным работам № 2 — 9.
Описание рабочего места
Рабочее место готовится лаборантским составом к каждой конкретной лабораторной работе из числа № 2 — 9, выполняемой в настоящее время.
Специализированное рабочее место оборудовано:
— поворотным стендом для двигателя ВАЗ-2101;
— набором рожковых ключей с № 6 по № 24;
— набором торцевых головок с № 6 по № 24;
— ключ № 67.7812.9514 (для демонтажа свечей зажигания);
— для лабораторной работы № 2 «Кривошипно — шатунный механизм» — приспособлениями: А60308 (для выпрессовки поршневого пальца), А60325 (для запрессовки поршневого пальца);
-для лабораторной работы № 3 «Механизм газораспределения» — приспособлениями: A 60311/ R (для демонтажа клапанных пружин);
методиками сборки-разборки кривошипно-шатунного .механизма, механизма газораспределения, системы смазки, системы охлаждения, системы зажигания, системы питания, системы пуска.
После изучения материала по выполняемой лабораторной работе и оформления отчета подгруппа под руководством преподавателя приступает к демонтажу соответствующего узла, системы, агрегата.
Объем работы определяется методиками, указанными выше и преподавателем.
Демонтированные детали представляются преподавателю для проведения собеседования со студентами.
По завершению собеседования производится сборка системы, узла, агрегата по имеющейся методике до первоначального состояния. Процесс сборки контролируется и принимается преподавателем.
Лабораторная работа считается выполненной после принятия собранного узла агрегата, двигателя преподавателем и подписания отчета по лабораторной работе.
