Как работает двигатель машины?

Почему контрактные двигатели лучше подвергшихся «капиталке»

Понятное дело, что значит контрактный двигатель для авто для владельцев машин иностранного производства – ведь подходящих по конструкции комплектующих отечественного производства в РФ найти невозможно. Как уже было сказано, покупка нового мотора обойдется очень дорого, затраты сравнимы с приобретением иномарки с пробегом. К тому же обычно на складе компании, продающей запчасти, двигатели в сборе бывают редко – соответственно, собственникам машин приходится ждать и месяц, и два, а то и больше.

Некоторые автовладельцы ухитряются собирать силовые агрегаты из запасных частей. Однако у такого способа есть масса недостатков. Во-первых, он доступен для самих же продавцов запчастей с авторазборки – ведь найти подходящие по характеристикам комплектующие, которых в ДВС уйма, способен только человек, непосредственно занимающийся продажей такого товара. Во-вторых, все равно на поиск затрачивается масса времени. При этом шансы, что собранный агрегат будет работать без сбоев, мизерны. И дело не только в использовании б/у комплектующих, но и квалификации автомастеров, от которой многие владельцы машин явно не в восторге.

Что касается капитального ремонта «родного» мотора иномарки, то с ним тоже возникает немало сложностей.

 Разная трактовка «капиталки» работниками автосервисов. Одни понимают под ней разборку с полной заменой узлов и деталей на новые, другие восстанавливают исключительно изношенные комплектующие. И лишь наиболее добросовестные автомастерские предлагают расточку и гильзовку цилиндров, без которой восстановительные работы малоэффективны.

 Для капитального ремонта нередко нужны запасные части с высокой стоимостью. Вдобавок они не всегда есть в наличии, и продавцы частенько предлагают неоригинальные детали сомнительного качества.

 Трудности поиска высококлассных мотористов и солидных автосервисов с хорошей технической базой. Например, та же «капиталка» с растачиванием цилиндров невозможна при отсутствии высокоточного оборудования.

Вот и получается что контрактный мотор – пожалуй, идеальный вариант с заменой изношенного «сердца» машины. Кстати, сегодня можно купить и б/у коробку передач с полным пакетом документов, что повышает шансы на установку вполне работоспособного агрегата.

Как устроен автомобиль

Каждому владельцу автомобиля нужно хоть в теории знать, как устроен автомобиль. Эти знания позволят раскрыть понимание строения и принцип его функционирования. Любая машина оснащена:

• двигателем;
• кузовом;
• шасси;
• трансмиссией;
• ходовой частью;
• тормозной системой;
• системой управления;
• электрооборудованием.

Рассмотрим каждую составляющую деталь более подробно.

В зависимости от типа авто бывают различные виды кузовов, но при этом совершенно не меняется его функциональная часть. От того, какая конструкционная особенность на него возложена, кузов может быть:

Детали, из которых он состоит, принимают активное участие при использовании машины. Именно в нем размещены:

• салон;
• ходовая часть;
• трансмиссия;
• мотор;
• системы управления;
• генератор и многое другое.

Также, стоит, отметить, что благодаря кузову замыкаются все электрические цепи в «минусе». Еще одна задача, которая решается кузовом автомобиля – безопасность. В случае ДТП или неблагоприятных погодных условий данный элемент позволят защитить всех участников дорожного движения от ударов.

Двигатель – это фактически «сердце» любого автомобиля, ведь благодаря ему автомашина приводится в движение. Наиболее распространенным являются двигатели типа ДВС (внутреннего сгорания), которые используют цилиндры и поршни. При попадании топлива и его сгорании создается мощный поток тепловой энергии. Энергия выбрасывается за пределы автомобиля, по пути придавая вращения коленчатому валу. Это в свою очередь приводит в движение авто.

Трансмиссия и шасси автомобиля

Шасси авто имеет множество различных механизмов, которые должны передавать крутящийся момент непосредственно на колеса. В систему шасси входит также трансмиссия, ходовая часть и системы управления авто. Для эффективной работоспособности автомобиль оснащается коробкой переключения передач. Она может быть как механической, так и автоматической. Благодаря КПП крутящий момент от двигателя передается на низкой или высокой скорости. Важная составляющая трансмиссии – распределительная коробка, которой оснащаются только автомобили с полным приводом. Стоит упомянуть и о наличии дифференциала, который заставляет колеса автомобиля вращаться с разной скоростью на одной оси.

Ни одна трансмиссия не может обойтись без сцепления. Оно выполняет функцию разъединения двигателя и КПП во время переключения передачи без необходимости остановки автомобиля. Как устроено сцепление автомобиля? Оно включает в себя механическую часть и привод. За счет привода обеспечивается исправность машины, и проводятся в действие другие составляющие механизмы. Он может быть либо механическим, либо гидравлическим. В гидравлический привод входят:

• педаль;
• цилиндры нескольких видов: рабочий и главный;
• вилка для выключения;
• нажимной подшипник;
• трубопровод.

При выжимке сцепления, создается давление, которое благодаря штоку и поршню поступает к главному цилиндру. Затем следует перемещение вилки выключения и нажимного подшипника, чтобы передать усилия непосредственно к механизму.

Механическая часть сцепления оборудована:

• ведущим диском;
• диском с накладками.
• картером;
• нажимным пружинным диском;
• кожухом.

Данной детали отведена важнейшая роль, ведь без участия сцепления было бы невозможно переключать передачи и обеспечивать плавный ход автомобиля.

Данная часть авто включает в себя два моста (спереди и сзади), подвеску, раму и колеса. Рама предназначена для крепления всех элементов авто. Зачастую функции данной детали в легковых автомобилях исполняет его кузов. Мосты, размещенные спереди и сзади, поддерживают раму и кузов. Через них колеса получают вертикальную нагрузку. За счет подвески осуществляется связь кузова с колесами и мостами.

Автомобильные колеса обеспечивают устойчивость на дорожном полотне и позволяют ему двигаться.

Управление машиной осуществляется про помощи руля. Он позволяет задать желаемое направление движения. Но вся система управления имеет еще несколько составляющих:

• рулевая колонка;
• механизм руля;
• рычаги поворотов;
• соединительные тяги.

Система питания и выхлопа

Для подачи и дозирования топлива используется система питания. Она состоит из топливного бака, топливных насосов, фильтров, топливопровода и устройства, которое дозирует и смешивает топливо с воздухом. Для бензиновых моторов это карбюратор или система впрыска, а для дизельных — топливный насос высокого давления и форсунки, которые подают солярку в цилиндры.

Чтобы отводить отработанные газы подальше от салона, существует система выхлопа, которая кроме всего прочего еще и глушит шум работы двигателя, а глушить ей есть что — каждую минуту в двигателе происходит по несколько тысяч мощных взрывов. Кроме того, выхлопная система современных автомобилей контролирует уровень выброса вредных веществ, продуктов сгорания топлива, в атмосферу.

Как производится капремонт основных узлов?

Капитальный ремонт основных узлов выполняется с целью восстановления исправности, полного или же близкого к полному восстановлению ресурса с осуществлением замены или восстановления.

Восстановление направляющих

Направляющие — одна из наименее изнашивающихся частей токарного станка. В зависимости от степени износа существует несколько методов капитального ремонта.

Шабрением

При погрешности менее 0.15 мм на 1000 мм длины выполняют восстановление шабрением. Станина устанавливается на ремонтный стенд и закрепляется строго в горизонтальной плоскости. Шабрение проводят в три этапа. Черновой проход выполняют шабером с рабочей шириной 20–30 мм.

Получистовое шабрение выполняется шабером 11–18 мм, финишное (чистовое) шабрение – шабером с рабочей шириной 5–10 мм. Так как направляющие станка длинные, шабрение происходит по маякам. Этот метод даёт возможность получить высокую точность обработки (до 0,002 мм на 1000 мм) и применяется для незакаленных направляющих.

Шлифованием

Шлифование применяют для закалённых направляющих, так же при необходимости ускорить процесс ремонта. Обработка ведётся чашечным шлифовальным кругом, позволено выполнять ремонт без разборки станка. Шлифование намного более производительный процесс, чем шабрение. Этот метод позволяет получить высокую точность и малую шероховатость поверхности направляющих.

Строганием

При серьёзном износе (более 0,15 мм на 1000мм) направляющие возможно исправить, прибегнув к строганию. Обработка строганием по продолжительности выполнения операции – самый быстрый способ. Однако, продолжительность увеличивается при транспортировке. Строгание проводят в два этапа: черновое строгание выравнивает направляющие, а финишное (минимум 2 прохода) снимает дополнительный слой металла.

Станина

Что касается станины, то нужно устранить неточности, возникающие при износе направляющих. От той или иной степени износа зависит, какой именно способ восстановления выберется в конкретной ситуации. При неточности 0,15 мм на 1 метр применяется шабрение, при большом восстановление проводят путем строгания или шлифовки.

Задняя бабка

Задняя бабка служит для фиксации заготовки и инструмента. Это один из самых используемых узлов станка. При ремонте следует восстановить сопряжение бабки со станиной, устранить люфт, выверить точность отверстия и расположение центров.

В случае неисправности, заменить или восстановить пиноль и винт подач. Отверстие под пиноль ремонтируется притирами (малоизношенные отверстия), растачиванием с подгонкой и акрилопластом (самый эффективный и экономичный метод).

Ремонтируем каретку суппорта

При капитальном ремонте каретки суппорта токарного станка необходимо восстановить её нижние направляющие, сопрягающиеся с направляющими станины. Также при восстановлении этого механизма необходимо устранить люфт между направляющими. Направляющие суппорта ремонтируются шлифованием и шабрением. После проведения капитального ремонта каретку необходимо правильно выставить.

Ходовой винт и ходовой вал

Зачастую, при ремонте требуется восстановить соосность ходового винта, вала, фартука и коробки подач. Для этого, коробка подач закрепляется на станине, устанавливаем каретку и прикрепляем прижимную планку. Устанавливаем оправы в отверстия коробки подач, а фартук соединяем с кареткой. Каретку двигаем к коробке подач до соприкосновения оправ. Измеряем щупом полученный просвет.

Главная классификация ДВС

Все существующие ДВС разделены на 3 вида:

• поршневые;
• роторные;
• газотурбинные.

В поршневых агрегатах рабочим органом является поршень. В роторных моторах используется движение ротора. В газотурбинных двигателях движение осуществляется турбиной.

В каждом из видов этих силовых установок конструктивно реализованы разные схемы преобразования тепловой энергии в полезную работу. Это принципиально отличает их друг от друга. Максимальная производительность силовых агрегатов зависит от того, каким образом преобразуется тепловая энергия. Каждый вид силовых агрегатов создан для эффективной работы в своей области применения.

Ниже подробно описаны конструкции этих агрегатов и физические процессы, происходящие в них. Отдельный раздел статьи посвящён двигателю Стирлинга. Он относится к механизмам с внешней камерой сгорания. Но принцип работы этого мотора по нескольким признакам похож на ДВС. Это часто вызывает путаницу.

Газотурбинный двигатель

При воспламенении топлива образуются газы, которые при нагреве расширяются. Этот факт всем известен из школьного курса физики. Указанный принцип положен в основу газотурбинной установки. Топливная смесь сгорает, и нагретый газ моментально расширяется, заставляя лопасти турбины вращаться. Чем больше температура газа, тем быстрее он увеличивается в объёмах. Эта зависимость определяет коэффициент полезного действия этого вида ДВС: чем выше температура газов, тем больше КПД.

Разработано два типа газотурбинных установок, отличающихся количеством рабочих валов. Агрегаты с двумя валами мощнее по сравнению с одновальными механизмами.

Газотурбинные двигатели устанавливают на машины, где необходима большая мощность силовой установки. Например, грузовые автомобили, корабли, самолёты и железнодорожные локомотивы.

Видео: Принцип работы газотурбинного двигателя

Роторный ДВС

В моторах этого вида реализован принцип вращения вала от кругового движения ротора. Ротором является треугольный поршень, который вращается в овальной камере – статоре. Ротор закреплён на валу с эксцентриситетом. При таком расположении во время вращения ротора в цилиндре создаются полости для тактов зажигания, сгорания и выпуска. За один оборот ротора происходит 3 такта работы.

Достоинством роторного ДВС является отсутствие шатунов, коленчатого вала и многих сопутствующих узлов. Инженеры подсчитали, что деталей в агрегате роторного типа намного меньше, чем в моторах других типов. Поэтому роторные моторы гораздо меньше других. Это является ещё одним их преимуществом.

В Японии, известной своими передовыми разработками в автомобилестроении, были сконструированы двигатели, имеющие несколько роторов. Например, японцы сконструировали агрегат, имеющий такую же мощность, что и шестипоршневой двигатель гоночного автомобиля. Но размеры многороторного движка при этом гораздо меньше.

На ранних моделях вазовских автомобилей в своё время устанавливались роторные моторы.

Роторные двигатели гораздо проще и эффективнее поршневых.  Но по непонятной причине роторные агрегаты используются очень редко.

Видео: Принцип работы роторного двигателя

Поршневой двигатель

Это – самый распространённый тип двигателя. Рассмотрим его принципиальную схему работы.

В конструкции мотора этого вида имеется несколько цилиндров, внутри каждого из них поршни совершают возвратно-поступательные движения. В обоих концах цилиндров расположены клапаны. Открываясь, клапан пропускает порцию топливной смеси в камеру сгорания, образующуюся в цилиндре перед поршнем. В это время поршень, двигаясь вверх, сжимает смесь. В расчётный момент происходит её воспламенение.  Образующиеся газы расширяются и толкают поршень в другую сторону. Несколько таких поршней закреплены на валу П-образной конструкции. Обычно такой вал называют коленчатым. За каждое движение поршня вал проворачивается на определённую величину. Цикл движения поршня от одной стороны цилиндра до другой называется тактом. Скоординированная работа поршней заставляет коленчатый вал проворачиваться на полный оборот. Такие циклы постоянно повторяются, заставляя вращаться вал с большой скоростью.

Автомобилестроители постоянно совершенствуют поршневые двигатели. Каждое усовершенствование приводит к повышению мощности двигателя. Поршневые агрегаты являются самыми надёжными из всех видов силовых установок.

Видео: Принцип работы дизельного двигателя

Как работает синхронный двигатель

Принцип действия синхронного двигателя основывается на взаимном влиянии магнитных полей якоря и полюсов индуктора. При обращенной конструкции агрегата расположение якоря и индуктора выполнено наоборот, то есть, первый расположен на роторе, а другой – на статоре. Такой вариант используют криогенные синхронные машины, у которых в состав обмоток возбуждения входят материалы со свойствами сверхпроводимости.

При запуске двигателя его разгоняют до частоты близкой к той, с которой в зазоре вращается магнитное поле. Только после этого он переходит в синхронный режим. В данной ситуации происходит пересечение магнитных полей якоря и индуктора. Этот момент получил название входа в синхронизацию.

При разгоне используется состояние асинхронного режима, когда происходит замыкание обмоток индуктора с помощью реостата или короткозамкнутым путем, подобно асинхронным машинам. Для того, чтобы осуществлять запуск в таком режиме, ротор оснащается короткозамкнутой обмоткой, которая одновременно является успокоительной обмоткой, способной устранить раскачивание ротора во время синхронизации. После того, как скорость становится близко к номинальной, в индуктор подается постоянный ток.

Таким образом, синхронный двигатель это не только двигатель, но и своеобразный генератор, поскольку у них одинаковое конструктивное исполнение. Схема работы двигателя будет следующей. Обмотка якоря подключается к трехфазному переменному току, а к обмотке возбуждения от постороннего источника подается постоянный ток. Вращающееся магнитное поле, созданное трехфазной обмоткой и поле, созданное обмоткой возбуждения, взаимодействуют между собой. Это вызывает появление электромагнитного момента, приводящего ротор во вращающееся состояние.

Для двигателей, где установлены постоянные магниты, применяются специальные внешние разгонные двигатели. В отличие от асинхронных устройств, разгон ротора в синхронном двигателе должен достигнуть частоты вращения магнитного поля. Это связано с подачей в обмотку ротора тока из постороннего источника, а не индуцируется в нем под действием магнитного поля статора, следовательно, на него не влияет частота вращения вала. В результате, синхронный двигатель переменного тока приобретает постоянную частоту вращения ротора вне зависимости от нагрузки. Специфический принцип работы этих устройств оказал влияние на их пуск и регулировку частоты вращения.

На что обратить внимание при выборе контрактного мотора

Непосредственно выбор двигателя — тема достаточно сложная, о каждом её аспекте можно говорить долго. Но есть несколько деталей, о которых совершенно точно нужно знать.

У кого покупаете

Выбор продавца так же важен, как и выбор самого мотора. Предпочтительнее работать с крупными компаниями, предоставляющими полный пакет документов, начиная с договора купли-продажи и заканчивая грузовой таможенной декларацией. Последняя подтверждает, что мотор именно привозной, а не снятый с угнанной в нашей стране машины, к примеру.

Остерегайтесь тех, кто просит предоплату за поставку двигателя. Велик риск нарваться на мошенников.

Что покупаете

Будьте внимательны при заказе агрегата, особенно если автомобиль у вас японский. При подборе нужно руководствоваться не только моделью мотора, но и всеми данными на машину, которые имеются. Автопроизводители частенько используют схожие двигатели в разных моделях. Отличаться они могут как навесным, так и креплениями. Ошибка выбора всегда ложится на плечи покупателя.

Осмотр

Если интересующий вас агрегат в наличии и его можно глянуть вживую, то прежде всего нужно обратить внимание на заводской герметик, точнее его целостность. Зачастую он серый, а не чёрный, красный, оранжевый и т

д. Если видны следы вмешательства, то двигатель вскрывали. Стоит обратить внимание и на болты — есть ли на них свежие следы от ключей.

Следующий шаг — потёки масла. В идеале их быть не должно вовсе: ни в районе клапанной крышки, ни головки блока, ни поддона картера, да и в коллекторах тоже. Если говорить о моторах постарше, выбирайте те, что едва «сопливят». Не помешает выкрутить крышку маслозаливной горловины или фильтр. Ничего лишнего вроде металлической стружки там быть не должно.

Нет возможности осмотреть двигатель вживую перед покупкой? Просите максимальное количество фотографий и даже видео. Желательно, чтобы на них можно было разглядеть номер мотора, если таковой имеется.

Гарантии

Если двигатель бэушный, никаких гарантий продавец предоставлять не должен, но зачастую клиентам дают от двух недель до месяца на проверку агрегатов. Некоторые крупные компании идут дальше и готовы отвечать за мотор на протяжении десяти тысяч километров пробега. Правда, только при условии ТО у них на сервисе и установке двигателя там же.

Что мы имеем в итоге? Если вы знаете хорошего моториста и не боитесь потратиться, то капитальный ремонт является более надёжным вариантом, но когда бюджет ограничен, бояться контрактных моторов не стоит. В случае работы с ответственными компаниями вам могут предоставить не только неплохую гарантию, но и установить агрегат бесплатно. Главное, что нужно уяснить, — не торопиться с покупкой и выбирать двигатель осмысленно. Благо есть из чего — количество предложений на сегодняшний день впечатляет.

Вспомогательные системы

В устройство двигателя автомобиля входят дополнительные контуры, которые отвечают за подачу топлива, смазку и охлаждение агрегата, а также избавление от отработанных газов. От правильного функционирования этих узлов во многом зависит время работы мотора, поэтому разберем их подробнее.

Газораспределение

Газораспределительный механизм контролирует движение впускных и выпускных клапанов, узел состоит из:

• распредвала;
• самих клапанов;
• привода клапанов;
• привода ГРМ.

Зажигание

Зажигание необходимо только бензиновым силовым агрегатам — поскольку горючее внутри цилиндров в этих установках не может воспламеняться самостоятельно, требуется искра.

Детали ДВС, которые отвечают за работу системы зажигания.

Схема работы и строение системы зажигания ДВС:

• От аккумулятора (а когда мотор работает– от генератора) напряжение подается на катушку зажигания.
• Накопитель энергии (катушка) преобразует ее в ток, достаточный, для появления разряда.
• Трамблер распределяет ток по бронепроводам к каждому цилиндру. (В новых машинах это происходит под контролем электронного блока управления).

Топливоподача

Хотя принцип воспламенения смеси на бензиновых и дизельных движках различен, остальная схема топливного контура у них одинакова:

1. Из бензобака горючее насосом подается в топливопровод.
2. Далее через различные фильтры топливо поступает в узел смешения — карбюратор или инжектор, где обогащается воздухом.
3. Состав поступает на свечи или форсунки, и оттуда уже идет в камеру цилиндра (на бензиновых ДВС топливо сначала подается во впускной коллектор).

В бензиновых моторах с инжекторными системами подача топлива происходит через форсунку, которая распыляет его в выпускной патрубок, где горючее смешивается с кислородом.

На дизельных автомобилях горючее и кислород подаются отдельно. Топливо под высоким давлением выпрыскивается из форсунок, а воздух заходит через газораспределительный механизм.

Смазка

Система смазки позволяет уменьшать силу трения, защищать металл от разрушения, отводить лишнее тепло, и убирать продукты горения. Узел состоит из:

• маслопровода;
• фильтра;
• радиатора, охлаждающего масло;
• поддона картера;
• масляного насоса, подающего смазку из поддона снова в оборот.

Охлаждение

Элементы силового агрегата нагреваются до экстремально высоких температур, поэтому их необходимо охлаждать, чтобы предупредить разрушение или деформацию деталей. На относительно простых устройствах (мотороллерах или мопедах) температура движка понижается за счет встречного потока воздуха, но для мощных автомобильных моторов этого недостаточно. В них устроен отдельный контур, по которому идет охлаждающая жидкость:

• Радиатор состоит из множества трубочек, проходя по которым, жидкость охлаждается за счет теплоотдачи.
• Вентилятор гонит поток воздуха на радиатор, усиливая теплообмен.
• Водяной насос обеспечивает циркуляцию и постоянное поступление охлажденной жидкости к наиболее горячим местам.
• Термостат отвечает за переключение потока между внешним и внутренним кругом.

Жидкостная система охлаждения.

Выпускная система

Выхлопная система позволяет выводить отработанные газы, которые выпустил мотор автомобиля из своих цилиндров, в окружающую среду. Общее устройство выпускного контура машин с ДВС:

1. Выпускной коллектор принимает отходы от каждого цилиндра, гасит их первичные колебания и направляет в приемную трубу (так называемые «штаны»).
2. Далее поток поступает в каталитический нейтрализатор, в котором происходит очищение газов.
3. Из катализатора выхлоп переходит в резонатор, где снижается скорость потока, и разделяются газы.
4. Предпоследняя ступень выпускной системы — глушитель, внутри которого расположены перегородки, меняющие направление выхлопа, за счет чего снижается скорость и шумность выброса.
5. Из глушителя отработка поступает в выхлопную трубу, а оттуда — в атмосферу.

Выпускная система ДВС автомобиля.
Мне нравитсяНе нравится