Система питания газовых двигателей

Карданный вал 
 
Карданный вал - это труба, по обеим сторонам которой имеются шарниры. Труба очень прочная, так как по ней передается все усилие от коробки передач. Карданные шарниры позволяют этому усилию проходить без изменений к ведущему мосту при вертикальных перемещениях колес.

Карданный шарнир 
 
Карданный шарнир состоит из двух вилок, которые соединены так называемой крестовиной. Она действительно представляет собой крест. На окончания этого креста надеты маленькие подшипники с роликами. 
Корпуса подшипников находятся в отверстиях вилок. Таким образом, соединение получается очень подвижное. Две вилки карданного шарнира могут вращаться относительно друг друга. Правда, на небольшие углы. Но и этого хватает, так как ведущие колеса все-таки не очень высоко подпрыгивают на неровностях дороги.

ШРУСы 
Рассмотрим автомобили, у которых двигатель расположен впереди и ведущие колеса - передние. Это так называемые переднеприводные автомобили, получившие в последнее время очень широкое распространение. 
 
Ведущий мост, о котором мы будем говорить в следующем разделе сайта , у них или совмещен с коробкой передач, или расположен рядом с ней. Ведущие колеса получаются одновременно и управляемыми. Они поворачиваются уже на большие углы, и классический карданный шарнир, рассмотренный выше, здесь не поможет. В таких случаях применяют шарниры равных угловых скоростей, или сокращенно ШРУСы.

 
1 - вал; 
2 - «звездочка»; 
3 - защитный чехол; 
4 - корпус шарнира.

Устройство ШРУСа 
 
На конце вала, который выходит из коробки передач, жестко закреплена деталь, называемая «звездочкой». На ее поверхности имеются канавки, по которым перекатываются шарики. Шарики с внешней стороны как бы охватывают корпус шарнира. 
На внутренней поверхности корпуса также есть канавки. Получается, что каждый шарик расположен с одной стороны в канавке, соединенной с валом, а с другой стороны - в канавке, соединенной с корпусом и колесом автомобиля. 
 
При вращении вала шарики выполняют роль шлицев и передают весь крутящий момент, или усилие, на колесо. Но как только колесо поворачивается, шарик просто перекатывается по канавкам звездочки и корпуса, не переставая передавать крутящий момент на колеса. 
 
Скорость вращения вала при этом всегда равна скорости вращения колеса. Поэтому такие шарниры и называют шарнирами равных угловых скоростей. Причем углы поворота колеса могут быть очень большими. Шарики смазываются специальной смазкой. Весь шарнир закрыт прочным резиновым чехлом, который защищает его от повреждения 
Такие ШРУСы установлены на многих моделях переднеприводных автомобилей.

 

Главная передача 
Итак, крутящий момент, выработанный двигателем, «добрался» до ведущего моста, чтобы вращать колеса. Ведущий мост включает в себя главную передачу, дифференциал и полуоси. В таком порядке мы их и рассмотрим. 
 
Главная передача увеличивает крутящий момент и передает его под прямым углом к полуосям. 
 
Ведущий вал соединен с карданным шарниром. При вращении карданного вала вращается ведущая шестерня, зубья которой входят в зацепление с зубьями ведомой шестерни. Диаметр ведомой шестерни больше диаметра ведущей шестерни. Крутящий момент, приходящий от карданного вала, увеличивается. Ведомая шестерня соединена с полуосями. Поэтому крутящий момент передается через них колесам. 
 
Однако соединение ведомой шестерни с полуосями не может быть жестким. Когда автомобиль движется прямо по ровной дороге, его колеса проходят равный путь и вращаются с одинаковой скоростью. Но как только автомобиль начинает поворачивать, картина меняется. Колесо, которое оказывается внутренним по отношению к точке поворота, проходит гораздо меньший путь и вращается медленнее. В то же время внешнее (по отношению к точке поворота) колесо начинает вращаться с большей скоростью и проходит больший путь. При жестком закреплении полуосей с ведомой шестерней будет возникать проскальзывание колес. Чтобы этого не случилось, в ведущем мосту есть устройство, называемое дифференциалом.

Дифференциал 
 
Дифференциал распределяет приходящий на него крутящий момент по колесам и позволяет им вращаться с разными скоростями. 
 
На ведомой шестерне расположены корпуса, в которые вставлены оси со свободно вращающимися на них сателлитами. Сателлиты представляют собой маленькие шестеренки. Когда автомобиль движется по прямой, ровной дороге, ведущая шестерня вращает ведомую вместе с корпусом и сателлитами. Сателлиты находятся в зацеплении с зубьями шестерен правой и левой полуоси. Сателлиты вращают их, но при этом сами вокруг своей оси не поворачиваются. Как только одно из колес встречает сопротивление, его вращение замедляется. Сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей и передают дополнительное вращение на шестерню другой полуоси. В результате противоположная полуось и колесо начинают вращаться быстрее. А этого в повороте только и надо. После прохождения автомобилем поворота и выхода на прямое движение колеса вращаются с одинаковой скоростью, и сателлиты «успокаиваются». Вот так работает устройство с непонятным названием «дифференциал». 
 
Полуоси соединены непосредственно с колесами и передают на них весь крутящий момент. 
 
Все детали ведущего моста размещаются в специальном корпусе или картере. Для снижения трения и охлаждения деталей главной передачи и дифференциала все они находятся в жидком трансмиссионном масле. Это еще называется «масляная ванна». Масло периодически заливается и сливается для замены через специальные отверстия, закрытые пробками. 
 
Ну вот, колеса вращаются, следовательно, крутящий момент, выработанный двигателем, до них благополучно дошел. А это значит, что мы с тобой закончили свое знакомство и с трансмиссией автомобиля. Но не закончили знакомство с автомобилем. На очереди следующая, очень важная часть автомобиля - ходовая часть.

 

 

 

 

Система охлаждения

Как видно из названия, основная задача системы охлаждения - охлаждать двигатель. Это так, но не совсем. Точнее сказать - поддерживать рабочую температуру двигателя, которая составляет 90- 110°С Ведь на начальном этапе работы, особенно зимой, двигателю необходимо и согреться. 
 
Основным рабочим элементом системы охлаждения является жидкость. 
Поэтому рассмотрим жидкостную систему охлаждения. Раньше в качестве жидкости в систему заливалась вода. Это было не совсем удобно. Зимой, перед длительной стоянкой автомобиля на морозе, воду надо было сливать из системы. К тому же температура закипания воды невысока. При закипании жидкости двигатель останавливается, так как возможен его перегрев и выход из строя. 
 
В современных системах охлаждения двигателей применяют антифризы или тосолы. Это - смесь воды и специального химического вещества - этиленгликоля Температура замерзания таких жидкостей до - 50°С. К тому же у них выше температура кипения. Тосолы в своем составе имеют также смазывающие и антикоррозионные присадки. Но есть и отрицательные свойства: тосолы содержат достаточно много веществ, вредных для здоровья человека и для окружающий среды. 
На рисунке можно увидеть общую схему жидкостной системы охлаждения.

 
1 - вентилятор отопителя; 
2 - радиатор отопителя; 
3 - рубашка охлаждения; 
4 - насос охлаждающей жидкости; 
5 - датчик вентилятора; 
6 - радиатор; 
7 - термостат; 
8 - вентилятор с электродвигателем; 
9 - расширительный бачок.

Работа системы охлаждения 
 
Жидкость в системе при работе двигателя всегда находится в движении. Это движение создает водяной насос (название осталось еще старое), который постоянно вращается. 
 
Основные узлы системы охлаждения - это радиатор и так называемая рубашка охлаждения. Рубашка охлаждения - это целая сеть каналов в двигателе. Они, как рубашка, действительно окутывают цилиндры двигателя. Жидкость, циркулирующая по этим каналам, отводит образующееся при работе двигателя тепло от цилиндров. 
 
Как мы уже знаем, самая горячая деталь двигателя - это цилиндры. Еще бы, ведь в них сгорает рабочая смесь, выделяя при этом много тепла. Вот их-то и надо охлаждать в первую очередь. Дальше жидкость омывает все остальные нагретые детали, которые отдают ей свое тепло. Горячая охлаждающая жидкость по шлангу поступает в радиатор. Радиатор представляет собой две емкости - верхние и нижние бачки, между которыми находится множество тонких трубочек. Потоки жидкости, разделяясь на множество ручейков, проходят по этим трубочкам и охлаждаются. Тепло через тонкие стенки трубочек переходит в окружающую среду. Радиатор, как правило, расположен в передней части автомобиля и интенсивно обдувается встречным потоком воздуха. Если этого потока не хватает, то на помощь приходит вентилятор, расположенный за радиатором. При достижении двигателем предельной температуры специальный датчик включает вентилятор, который обдувает радиатор, охлаждая жидкость. Температура жидкости падает, и вентилятор выключается. Охлажденная жидкость поступает в водяной насос - круг замыкается. 
Чтобы холодный двигатель быстрее нагрелся, специальное устройство - термостат перекрывает жидкости путь к радиатору и открывает его только тогда, когда двигатель достигнет своей рабочей температуры. 
Если температура горячего двигателя опустится чуть ниже нормальной рабочей - термостат частично или полностью перекроет путь жидкости к радиатору и снова откроется, как только двигатель нагреется. 
Основа термостата - это заслонка, которая управляется тягой, связанной с камерой. Вещество в камере при изменении температуры увеличивается или уменьшается в объеме и открывает или закрывает заслонку. 
Остановимся на остальных узлах системы охлаждения.

Радиатор 
Радиатор, как уже было отмечено выше, представляет собой два бачка, соединенных тонкими трубками. 
 
Для лучшей теплопередачи практически все детали радиатора сделаны из алюминия или латуни. 
Что такое теплопередача, ты знаешь из школьных уроков физики. В системе охлаждения - это хороший отвод тепла от охлаждающей жидкости. Для его улучшения трубки имеют очень тонкие стенки, да еще между ними есть пластиночки, которые также отбирают тепло. Получается то, что поток горячей жидкости разделяется на множество тонких струек, каждая из которых обдувается воздухом. 
Для более быстрого обдува применяют вентилятор, который установлен за радиатором и как бы втягивает воздух через радиатор. Это очень хорошо, так как автомобиль не всегда двигается с большой скоростью, и встречный поток воздуха может слабо охлаждать жидкость. А в автопробках, которые так часты в Москве, автомобиль вообще стоит и не двигается. Так что вентилятор просто необходим.

Насос системы охлаждения 
Сердце системы охлаждения - насос. Он представляет собой обыкновенную крыльчатку, как на водяной мельнице. При работе двигателя крыльчатка вращается, и лопасти, захватывая жидкость, придают ей движение. 
Жидкость заливается в расширительный бачок. Из него же жидкость выходит в систему охлаждения при нарушении ее герметичности. Таким образом, расширительный бачок следит за тем, чтобы общий объем охлаждающей жидкости в системе оставался постоянным. 
На этом мы с тобой заканчиваем разговор о системе охлаждения. Горячая жидкость из системы охлаждения поступает в радиатор системы отопления салона автомобиля. Он в точности повторяет по конструкции радиатор системы охлаждения. Рядом с ним установлен вентилятор, продувающий через него воздух, который нагревается и поступает в салон автомобиля.

Система смазки

В автомобильном двигателе большое количество движущихся деталей. Это - коленчатый вал, поршневые кольца, перемещающиеся по стенкам цилиндра, и т.д. В общем они называются «пары трения». 
 
Пары - потому, что, как правило, это две детали, а трения - потому, что они трутся друг о друга. Чтобы уменьшить износ, возникающий при трении, применяется смазка. В двигателе - это жидкое автомобильное масло. 
 
А подачу масла ко всем парам трения обеспечивает система смазки. Но это - только одна из ее основных функций. Система смазки отводит от трущихся дета -лей продукты их износа, хранит необходимый запас масла, очищает его, охлаждает, да еще и следит, чтобы каждой паре трения досталась своя определенная порция масла, да еще под необходимым давлением. 
 
Так что система смазки - это очень важная часть автомобильного двигателя.

 
1 -датчик давления масла; 
2 - масляный фильтр; 
3 - масляный насос; 
4 - маслоприемник; 
5 - масляные каналы.

Устройство системы смазки 
 
Емкостью, где хранится запас масла, является масляный поддон, установленный на двигателе снизу. Там же масло и охлаждается. 
 
Если такого охлаждения недостаточно, то в системе смазки устанавливают собственный масляный радиатор, аналогичный тому, который применяется в системе охлаждения, о которой ты узнаешь из следующей главы. Уровень масла мы контролируем по специальному щупу - металлическому стержню с нанесенными на нем рисками. Вынимая щуп из поддона, мы проверяем - достаточно ли в нем масла. 
В теле двигателя просверлено множество каналов для подачи масла к движущимся деталям. Все их нужно смазать. 
Накачивает масло в каналы масляный насос. Как правило, он состоит из двух шестеренок, которые качают масло при помощи своих зубьев. Приводит их в действие коленчатый вал двигателя. 
 
Сразу после насоса масло попадает в фильтр, который очищает масло от всех вредных примесей, и только потом чистое масло по каналам попадает к движущимся деталям. 
 
Давление масла регулируется диаметрами этих каналов. Стекающее с деталей масло по другим каналам попадает в поддон, откуда забирается насосом, очищается и снова попадает к деталям двигателя. 
 
За давлением масла в системе смазки следит специальный датчик, а показания водитель видит на указателе, установленном на приборном щитке. И так бесчисленное количество раз. 
 
По истечении определенного срока и пробега автомобиля масло в двигателе заменяют новым. Как правило, одновременно заменяют и фильтр очистки масла. Несколько слов стоит сказать о масляном фильтре. Основу его составляет пористый или волокнистый фильтрующий материал, в котором остаются микрочастицы. Если фильтр засорился полностью, масло он пропускать не будет, и может наступить так называемое «масляное голодание двигателя». 
 
Это очень опасно, двигатель сразу может испортиться. Чтобы предотвратить такую ситуацию, рядом с фильтром установлен клапан, который срабатывает и пропускает масло мимо загрязненного фильтра. Хоть и неочищенное, но все же масло поступает в систему.