Покажите передняя часть двигателя

Может быть, это глупый вопрос, но каково техническое определение «передняя часть» и «задняя часть» двигателя?

На моем автомобиле, из контекста названий деталей, «перед» — это сторона с ремнем ГРМ и другими ремнями, генератор переменного тока, компрессор, насос p / s. «Задняя часть» — это сторона с маховиком, сцеплением, трансмиссией, соленоидом VTEC (это Honda).

По отношению к самому автомобилю «передняя часть» находится на стороне водителя, а «задняя» — на стороне пассажира.

Какая сторона произвольного двигателя вообще «передняя»? Например, это всегда сторона ремня ГРМ? Сторона, противоположная передаче? Сторона со шкивом?

Ответы

Задняя часть автомобильного двигателя — это сторона, с которой снимается мощность. Сторона, где сцепление или гидротрансформатор крепятся. Другие стороны расположены сзади: сторона, противоположная задней, является передней, а левая сторона двигателя — это сторона слева, если вы смотрите на двигатель сзади, а также справа.

Я предполагаю, что «передняя часть» автомобильного двигателя — это сторона, которая обычно была спереди в «традиционных» автомобилях с задним приводом. В противном случае, я думаю, что было бы более разумно назвать стороны двигателя менее субъективным образом (например, «сторона подачи мощности» и «сторона вспомогательного оборудования» или некоторая такая номенклатура). Но когда двигатели обычно сидели в транспортном средстве последовательно, «впереди» было намного меньше, чем глоток.

Я не знаю, но я подозреваю, что на авиационном двигателе это полностью изменено, и передняя сторона — сторона, на которой находится пропеллер.

Вы не можете использовать такие механизмы, как привод ГРМ — у некоторых двигателей их нет (например, два удара), и нет ничего, что говорит о том, что они должны быть на одной или другой стороне — BMW строит двигатели с приводом ГРМ в задней части, например. Я полагаю, что шкив коленчатого вала обычно находится спереди.

Принцип работы и устройство двигателя

Двигатель внутреннего сгорания называется так потому что топливо воспламеняется непосредственно внутри его рабочей камеры, а не в дополнительных внешних носителях. Принцип работы ДВС основан на физическом эффекте теплового расширения газов, образующихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси под давлением внутри цилиндров двигателя. Выделяемая в этом процессе энергия преобразуется в механическую работу.

В процессе эволюции ДВС выделились несколько типов двигателей, их классификация и общее устройство:

Поршневые двигатели внутреннего сгорания. В них рабочая камера находится внутри цилиндров, а тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством кривошипно-шатунного механизма, передающего энергию движения на коленчатый вал. Поршневые моторы делятся, в свою очередь, на:
- карбюраторные, в которых воздушно-топливная смесь формируется в карбюраторе, впрыскивается в цилиндр и воспламеняется там искрой от свечи зажигания;
- инжекторные, в которых смесь подаётся напрямую во впускной коллектор, через специальные форсунки, под контролем электронного блока управления, и также воспламеняется посредством свечи;
- дизельные, в которых воспламенение воздушно-топливной смеси происходит без свечи, посредством сжатия воздуха, который от давления нагревается до температуры, превышающей температуру горения, а топливо впрыскивается в цилиндры через форсунки.
Роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания. Здесь тепловая энергия преобразуется в механическую работу посредством вращения рабочими газами ротора специальной формы и профиля. Ротор движется по «планетарной траектории» внутри рабочей камеры, имеющей форму «восьмёрки», и выполняет функции как поршня, так и ГРМ (газораспределительного механизма), и коленчатого вала.
Газотурбинные двигатели внутреннего сгорания. Особенности их устройства заключаются в преображении тепловой энергии в механическую работу с помощью вращения ротора со специальными клиновидными лопатками, который приводит в движение вал турбины.

Далее рассматриваются только поршневые двигатели, так как только они получили широкое распространение в автомобильной промышленности. Основные причины тому: надежность, стоимость производства и обслуживания, высокая производительность.

Устройство двигателя внутреннего сгорания

Первые поршневые ДВС имели лишь один цилиндр небольшого диаметра. В дальнейшем, для увеличения мощности сначала увеличивали диаметр цилиндра, а потом и их количество. Постепенно двигатели внутреннего сгорания приняли привычный нам вид. “Сердце” современного автомобиля может иметь до 12 цилиндров.

Наиболее простым является двигатель с рядным расположением цилиндров. Однако, с увеличением количества цилиндров растет и линейный размер двигателя. Поэтому появился более компактный вариант расположения — V-образный. При таком варианте цилиндры расположены под углом друг к другу (в пределах 180-ти градусов). Обычно используется для 6-цилиндровых двигателей и более.

Одна из основных частей двигателя — цилиндр (6), в котором находится поршень (7), соединенный через шатун (9) с коленчатым валом (12). Прямолинейное движение поршня в цилиндре вверх и вниз шатун и кривошип преобразуют во вращательное движение коленчатого вала.

На конце вала закреплен маховик (10), назначение которого придавать равномерность вращению вала при работе двигателя. Сверху цилиндр плотно закрыт головкой блока цилиндров (ГБЦ), в которой находятся впускной (5) и выпускной (4) клапаны, закрывающие соответствующие каналы.

Клапаны открываются под действием кулачков распределительного вала (14) через передаточные механизмы (15). Распределительный вал приводится во вращение шестернями (13) от коленчатого вала.
Для уменьшения потерь на преодоление трения, отвод теплоты, предотвращения задиров и быстрого износа трущиеся детали смазывают маслом. В целях создания нормального теплового режима в цилиндрах двигатель должен охлаждаться.

Но главная задача – заставить работать поршень, ведь именно он является главной движущей силой. Для этого в цилиндры должны подаваться горючая смесь в определенной пропорции (у бензиновых) или отмеренные порции топлива в строго определенный момент под высоким давлением (у дизелей). Топливо воспламеняется в камере сгорания, отбрасывает поршень с большой силой вниз, тем самым приводя его в движение.

Принцип работы двигателя

Из-за низкой производительности и высокого расхода топлива 2-тактных двигателей практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

Впуск топлива;
Сжатие топлива;
Сгорание;
Вывод отработанных газов за пределы камеры сгорания.

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ — верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла.

Во время второго такта поршень достигает самой нижней точки (НМТ — нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий этап – это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

На заключительном этапе поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему попадает на улицу. После этого цикл, начиная с первого этапа, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания – элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600О С. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Системы двигателя

Вышеописанное представляет собой БЦ (блок цилиндров) и КШМ (кривошипно-шатунный механизм). Помимо этого современный ДВС состоит и из других вспомогательных систем, которые для удобства восприятия группируют следующим образом:

ГРМ (механизм регулировки фаз газораспределения);
Система смазки;
Система охлаждения;
Система подачи топлива;
Выхлопная система.

ГРМ — газораспределительный механизм

Чтобы в цилиндр поступало нужное количество топлива и воздуха, а продукты сгорания вовремя удалялись из рабочей камеры, в ДВС предусмотрен механизм, называемый газораспределительным. Он отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, через которые в цилиндры поступает топливо-воздушная горючая смесь и удаляются выхлопные газы. К деталям ГРМ относятся:

Распределительный вал;
Впускные и выпускные клапаны с пружинами и направляющими втулками;
Детали привода клапанов;
Элементы привода ГРМ.

ГРМ приводится в действие от коленчатого вала двигателя автомобиля. С помощью цепи или ремня вращение передается на распределительный вал, который посредством кулачков или коромысел через толкатели нажимает на впускной или выпускной клапан и по очереди открывает и закрывает их.

Система смазки

В любом моторе есть множество трущихся деталей, которые необходимо постоянно смазывать, чтобы уменьшить потери мощности на трение и избежать повышенного износа и заклинивания. Для этого существует система смазки. Попутно с ее помощью решается еще несколько задач: защита деталей двигателя внутреннего сгорания от коррозии, дополнительное охлаждение деталей мотора, а также удаление продуктов износа из мест соприкосновения трущихся частей. Систему смазки двигателя автомобиля образуют:

Масляный картер (поддон);
Насос подачи масла;
Масляный фильтр с редукционным клапаном;
Маслопроводы;
Масляный щуп (индикатор уровня масла);
Указатель давления в системе;
Маслоналивная горловина.

Система охлаждения

Во время работы мотора его детали соприкасаются с раскаленными газами, которые образуются при сгорании топливо-воздушной смеси. Чтобы детали двигателя внутреннего сгорания не разрушались из-за чрезмерного расширения при нагреве, их необходимо охлаждать. Охладить мотор автомобиля можно с помощью воздуха или жидкости. Современные моторы имеют, как правило, жидкостную схему охлаждения, которую образуют следующие части:

Рубашка охлаждения двигателя;
Насос (помпа);
Термостат;
Радиатор;
Вентилятор;
Расширительный бачок.

Система подачи топлива

Система питания для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры и от сжатия отличаются друг от друга, хотя и имеют ряд общих элементов. Общими являются:

Топливный бак;
Датчик уровня топлива;
Фильтры очистки топлива — грубой и тонкой;
Топливные трубопроводы;
Впускной коллектор;
Воздушные патрубки;
Воздушный фильтр.

В обеих системах имеются топливные насосы, топливные рампы, форсунки подачи топлива, сам принцип подачи одинаков: топливо из бака с помощью насоса через фильтры подается в топливную рампу, из которой попадает в форсунки. Но если в большинстве бензиновых двигателей внутреннего сгорания форсунки подают его во впускной коллектор мотора автомобиля, то в дизельных оно подается непосредственно в цилиндр, и уже там смешивается с воздухом.

Выхлопная система

Система выхлопа предназначена для отвода отработанных газов из цилиндров двигателя автомобиля. Основные детали, ее составляющие:

Выпускной коллектор;
Приемная труба глушителя;
Резонатор;
Глушитель;
Выхлопная труба.

В современных двигателях внутреннего сгорания выхлопная конструкция дополнена устройствами нейтрализации вредных выбросов. Она состоит из каталитического нейтрализатора и датчиков, сообщающихся с блоком управления двигателем. Выхлопные газы из выпускного коллектора через приемную трубу попадают в каталитический нейтрализатор, затем через резонатор в глушитель. Далее через выхлопную трубу они выбрасываются в атмосферу.

Переднеприводная, переднеприводная компоновка — Front-engine, front-wheel-drive layout

В автомобильном дизайне , в FF , или передним расположением двигателя, передний привод (FWD) компоновки мест как в двигателе внутреннего сгорания и ведомых roadwheels на передней части транспортного средства.

Содержание

Последствия использования

Исторически это обозначение использовалось независимо от того, находился ли весь двигатель за линией переднего моста. В последнее время производители некоторых автомобилей добавили к обозначению термин «передняя середина», который описывает автомобиль, в котором двигатель находится перед пассажирским салоном, но за передней осью. Большинство автомобилей с передним расположением двигателя до Второй мировой войны можно было квалифицировать как передние и средние двигатели, используя обозначение переднего и среднего двигателя, или как на переднюю ось .

Этот макет является наиболее традиционным и остается популярным и практичным дизайном. Двигатель, занимающий много места, упаковывается в место, где пассажиры и багаж обычно не используют. Главный недостаток — это развесовка — самая тяжелая деталь находится на одном конце автомобиля. Управляемость автомобиля не идеальна, но обычно предсказуема.

В отличие от компоновки с передним расположением двигателя и задним приводом (RWD), компоновка FWD устраняет необходимость в центральном туннеле или более высоком зазоре шасси для размещения карданного вала, обеспечивающего мощность на задние колеса. Подобно компоновке с задним расположением двигателя, задним приводом (RR) и компоновкой с задним расположением двигателя и задним приводом (RMR), он помещает двигатель над ведущими колесами, улучшая тягу во многих областях применения. Поскольку управляемые колеса также являются ведущими колесами, автомобили с передним приводом обычно считаются более совершенными по сравнению с автомобилями с задним приводом в условиях слабого сцепления, таких как снег, грязь, гравий или мокрый асфальт. При подъеме в гору в условиях низкой тяги RR считается лучшей полноприводной компоновкой, в первую очередь из-за переноса веса на задние колеса при подъеме. Способность автомобиля с передним приводом проходить повороты обычно лучше, потому что двигатель расположен над управляемыми колесами. Однако, поскольку ведущие колеса имеют дополнительные требования к рулевому управлению, если транспортное средство быстро ускоряется, на поворотах становится меньше сцепления с дорогой, что может привести к недостаточной поворачиваемости . Высокопроизводительные автомобили редко используют компоновку FWD, потому что вес передается на задние колеса при ускорении, одновременно разгружая передние колеса и резко снижая их сцепление с дорогой, эффективно ограничивая количество мощности, которое можно было бы реально использовать; кроме того, высокая мощность высокопроизводительных автомобилей может вызывать ощущение крутящего момента рулевого управления . Электронная противобуксовочная система позволяет избежать пробуксовки колес, но в значительной степени сводит на нет преимущества дополнительной мощности. Это стало причиной внедрения системы полного привода quattro в высокопроизводительных дорожных автомобилях Jensen FF и Audi Quattro .

Исторические аранжировки

Первые автомобили с использованием макета FWD включают 1929 Cord L-29 , 1931 DKW F1 , 1948 Citroën 2CV , 1949 Saab 92 , 1957 Trabant P50 и 1959 Mini . В 1980-х годах тяговые и компактные преимущества этой компоновки побудили многих производителей компактных и средних автомобилей принять ее в США. Большинство европейских и японских производителей перешли на передний привод для большинства своих автомобилей в 1960-х и 1970-х годах, последними из которых были VW, Ford of Europe и General Motors (Vauxhall — Великобритания и Opel — Германия). Toyota была последней японской компанией, которая перешла на переход в начале 1980-х годов. BMW , ориентированная на роскошные автомобили, однако сохранила заднеприводную компоновку даже в своих небольших автомобилях, хотя их марка MINI — FWD.

Эта базовая компоновка имеет четыре различных компоновки, в зависимости от расположения двигателя, который является самым тяжелым компонентом трансмиссии.

Средний двигатель / передний привод

Самая ранняя такая компоновка технически не была переднеприводной, а скорее была среднемоторной и переднеприводной компоновкой (MF). Двигатель устанавливался продольно (вперед-назад или север-юг) за колесами, трансмиссия впереди двигателя, а дифференциал в самой передней части автомобиля. С двигателем так далеко, распределение веса таких автомобилей, как Корд L-29, не было идеальным; ведущие колеса не несли достаточно большой вес для хорошего сцепления и управляемости. Citroën Traction Avant 1934 года решил проблему распределения веса, разместив трансмиссию в передней части автомобиля с дифференциалом между ней и двигателем. В сочетании с низкорасположенной цельной конструкцией автомобиля это привело к выдающейся для той эпохи управляемости. Renault — самый последний пользователь этого формата — он использовал его на Renault 4 и Renault 5 первого поколения , но с тех пор он потерял популярность, поскольку вторгается во внутреннее пространство.

Продольно установленный передний двигатель и передний привод

Panhard Dyna X 1946 года , разработанный Жаном-Альбертом Грегуаром , имел двигатель продольно перед передними колесами, с трансмиссией за двигателем и дифференциалом в задней части сборки. Эта компоновка, которая использовалась Panhard до 1967 года, потенциально имела проблему распределения веса, аналогичную проблеме Cord L29, упомянутой выше. Однако плоский сдвоенный двигатель Panhard с воздушным охлаждением был очень легким и установлен низко с низким центром тяжести, что уменьшало эффект. Плоский сдвоенный двигатель с воздушным охлаждением Citroën 2CV также был установлен очень низко, перед передними колесами, с трансмиссией за осевой линией и дифференциалом между ними. Это стало довольно популярным; автомобили , использующие этот макет включены немецкий Ford Taunus 12M и Lancia Flavia и Fulvia . Это стандартная комплектация переднеприводных автомобилей Audi и Subaru. В 1979 году Toyota представила и выпустила свой первый переднеприводный автомобиль Tercel с продольно установленным двигателем, в отличие от большинства других переднеприводных автомобилей, представленных на рынке того времени. Такое расположение продолжалось и на Tercel второго поколения, до 1987 года третье поколение получило новый поперечно расположенный двигатель. Другие модели Toyota с передним приводом, такие как Camry и Corolla , с самого начала имели двигатели, расположенные поперечно.

В Oldsmobile Toronado 1966 года (вместе с его сестринской моделью Cadillac Eldorado ) использовалась новая компоновка, в которой двигатель и трансмиссия располагались «бок о бок», при этом мощность передавалась между ними через сверхмощную цепь и специально разработанный промежуточный карданный вал, проходящий под поддоном двигателя. Это семейство отличается самым высоким объемом двигателя (8,2 л) переднеприводными автомобилями из когда-либо созданных. Saab 99 и «классический» Saab 900 также используется аналогичное устройство. В Eagle Premier использовалась аналогичная схема трансмиссии, которая использовалась в Renault 21 и 25, которая позже стала основой для седанов Chrysler LH, выпускавшихся до 2004 модельного года.

Сегодня Audi является наиболее заметным пользователем этой механической компоновки, использовав ее с 1950-х годов в своих предшественниках DKW и Auto Union , и ее можно найти в ее более крупных моделях, начиная с A4 . Последняя эволюция формата в платформе Audi MLB пытается устранить давний недостаток неравномерного распределения веса. Это делается путем упаковки дифференциала перед сцеплением, позволяя осевой линии смещаться дальше вперед по отношению к задней поверхности блока цилиндров.

Поперечно установленный передний двигатель / Передний привод

Первыми популярными автомобилями с передним приводом с поперечным расположением двигателя были DKW Front, выпущенные в 1931 году, с двухцилиндровым двухтактным двигателем. Saab скопировал этот дизайн на своем первом автомобиле Saab 92 1949 года выпуска . Trabant 1957 года был также одним из немногих автомобилей с поперечным расположением двигателя, своего рода преемником DKW. Это было в новинку, особенно для автомобиля, производимого в коммунистической стране.

Иссигонис «s Mini 1959 и связанные с ними автомобили , такими как Maxi , Остин 1100/1300 и Allegro имели четыре-цилиндровый рядный двигатель водяного охлаждения поперечно. Трансмиссия располагалась в поддоне под коленчатым валом, мощность передавалась раздаточными шестернями. Другие модели, которые использовали компоновку «трансмиссия в поддоне», включали Datsun 100A (Cherry) и различные варианты применения двигателя PSA-Renault X-Type, такие как Peugeot 104 и Renault 14 . Suzuki Suzulight 1955 года также представил передний двигатель с поперечно установленным двухтактным двухцилиндровым двигателем (с использованием технологии DKW) в городских автомобилях / кей- карах на основе немецкого Lloyd LP400 .

Данте Джайакоса «ы Autobianchi Primula 1964, Fiat 128 и Fiat 127 , поставить передачу на одной стороне поперечно установленный двигатель, и в два раза назад трансмиссию поставить дифференциал сразу за передачей, но смещены в одну сторону. Следовательно, приводные валы колес длиннее с одной стороны, чем с другой. Это расположило груз чуть впереди колес. Именно эта система в настоящее время доминирует во всем мире.

Автомобили с передним приводом, как правило, страдают от крутящего момента при резком ускорении. Это вызвано разной длиной приводного вала, что, в свою очередь, приводит к разным углам падения на шарнирах приводного вала. Чем дальше шарнирно сочленены эти шарниры, тем менее эффективно они передают крутящий момент на колеса.

Конструктивные характеристики переднего привода

Средний двигатель, передний привод ( компоновка MF ): Renault 4 со средним расположением двигателя, переднеприводная компоновка обеспечивает большее расстояние между передними дверями и колесными арками, а также короткий передний свес .

Продольно расположенный спереди двигатель, передний привод (продольная компоновка FF): Auto Union 1000 (сегодня Audi) продольной компоновки заменил передние поперечные двигатели DKW F89 в 1950-х годах.

Поперечно расположенный двигатель спереди, привод на передние колеса (поперечная компоновка FF): Fiat 128 пошел по стопам Autobianchi Primula .

Валы переднего привода

В автомобилях с передним приводом карданные валы передают привод непосредственно от дифференциала на передние колеса. Короткий внутренний поворотный вал нарезан на шестерню дифференциала, а внешний поворотный вал нарезан на ступицу переднего колеса. Каждый короткий вал имеет вилку или кожух для размещения универсального шарнира на каждом конце промежуточного вала.

Универсальные шарниры позволяют валу продолжать вращаться, учитывая при этом изменения из-за движения подвески, такие как длина и горизонтальный угол вала, а также угол вала при повороте рулевого управления. Универсальные шарниры с постоянными угловыми скоростями обычно используются для плавной передачи мощности между компонентами. Внутренний универсал может быть врезным или треножным. Штатив прикреплен к промежуточному валу и удерживается стопорным кольцом. Шарик, опирающийся на игольчатые роликоподшипники, установлен на каждую стойку штатива, и они скользят на цапфе внутри ярма. Это учитывает изменения длины вала и горизонтального угла. Привод передается через цапфу и шарики для вращения вала.

Внешний универсальный шарнир допускает большие угловые изменения, но не длину вала. Обычно это шарикоподшипник с сепаратором, внутреннее кольцо которого насажено на промежуточный вал. В ярме сформировано внешнее кольцо. Обойма удерживает шарики в пазах обеих дорожек. Шарики передают привод от вала к ступице и позволяют изменять горизонтальный угол и обеспечивать широкий угол поворота. Гибкий резиновый чехол, прикрепленный к каждому стыку, удерживает жир и защищает от грязи и влаги.

Если дифференциал не расположен по средней линии автомобиля, можно установить промежуточный вал для обеспечения равной длины приводных валов с каждой стороны. Это сохраняет углы приводного вала одинаковыми с обеих сторон и помогает предотвратить неравномерность рулевого управления и вибрацию. Внешний конец промежуточного вала поддерживается подшипником, закрепленным на картере коробки передач, а универсальный шарнир способствует выравниванию. В некоторых случаях с одной стороны используется более длинный приводной вал. Для поглощения вибрации может быть установлен резиновый динамический демпфер.