5. Силы, действующие на поршень?

Поршень является составной частью КШМ. Он воспринимает силы давления газов, силы инерции поступательно движущихся масс, силы сопротивления потребителя энергии, совершающие полезную работу По кинематическим связям эти силы передаются другим элементам КШМ, а затем и коленчатому валу двигателя.

6. Какие факторы учитываются при выборе порядка работы цилиндров?

Количество и расположение цилиндров двигателя определяются местом установки двигателя на транспортном средстве, габаритными размерами подкапотного пространства, мощностью двигателя, размерами цилиндра, уравновешенностью сил инерции вращающихся и поступательно движущихся масс и моментов от них, степенью равномерности крутящего момента.

С увеличением количества цилиндров улучшаются уравновешенность двигателя и равномерность его хода, облегчается пуск, уменьшается масса маховика. При данном рабочем объеме двигателя количество цилиндров выбирают с учетом диаметра цилиндра, на размеры которого влияют организация рабочего процесса, механическая загруженность и тепловое состояние деталей поршневой группы.

Основная масса автотракторных дизелей, выпускаемых промышленностью, имеет диаметр цилиндра, находящийся в диапазоне 100... 140 мм. При меньших диаметрах цилиндра ухудшаются условия смесеобразования и сгорания из-за снижения интенсивности движения воздушного заряда, а при больших возрастают тепловое и механические нагрузки на головку цилиндра и поршень.

7. Условия работы поршня, особенности условия работы поршней дизельных двс. Объясните большую температурную напряженность поршней дизелей.

В современных тракторных и автомобильных двигателях, форсированных как по скоростному режиму, так и по среднему эффективному давлению, особенно при использовании турбонаддува, поршень воспринимает значительные механические нагрузки от давления газов и сил инерции, а также тепловые нагрузки от соприкосновения с горячими газами и от трения его боковой поверхности о стенки цилиндра. Характер механических нагрузок на поршень близок к ударному из-за высоких значений максимального давления газов и частоты рабочих циклов, особенно в высокооборотных двигателях. Сила инерции в этих двигателях по значению приближается к силе давления газов, а иногда и превышает ее. Эти нагрузки передаются поршнем при перемещении его внутри цилиндра с высокой скоростью. Вследствие неравномерного нагрева в теле поршня образуются значительные термические напряжения, которые суммируются с механическими.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания самый распространённый тепловой двигатель. Он используется для привода средств наземного, воздушного и водного транспорта, боевой, сельскохозяйственной и строительной техники, электрогенераторов, компрессоров, водяных насосов, помп, моторизованного инструмента (бензорезок (бензо-болгарок), газонокосилок, бензопил) и прочих машин, как мобильных, так и стационарных, и производится в мире ежегодно в количестве нескольких десятков миллионов изделий.

Мощность поршневых двигателей внутреннего сгорания колеблется в пределах от нескольких ватт (двигатели авиа-, мото- и судомоделей) до 75 000 кВт (судовые двигатели).

В качестве топлива в поршневых двигателях внутреннего сгорания используются:

• жидкости — бензин, дизельное топливо, спирты, биодизель;

• газы — сжиженный газ, природный газ, водород, газообразные продукты крекинга нефти, биогаз;

• монооксид углерода, вырабатываемый в газогенераторе, входящем в состав топливной системы двигателя, из твёрдого топлива (угля, торфа, древесины).

Большую температурную напряженность поршней дизелей можно объяснить тем, что более высокая степень сжатия и при сгорании дизтоплива выделяется больше тепловой энергии.