- •1. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
- •1.1. Этапы конструирования
- •1.2. Компоновочные схемы двигателей [4, 5]
- •1.3. Выбор основных конструктивных параметров [4, 5, 6]
- •2. КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ
- •2.1. Фундаментные рамы, стойки и станины
- •2.2. Блоки, картеры, головки цилиндров
- •2.2.1. Двигатели с жидкостным охлаждением
- •2.2.2.Особенности двигателей с воздушным охлаждением
- •2.2.2.1. Компоновочные схемы двигателей
- •2.2.2.2. Особенности компоновки двигателей
- •2.2.2.3. Регулирование охлаждения
- •2.2.2.4. Конструкции корпусных деталей двигателей
- •Вопросы для самоконтроля
- •3. ПОРШНЕВАЯ ГРУППА
- •3.1. Конструктивный обзор
- •3.2. Поршень
- •3.3. Поршневой палец
- •3.4. Поршневые кольца
- •3.4.1. Компрессионные кольца
- •3.4.2. Маслосъёмные кольца
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. ШАТУНЫ, ШТОКИ И КРЕЙЦКОПФЫ
- •4.1. Конструктивный обзор
- •4.2. Поршневая головка
- •4.4. Стержень шатуна
- •4.6. Шатунные болты
- •4.7. Особенности конструкции шатунной группы крейцкопфных двигателей
- •Вопросы для самоконтроля
- •5. КОЛЕНЧАТЫЙ ВАЛ
- •6. МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ (МГР)
- •6.1. Компоновка клапанных механизмов
- •6.2. Привод клапанов
- •6.4. Детали механизма газораспределения
- •6.4.1. Клапаны и замки крепления тарелок пружин
- •6.4.3. Толкатели, штанги, коромысла
- •Вопросы для самоконтроля
- •7. МАТЕРИАЛЫ
- •Вопросы для самоконтроля
- •Библиографический список
Необходимое пространство для прохода жидкости между стенками цилиндра и выпускным каналом создаётся несимметричным расположением отверстий под клапаны относительно оси цилиндра: расстояние между осями цилиндра и клапана должно находиться в пределах b ≈ (0,53…0,56)·a, (см. рис. 2.18), между осями клапанов – a ≈ (0,53…0,59)·D, между осями цилиндра и клапана
– с≈ (0,86…0,93)·D. Отверстие 2 со стороны выпускных клапанов больше, чем отверстие 1 со стороны впускных клапанов. Между клапанными каналами и цилиндрами сверлят ряд дополнительных отверстий 3.
При верхнем расположении клапанов холодная охлаждающая жидкость подводится к наиболее нагретым зонам по каналам 1 (см. рис. 2.10) вдоль всего блока цилиндров.
2.2.2.Особенности двигателей с воздушным охлаждением
Двигатели с воздушным охлаждением имеют особенности по сравнению с двигателями с жидкостным охлаждением как по компо-
новке систем и механизмов, так и по конструкции деталей кривошип- |
|
но-шатунного и других механизмов. |
И |
При сравнении двигателей с воздушным и жидкостным охлажде- |
нием можно отметить следующие достоинства и недостатки [12, 13]: |
|||
|
|
|
Д |
I. Достоинства двигателей с воздушным охлаждением: |
|||
1. Меньший вес и меньшие габаритные размеры, в частности, |
|||
|
|
А |
|
меньшая длина из-за отсутств я радиатора. |
|||
2. |
Меньшая сто мость изготовления и расходов на обслужи- |
||
|
б |
|
|
вание по причине отсутств я: |
|
|
|
а) некоторых материалов для изготовления радиатора, тер- |
|||
|
и |
|
|
мостата, расширительного бачка (меди, олова, цинка, пластмасс); |
|||
б) узлов – радиатор, жидкостный насос, расширительный ба- |
|||
чёк, трубопроводС, термостат; |
|
|
|
в) |
охлаждающей жидкости. |
|
|
3. |
Высокая надёжность и долговечность вследствие: |
а) уменьшения узлов системы охлаждения (п. 2, б); б) отсутствия опасности потерь и замерзания охлаждающей
жидкости; в) необходимости герметизации и в уплотнениях системы
охлаждения.
4. Быстрый прогрев двигателя, меньшая чувствительность к изменению температуры окружающей среды.
41
II. Недостатки двигателей с воздушным охлаждением:
1. Большой расход мощности на привод агрегатов системы охлаждения.
2. Трудный пуск двигателя при отрицательных температурах.
3. Плохое охлаждение двигателей с большим объёмом цилиндров и форсированных двигателей.
4. Необходимость обязательной установки радиатора смазочной системы.
5. Засорение межрёберных каналов блока и головки цилинд-
ров.
6. Возможность ухудшения работы из-за перегрева, деформации и большой разницы в теплонапряжённости деталей кривошипно-
шатунного механизма.
И любой схеме в зависимости от Аназначения двигателя: автомобильный,
2.2.2.1. Компоновочные схемы двигателей
деле 1.2. Двигатели с воздушным охлаждением могут выполняться по
тракторный, автобусный, двигатель, устанавливаемый сзади и т.д. Однако двигатели с воздушным охлаждением должны соответ-
Компоновочные схемы поршневыхДДВС рассмотрены в подраз-
ствовать некоторым дополнительнымб требованиям. Это связано с
особенностями конструкции: размещение вентилятора и организацией воздушного потокаи, т. е. создание воздушного тракта.
На рис. 2.19, 2.20, 2.21 представлены схемы наиболее распространённых автомобСльных тракторных рядных двигателей соответственно с вертикальным, горизонтальным и V-образным расположением цилиндров [12, 13].
В этих схемах применяются центробежные (рис. 2.19,а, б, в, г; рис. 2.20,а, в, д; рис. 2.21, а, б, в, д) и осевые вентиляторы (рис. 2.19,д, е; рис. 220,б, г, е; рис. 2.21,г, е, ж) с независимым приводом вентилятора (рис. 2.19,а, б; рис. 2.20,г, д, е; рис. 2.21,б, г, д, е, ж) и вентилятором, установленным на коленчатом валу (рис. 2.19,в, г, д, е; рис. 2.20,а, б, в; рис. 2.21,а, в). В двигателях с V-образным расположением цилиндров могут устанавливаться два вентилятора (рис. 2.21,б, ж).
Привод к независимому вентилятору может осуществляться шестерённой, цепной и ремённой передачами.
Каждая из приведённых схем имеет достоинства и недостатки, более подробное изучение которых можно осуществить в источниках
[12, 13].
42
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
б) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
в) |
А |
Иг) |
||||
|
|
|
б |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
и |
|
|
|
|
|
||||
С |
|
|
|
е) |
|||||
|
|
д) |
|
|
|
Рис. 2.19. Схемы рядных двигателей с вертикальным расположением цилиндров [12, 13]
2.2.2.2. Особенности компоновки двигателей
Главными особенностями компоновки двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением являются:
1. Отсутствие рубашки системы охлаждения, насоса и радиатора охлаждающей жидкости, соединительных трубопроводов.
43
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
в) |
|
А |
|
|
|
г) |
||
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
е) |
|
|
||||
|
|
|
|
д) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.20. Схемы рядных двигателей с горизонтальным расположением цилиндров [12, 13]
2.Наличие специального вентилятора с кожухом, отражателем и регулятором воздушного потока и масляного радиатора смазочной системы. Место установки и тип вентилятора определяются схемой.
3.Применение отдельных головок и цилиндров, закреплённых на картере шпильками или болтами. Общие головки на два или три цилиндра устанавливают в редких случаях, например на двигателях с малым диаметром цилиндра, при невозможности установки отдельных головок из-за маленького расстояния между цилиндрами. Общие головки более чем на три цилиндра не применяются.
44
4.Совмещение и соединение нескольких вспомогательных агрегатов, например генератор с колесом вентилятора, топливный насос дизеля с распределительным валом двигателя, вал вентилятора с центробежным фильтром смазочной системы. В каждом случае совмещения и соединения вспомогательных агрегатов друг с другом имеется несколько вариантов.
5.Соединение всасывающего тракта с пространством поддона картера для эффективной вентиляции картера.
Более подробное рассмотрение конструктивных особенностей компоновки двигателей с воздушным охлаждением выходит за рамки данного курса лекций.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
а) |
|
|
|
|
А |
Иб) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
С |
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
г) |
||||||||||
|
в) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
д) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ж)
Рис. 2.21. Схемы двигателей сV-образным расположением цилиндров [12, 13]
45