книги из ГПНТБ / Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия

из системы уплотнения самолетного шасси. Оба эти 'кольца препятствовали утечке из вихірекамеры горячего газа. Утеч­ ке же масла из цилиндра еервопоршня ,в камеру препятст-

Рис. 33. Гидравлическая система ВКАРО.

вовал пакет из полиэтиленовых колец, снабженных экспан­ дерами.

Авторы указывают, что это уплотнение в целом рабо­ тало удовлетворительно, и его действие не сопровождалось

70

работе уплотнительных колец (при высоких оборотах двигателя). При давлениях выше 150 кГ/смг исследования не велись.

Отмечается так же, что при высоких давлениях сопораіния возникают трудности в уплотнении головки цилиндров (наблюдаются случаи пробивания прокладки).

На рис. 38 показан характер изменения параметров (Двигателя при автоматическом регулировании степени сжа­ тия. Из графика ясно видно положительное влияние пере­ менной степени сжатия; любопытно, что при повышении

Суть метода ограничения максимальных давлений сго­ рания при помощи поршня,, автоматически регулирующего

72

степень сжатия двигателя, заключается -в способности этих поршней изменять объем камеры сгорания за снег измене­ ния расстояния между днищем поршня л плоскостью голонии цилиндра в момент нахождения поршня ів верхней мертвой точке. Умазанное достигается (благодаря телеокопичеокому строеніиію этих поршней и их способности изме­ нять в процессе работы свою высоту от центра пальца до плоскости днища. Для этого поршни, -осуществляющие ре­ гулирование степени сжатия, в отличие от -обычных порш­ ней, состоят из нескольких деталей и включают в себя гидравлическую систему управления.

с3

73.

зует юбку поршня. Вставка 2 выполнена .в виде ступен­ чатого поршня, с (Внутренними приливами для поршневого пальца, связывающего узел поршня с коленчатым валом двигатели посредством шатуна.

Стакан и вставка не имеют между собой механичес­ кой связи и могут перемещаться относительно друг друга в направлении оси цилиндра в 'Пределах, (Ограниченных с од­ ной стороны торцевой внутренней плоскостью стакана, а с другой — торцевой плоскостью кольцевой крышки 7, ввин­ ченной в юбку стакана.

Между стаканом и вставкой образованы две камеры, изменяющие свои объемы при относительном перемещении стакана и вставки: верхняя камера 3, под днищем поршня, и нижняя кольцевая камера 5, у юбки поршня. При пере­ мещении наружной части вверх, объем камеры 3 увеличи­ вается, а объем камеры 5 уменьшается. При движении стакана вниз наблюдается обратная картина.

Камеры 3 и 5 заполнены маслом, поступающим из системы смазки двигателя, по сверлениям в шатуне и во вставке. Путь масла в камеры образуют: сверление в ша­ туне, (кольцевой зазор вокруг поршневаго пальца в поршне­

размещенным в специальном гнезде, нижняя часіь которо­ го с помощью отверстия сообщается с картером двигателя. Нижняя (кольцевая камера 5 также сообщается с картером

74

ки наружной части поршня. Направление результирующей силы, приложенной к стакану и слогающейоя из сил дав­ ления газов, ісил инерции, сил давления масла в камерах поршня и сил трения, оіпределяет (Направление перемеще­ ния наружного 'стакана относительно вставки за один пол­ ный рабочий цикл. В результате того, что в течение одного четырехтактного цикла двигатели, результирующая этих сил изменяет свое направление только один раз, соответ­ ственно этому, наружная часть поршня за один цикл мо­

поршня определяется действием сил инерции стакана и сил статического и динамического давления масла в камерах поршня. Суммарная составляющая этих сил направлена вверх и стремится передвинуть стакан в сторону головки цилиндра. При этом давление в кольцевой камере 5 повы­ шается, обратный клапан 9 перекрывает вход в камеру и масло через дросселирующее отверстие 6 начинает сли­ ваться в картер двигателя. В результате стакан поршня перемещается вверх, одновременно увеличивая объем верхней камеры, куда из системы смазки двигателя нани­ мает поступать масло через обратный іклапая 10. Движе­ ние стакана в направлении головки блока цилиндров длит­ ся до тех пор, пока сила инерции іи силы давления масла превышают силу давления газов на днище поршня, и про­ должается в течение второй половины такта выхлопа и первой половины такта наполнения.

-В начале такта сжатия нагрузка на днище поршня со стороны пазов растет, вызывая (соответствующее увеличе-

75

'.нению с ранее занимаемым положением относительно' вставки. Движение, стаката в:низ сстіравождаетоя увеличе­

пана, т. е. прч условии существования достаточно высоко­ го давления, необходимого для преодоления усилия затяж­ ки пружины редукционного клапана. Бели в момент вос­ пламенения топлива максимальное давление в камере 3 не достигает значения, (необходимого для открытия редук­ ционного (клапана, стакан не будет перемещаться вниз и сохранит положение, принятое им во время тактов выхло­ па и впуска.

Таким образом, при низких значениях давления сгора­ ния в цилиндре двигателя, наружная часть поршня в тече­ ние каждого рабочего цикла совершает относительное перемещение только в сторону головки блока (цилиндра, уменьшая тем самым объем камеры сгорания и, следова­ тельно, постепенно повышая степень сжатия двигателя.

При достижении более высокой степени сжатия, при которой максимальное давление іспораніия будет иметь ве­ личину, достаточную для преодоления усилия затяжки пружины редукционного клапана, поршень будет совер­ шать движение как вверх, так и вниз, а величины этих ко­ лебаний, на установившемся режиме работы двигателя, будут раины между собой, не вызывая дальнейшего изме­ нения степени сжатия.

При увеличении нагрузки двигателя, давление сгора­ ния в цилиндре возрастает еще' больше, следоваггельно воз­ растает и величина избытка давления масла в верхней камере, (необходимого для открытия редукционного «лапа­ ла. Поэтому в картер двигателя через редукционный кла­ пан за каждый цикл будет сливаться большее количество масла, чем раньше; тем самым, будет нарушено равенство между величинами перемещений наружного стакана вверх

76

іи вниз, высота перемещений вниз окажется большей по ■сравнению с обратным ходом и по этой причине стакан за каждый цикл будет опускаться вниз, увеличивая объем камеры сгорания и, следовательно, понижая степень сжа­ тия двигателя до нового более низкого значения, при котоіром равновесие імежду действующими силами снова вос­ становится.

Каждое изменение режима работы двигателя сопро­ вождается нарушением равенства между амплитудами ко­ лебаний -наружной части поршня по отношению ік внутрен­ ней вставке и соответствующим изменением степени сжатия

* Двигателя.

Редукционный клаіпаінан и дросселирующее отверстие являются основными элементами гидравлической системы поршня, определяющими величину -относительных движе­ ний наружной и внутренней частей за цикл. Затяжка ре­ дукціионн-оіію .клапана устанавливает предельные значения давления газов в цилиндре и там самым осуществляет ре­ гулирование степени сжатия. Наличие же дросселирующе­ го отверстия обусловливает способность поршня повышать,

сжатия при увеличении нагрузки двигателя от запуска до

чая запуск. По мере роста нагрузки двигателя, максималь­

гулирующее действие, уменьшая степень сжатия двигателя (линия В—С) не допуская дальнейший рост максимальных Давлений в цилиндре (линия F—G). После достижения

77

поршнем своего ікрайнего' положения,- соответствующего минимальной степени сжатия (точка С), .регулирование степени сжатия прекращается и при дальнейшем увеличе­ нии нагрузки, двигатель начинает »работать аналогично двигателю с постоянной степенью сжатия, т. е. происходит возрастание давлений сгорания ів цилиндре (линия G—Н).

Рис. 41. Изменение максимального давления сгорания и степени сжатия в зависимости от нагрузки.

Диапазон регулирования максимальных давлений в цилиндре определен высотой возможного смещения наруж­ ной части поршня, относительно внутренней. Величина это­ го смещения устанавливается в зависимости от типа и »наз­ начения двигателя >и подбирается из условия обеспечения легкого пуска іи сохранения оптимальной степени сжатия при номинальной нагрузке двигателя.

На рис. 42 показана безразмерная диаграмма измене­ ния давлений в масляных камерах поршня в течение одно­ го четырехтактного рабочего цикла. На диаграмме отмече­ ны участки, во время которых происходит наполнение ка­ мер маслом, а также слив масла из них. Как видно из диаграммы, іразігрузочный клапан начинает срабатывать ів момент, когда поршень приближается к ВМТ и находится в открытом положении очень недолго. Количество масла,

78