книги из ГПНТБ / Поспелов Д.Р. Конструкция двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением

ной стороны, что дает возможность не применять масляный ра­ диатор. Наряду с этим не создается препятствий отбору мощно­ сти от обоих концов коленчатого вала.

Как и у двигателей предыдущего семейства, цилиндры уста­ новлены на близком расстоянии друг от друга в расточках кар­ тера туннельного типа. Коленчатый вал монтируется через окно в заднем конце картера и вращается в двух подшипниках, причем у двигателя 2LD задний подшипник роликовый.

Головка цилиндра двигателя 2LD описана в гл. IV. Головка цилиндра двигателя 2LKN отличается от головки двигателя 2LD тем, что у нее оба патрубка направлены в сторону выхода охлаждающего воздуха для улучшения охлаждения форсунки и

менение его на градус поворота кривошипа — 5 кГ/см2. Имеется устройство, автоматически изменяющее угол опережения впрыс­ ка топлива с изменением числа оборотов двигателя. Впускные клапаны снабжены ширмами, создающими направленное за­ вихрение воздуха при его поступлении в цилиндры.

192

Двигатели обладают рядом конструктивных особенностей, ко­ торые можно проследить на моделях с клинообразным располо­ жением цилиндров (рис. 119 и 120).

Картер двигателя туннельного типа отливается из чугуна. В нижней части он разрезан по вертикали, совпадающей с плос­ костью коленчатого вала. Подшипники коленчатого вала пред­ ставляют собой индивидуальные для каждой коренной шейки

Рис. 119. Дизель «Даймлер-Бенц» МВ 866

блоки, состоящие из двух половин, соединенных болтами. Блоки вместе с коленчатым валом вставляются в большие отверстия, расточенные в перегородках картера. Окантовки отверстий обра­ зуют как бы внутренние стенки картера и соединены с его внеш­ ними стенками, образуя единую жесткую конструкцию. Отвер­ стия под блоки подшипников так же, как и сами блоки, точно об­ работаны по поверхностям их соприкосновения. Но во избежание проворачивания блоков при работе двигателя они зажаты в кар­ тере стяжными горизонтальными болтами, образуя клеммовое соединение. Головки болтов и их гайки утоплены в продольных карманах (галереях), отлитых с обеих сторон нижней части

картера. Болты вставляются через отверстия в наружных стен­ ках картера.

Картер вместе с зажатыми блоками подшипников коленча­ того вала представляет собой жесткую конструкцию. Этому со­ действует также большое расстояние от оси коленчатого вала до нижней плоскости картера, к которой крепится масляный под-

13 Заказ 929

193

дон, а точнее — нижняя крышка картера. В передней части кар­ тера устанавливают крышку, и в задней — кожух маховика.

Цилиндр, отливаемый центробежным способом заодно с реб­ рами из специального чугуна, и головка цилиндра, отливаемая из алюминиевомагниевого сплава в кокиль, образуют общий блок, опирающийся на индивидуальные подставки, установлен-

Рис. 120. Поперечный разрез дизеля «ДаймлерБенц» МВ 866

ные на картере, и прикрепляемый к блоку четырьмя сквозными болтами. Подставка для каждого цилиндра состоит из двух по­ ловин-швеллеров, установленных симметрично друг относительно друга так, что между ними образуются каналы для прохода ох­ лаждающего воздуха. Таким образом, подставки являются одно­ временно и дефлекторами. На подставки опираются головки ци­ линдров, а сами цилиндры, ввернутые своими концами в головки на резьбе, висят между подставками, входя своими нижними концами в отверстия картера. При такой конструкции цилиндры не испытывают сжимающих усилий от крепежных болтов и, на­ греваясь во время работы, могут свободно расширяться вдоль своей оси. Стенки цилиндров могут быть при этом более тонкими, чем в обычной конструкции. Так как подставки под головки обду­ ваются охлаждающим воздухом и нагреваются незначительно, то в изменении зазоров в приводе клапанов участвует только не­ большая часть высоты головки цилиндра (приблизительно рав-

194

ная высоте основания головки), поэтому указанные зазоры оста­ ются почти постоянными при изменении нагрузки двигателя. Верхняя зона цилиндра охлаждается через соединенную с ним головку, имеющую лучшие теплоотводящие качества.

Головка цилиндра сделана отдельно от клапанной коробки, впускной и выпускной патрубки выведены в разные стороны: первый — в сторону подачи охлаждающего воздуха, второй — в сторону выхода этого воздуха, так что впускные трубопроводы расположены между рядами цилиндров, а выпускные — на внеш­ них сторонах двигателя. Головка по всей высоте снабжена часты­ ми наклонными ребрами. В зоне расположения патрубков шири­ на головки значительно меньше, чем ширина ее в основании, что дает возможность расположить головки болтов крепления голов­ ки цилиндра непосредственно над ее основанием, уменьшив вы­ соту расширяющейся при нагреве бобышки. Кроме того, созда­ ется возможность бокового расположения форсунки. На двигате­ лях с рядным расположением цилиндров головка имеет другую конструкцию, и ее патрубки выведены в одну сторону под возду­ хораспределительный кожух. Температура межклапанной перемычки головки при работе двигателя на номинальном режи­ ме равна 210—220° С; температура цилиндра по его окружности колеблется в пределах 20—40° С и на номинальной нагрузке не превышает 180—190° С в верхней его зоне. Шатуны с косым разъ­ емом нижней головки для облегчения доступа к шатунным бол­ там расположены по два на одной шатунной шейке, каждый для одного из противолежащих цилиндров.

Все двигатели снабжены осевым вентилятором, приводимым клиноременной передачей от переднего конца коленчатого вала. Количество подаваемого вентилятором охлаждающего воздуха составляет 30 мъіэ.л.с. • ч. Вентилятор имеет направляющий ап­ парат, отлитый заодно с корпусом. Ступица вентилятора спереди закрыта обтекателем. Расход мощности на привод вентилятора равен 3—4% номинальной мощности двигателя.

Топливный насос у двигателя с двумя рядами цилиндров рас­ положен в углублении между этими рядами и приводится зубча­ той передачей от заднего конца коленчатого вала.

Масляные радиаторы на двигателях этой фирмы не применя­ ются.

Электрогенератор на всех двигателях приводится самостоя­ тельным ремнем. При пусковых частотах вращения ПО об/мин двигатели без средств облегчения пуска запускаются при темпе­ ратуре —23° С.

ДИЗЕЛИ «ДЕЙТЦ»

Фирма Дейтц (ФРГ) является ведущей среди западноевро­ пейских фирм по производству дизелей с воздушным охлаждени­ ем. В настоящее время она производит несколько семейств этих

дизелей в широком диапазоне мощности: от 10,5 до 500 л. с. (табл. 22), причем верхний предел все время повышается.

Различные семейства неодинаковы по количеству включен­ ных в них моделей и по их конструктивному исполнению. Это яв­ ляется следствием постепенного и непрерывного совершенство­ вания этих двигателей. Однако внутри одного семейства наблю­ дается конструктивное подобие и широкая унификация между отдельными моделями.

Можно наметить следующие основные черты, характерные для новых двигателей этой фирмы: неразделенная камера сгора­ ния, система автоматического регулирования производительнос­ ти вентилятора, масляное охлаждение поршня, большая надеж­ ность, меньшая шумность работы и уменьшенное отношение S/D у двигателей с клинообразным расположением цилиндров. Заметно стремление сделать все двигатели максимально универ­ сальными в их применении.

Для повышения конкурентоспособности двигателей прекра­ щено производство тяжелых двигателей большого диаметра с ма­ лым числом цилиндров (семейство 514). Взамен них поставлено на производство семейство двигателей с меньшим цилиндровым объемом и большим числом цилиндров (семейство 310). Фирма внедряет двигатели, близкие по размерам цилиндра к уже вы­ пускаемым, но значительно отличающиеся от них по конструкции, если этим достигается существенное улучшение показателей ра­ боты или конструктивных показателей двигателей (семейства 912 и 413).

Количество выпускаемых фирмой моделей настолько велико, что в указанном диапазоне мощности может быть получено лю­ бое ее значение, что также способствует повышению конкуренто­ способности этих двигателей. По-прежнему двигатели рассчиты­ ваются на применение в широком диапазоне климатических ус­ ловий, в частности температур окружающей среды.

С учетом вышеизложенных замечаний можно наметить следу­ ющие общие положения, относящиеся к конструкции двигателей всех семейств.

Все двигатели имеют открытые картеры с привертными под­ донами; плоскость разъема расположена значительно ниже оси коленчатого вала, за исключением одно- и двухцилиндровых дви­ гателей, которые имеют туннельный картер.

На картере установлены независимые цилиндры с головка­ ми. Расстояния между соседними цилиндрами немногим больше соответствующих расстояний у дизелей с жидкостным охлажде­ нием.

Монолитные коленчатые валы с привертными противовесами имеют полное число подшипников скольжения обычной конст­ рукции. У одноцилиндрового двигателя опорные подшипники размещены во фланцах, монтируемых в картер соответственно с переднего и заднего концов двигателя. На шатунных шейках уве-

196

197

198

личенной длины размещены шатуны с вкладышами, имеющими упорные бурты с обеих сторон. У двигателей с клинообразным расположением цилиндров шатунная шейка является общей для двух шатунов противолежащих цилиндров, поэтому один ряд цилиндров смещен относительно другого на ширину вкладыша нижней головки шатуна. Шатуны одно-, двух- и трехцилиндро­ вых двигателей имеют прямой разъем нижней головки и не про­ ходят через отверстия цилиндров (но проходят через отверстия под цилиндры в картере). У четырех- и шестицилиндровых дви­ гателей, а также у всех двигателей с клинообразным располо­ жением цилиндров шатуны имеют косой разъем.

Распределительные валы у всех двигателей, кроме одноцилин­ дрового, вращаются на подшипниках скольжения. Привод меха­ низма газораспределения у всех двигателей осуществляется зуб­ чатой передачей, причем у двигателей с клинообразным распо­ ложением цилиндров, она расположена на заднем конце коленчатого вала.

На двигателях применяются осевые вентиляторы, за исключе­ нием одно- и двухцилиндровых моделей, имеющих центробежные вентиляторы, выполненные как одно целое с маховиками. Неза­ висимые вентиляторы у двигателей с вертикальными цилиндрами приводятся в движение клиноременной передачей, а у двигателей с клинообразным расположением цилиндров — зубчатой переда­ чей от заднего конца коленчатого вала. Регулирование произво­ дительности вентилятора имеется только у двигателей с числом цилиндров 8 и 12. Все двигатели снабжаются дистанционными термометрами и сигнальными утройствами, действующими при нарушении нормального теплового режима двигателя.

Впускной и выпускной трубопроводы большинства двигате­ лей штампованные, вследствие чего они хорошо монтируются на индивидуальные головки цилиндров. При этом снижается масса двигателя. Впускной трубопровод расположен выше оребренной части головки и находится вне зоны выхода охлаждающего воз­ духа. Выпускной трубопровод расположен в потоке выходящего воздуха и эффективно им охлаждается, так как температура это­ го трубопровода выше температуры выходящего воздуха. Кожу­ хи, направляющие воздух от вентилятора к цилиндрам, также изготовлены из листовой стали и легко снимаются с двигателя, обеспечивая доступ к оребрению.

Цилиндры всех двигателей отливаются из специального чугу­ на как одно целое с ребрами и прикрепляются вместе с головка­ ми к картеру кривошипного механизма четырьмя длинными бол­ тами каждый, за исключением двигателей семейства 413, у кото­ рых для этой цели применяются три болта. Цилиндр уплотняется в картере по сопряженному диаметру резиновым кольцом. Под опорный фланец цилиндра подкладывают тонкие стальные ка­ либрованные прокладки для регулировки величины выступа верх­ ней кромки цилиндра над плоскостью дна поршня. Уплотнение

199

между цилиндром и его головкой достигается непосредственным соприкосновением этих деталей (без прокладки).

Головки цилиндров отливаются из алюминиевого сплава в кокиль, за исключением газовых каналов, которые получаются отливкой с песчаными стержнями. В головку заливается чугун­ ная камера сгорания большого относительного объема (70% от общего объема камеры сгорания у дизелей с вихревой камерой) и сажаются на горячей посадке вставные седла клапанов.

Схема смазки аналогична схеме, применяемой на других дви­ гателях. Для смазки клапанного механизма масло подается к клапанной коробке по пустотелым штангам толкателей, а обрат­ но стекает по специальным трубкам. Масляный радиатор приме­ няется на двигателях с числом цилиндров четыре и больше; на остальных двигателях он устанавливается по требованию. У дви­ гателей с вертикальными цилиндрами радиатор помещают за последним цилиндром, а у двигателей с клинообразным располо­ жением цилиндров его помещают впереди двигателя рядом с вентилятором, где он охлаждается воздухом, отводимым из-под направляющего кожуха вентилятора. При температуре масла ниже определенной величины масляный радиатор автоматически отключается.

Для облегчения пуска в камере сгорания установлена свеча накаливания.

Дизели семейства 310 и 410. Двигатели имеют вихревую ка­ меру сгорания, в которую топливо впрыскивается форсункой со штифтовым распылителем, что обеспечивает нормальную рабо­ ту двигателей, имеющих малые размеры цилиндра, на высоких оборотах и хорошую топливную экономичность. При указанной камере сгорания поршень имеет плоскую форму дна. Он снабжен тремя компрессионными и одним маслосъемным кольцом.

Все двигатели имеют вертикальное расположение цилиндров. На рис. 121 показана конструкция одноцилиндрового двигателя. Он имеет чугунный картер кривошипного механизма туннельно­ го типа. Большая высота картера получена за счет увеличения расстояния от оси коленчатого вала до нижней плоскости. Картер является одновременно масляным поддоном, закрываемым снизу ребристой крышкой. В передней и задней перегородках картера сделаны большие отверстия, в которые вставлены фланцы, при­ вернутые болтами к картеру. В центральные отверстия фланцев запрессованы втулки, являющиеся подшипниками коленчатого вала.

У двигателей с большим числом цилиндров картер имеет обы­ чную открытую снизу конструкцию с привернутыми крышками коренных подшипников коленчатого вала. Последний снабжен привертными противовесами.

К переднему торцу коленчатого вала привернута шестерня, приводящая механизмы уравновешивания и газораспределения. Подшипники уравновешивающего вала расположены в крышке

200

шестерен распределения. Эта же крышка служит для установки вентилятора и генератора. Чугунный цилиндр с частыми и высо­ кими ребрами установлен в картер и уплотнен по окружности ре­ зиновым кольцом.

В головку цилиндра из алюминиевого сплава залита камера сгорания. Она вместе с форсункой расположена со стороны входа охлаждающего воздуха. Впускной патрубок выведен вверх и впе­ ред так, что впускной трубопровод помещен над направляющим

Рис. 121. Продольный и поперечный разрезы дизеля «Дейтц» F1L310

кожухом вентилятора. Выпускной патрубок направлен по потоку охлаждающего воздуха, как и у всех других двигателей этой фирмы.

С этой же стороны расположены штанги привода клапанов. Выпускной патрубок сплющен по ширине, что увеличивает сече­ ния воздушных каналов. Этому же способствует большая высота ребер. Головка вместе с цилиндром крепится к картеру четырьмя сквозными болтами, как и у всех других двигателей этой фирмы. У всех двигателей этого семейства охлаждающий воздух подает­ ся осевым вентилятором, расположенным впереди и справа (смот­ ря со стороны маховика) двигателя, и приводится во вращение клиноременной передачей от шкива на уравновешивающем валу.

201