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

Рис. 129. Продольный и поперечный разрезы дизе­ ля «Континентал» AVCR-110Q

223

В периоды цикла, когда силы инерции превышают силы га­ зов, между указанными частями поршня образуется наибольший зазор, соответствующий наибольшей степени сжатия. Изменение давления и количества масла в указанном зазоре регулируется пружинным клапаном и небольшим отверстием в нижней мас­ ляной камере, через которое из нее в картер вытекает масло, позволяя наружной части поршня перемещаться в осевом на­ правлении относительно внутренней части на 0,125 мм за период

У всех двигателей цилиндры кре­ пятся к картеру за нижний фланец ко­ роткими шпильками.

Цилиндр дизеля AVDS-1790 пред­ ставляет собой стальную кованую втулку с механически обработанными ребрами. Верхним концом цилиндр

Рис. 130. Узел поршня дизеля «Континентал» AVCR-1100:

1 — запорный клапан верхней камеры; 2 — запор­ ный клапан нижней камеры; 3 — внутренний пор­ шень; 4 — ползун для перепуска масла; 5 — ком­ пенсационный разгрузочный клапан; 6 — внешний поршень; 7 — масло; 8 — нижний клапан; а — верх­

няя камера; b — отверстие; с — нижняя камера

ввертывается в головку из алюминиевого сплава, содержащего никель и медь. Впускной и выпускной патрубки расположены в плоскости потока охлаждающего воздуха. Последний подается в первую очередь на впускные патрубки, выведенные на внешние стороны двигателя и объединенные в общий трубопровод боль­ шого сечения, соединенный с охладителем нагнетаемого в ци­ линдры воздуха. Выпускные трубопроводы, по одному на каж­ дые три цилиндра, расположены в пространстве между рядами и выведены в сторону маховика, где расположены турбонагнета­ тели. Клапаны наклонены друг к другу для размещения между ними верхнего распределительного вала. Это обусловливает пирамидальную форму дна поршня. Клапаны приводятся в дви­ жение через коромысла от двух верхних распределительных ва­ лов, приводимых во вращение конической передачей от специ­ ального механизма привода вспомогательных агрегатов. Послед­ ний, в свою очередь, приводится во вращение зубчатой переда­

2 2 4

чей от коленчатого вала. Максимальная температура головки при работе двигателя на номинальной мощности не превышает 177° С.

Форсунка крепится к головке через пружину для компенсации разницы в удлинении ее стального корпуса и алюминиевой голов­ ки при нагреве этих деталей во время работы двигателя.

У дизеля AVCR-1100 цилиндр откован из жаропрочной стали, термообработанной до твердости HRC 32—37 заодно с основа­ нием его головки. При охлаждении цилиндра, нагретого до 427° С, его механические свойства восстанавливаются. Рабочая поверхность цилиндра азотирована на глубину 0,75 мм до твер­ дости HRC 50—60, которая после заливки алюминиевой рубшаки снижается до HRC 49—55. Цилиндр с головкой представляет собой опрокинутый стакан со сферическим дном. На стальную основу залита алюминиевая ребристая рубашка, толщина стенок которой по направлению к дну сильно увеличивается. Головка цилиндра снабжена большим количеством высоких ребер.

Цилиндр-головка работоспособен при максимальной темпе­ ратуре стенки 320° С. У дизеля AVCR-1100 расположение клапа­ нов, патрубков и трубопроводов приблизительно такое же, как и у дизеля AVDS-1790, но привод клапанов осуществляется через толкатели и штанги от распределительных валов, вращающихся в расточках картера на внешних его сторонах.

Охлаждающий воздух просасывается через межреберные каналы цилиндров и через радиаторы для охлаждения надду­ вочного воздуха и масла (двигателя и трансмиссии) двумя осе­ выми вентиляторами, вращающимися в горизонтальной плоско­ сти. Вентиляторы не имеют направляющих аппаратов, так как вращаются с большим числом оборотов при малом угле установ­ ки их лопастей.

В привод вентиляторов, осуществляемый одним общим валом через конические шестерни, включены гидравлически управляе­ мые фрикционные муфты, обеспечивающие отключение вентиля­ торов при погружении двигателя в воду и при резком изменении числа оборотов. Приводной вал вентиляторов вращается от шес­ терен распределения, расположенных со стороны маховика. Падение статического давления охлаждающего воздуха в оребрении цилиндра при литровой мощности около 80 л. с./л состав­ ляет 150—200 кГ/м2.

У дизеля AVDS-1790 топливо подается в цилиндры двумя шестиплунжерными насосами (диаметр плунжера 12 мм), уста­ новленными последовательно в пространство между рядами цилиндров. При таком расположении трубопроводы высокого давления получаются короткими и одинаковыми по длине, что важно для быстроходного дизеля. Специальная форсунка имеет

бензине рассчитан на несколько повышенное давление (1,75 кГ/см2) по сравнению с обычным.

У дизеля AVCR-1100 применен одноплунжерный насос «Аме- рикен-Бош» с двумя головками, имеющими по шесть плунжеров в каждой.

Для получения достаточного запаса крутящего момента на дизеле AVCR-1100, кроме двух турбонагнетателей, установлен один приводной нагнетатель, обеспечивающий необходимое повышение крутящего момента при снижении числа оборотов двигателя.

Параллельные эксплуатационные испытания дизелей AVDS-1790 и AVCR-1100 показали, что по удельному расходу топлива и масла, а также по износам они равноценны, несмотря на более высокую степень форсированности второго из них.

Пуск двигателя при температуре окружающей среды —36° С производится на арктическом дизельном топливе (цетановое чис­ ло 40) за 30 сек, на бензине с октановым числом 93 — за 45 сек без предварительного подогрева дизеля.

ДИЗЕЛИ «КУНЕВАЛЬДЕ»

Предприятие Куневальде (ГДР) выпускает семейство мало­

226

*15

Рис. 131. Дизель «Куневальде 4VD8/8SRL»

Картеры кривошипного механизма всех дизелей туннельного типа с боковым (у одноцилиндрового дизеля) или нижним (у двух- и четырехцилиндровых дизелей) монтажным отверстием, закрываемым крышкой (ребристой у одноцилиндрового дизеля) или масляным поддоном (у двух- и четырехцилиндрового дизе­ лей). Картеры отлиты из алюминиевого сплава в кокиль. Поэто­ му для необходимой жесткости они имеют большую высоту, полученную за счет увеличения расстояния от оси коленчатого вала до плоскости прилегания масляного поддона.

Крышка распределительных шестерен одна и та же у всех дизелей. Картер маховика у одноцилиндровой модели изготовлен как одно целое с основным картером и одновременно является диффузором центробежного вентилятора. Картеры маховика других дизелей представляют собой самостоятельные детали.

Коленчатый вал вращается в двух крайних втулках, запрес­ сованных во фланцы, вставленные соответственно в переднюю и заднюю перегородки картера и привернутые к последнему бол­ тами. На каждой шатунной шейке помещены два шатуна противолежащих цилиндров. В отверстиях картера на относи­ тельно большом расстоянии друг от друга (135 мм) установлены чугунные цилиндры с высокими ребрами. Поршни отлиты из заэвтектического алюминиевого сплава, имеют юбку овально­ шаровой формы и снабжены тремя компрессионными и одним маслосъемным кольцом каждый.

Головки цилиндра со съемным основанием клапанной короб­ ки отлиты из алюминиевого сплава в кокиль. К головке привер­ нута болтами верхняя ребристая часть камеры сгорания, изго­ товленная из жаропрочной стали. В нее вставляются форсунка и свеча накаливания для облегчения пуска двигателя. Вставки седел клапанов, изготовленные из аустенитного чугуна центро­ бежным литьем, запрессованы в головку путем ее охлаждения. Нижняя часть камеры, включающая соединительный канал, из­ готовлена из жаропрочной стали и вставлена в головку. Отно­ сительный объем камеры равен 60% от объема камеры сго­ рания.

Камера прижата к основанию головки, благодаря чему над ней образуется канал большого сечения для охлаждающего воздуха. Камера расположена со стороны входа охлаждающего воздуха, что содействует ее хорошему охлаждению.

Распределительный вал расположен в той же вертикальной, что и коленчатый вал, плоскости и вращается в двух шарикопод­ шипниках. Клапаны приводятся через алюминиевые штанги. На переднем конце распределительного вала смонтирован регулятор топливного насоса, а его секции, установленные на выступе картера, приводятся в действие от кулачков на распре­ делительном валу.

Охлаждающий воздух подается центробежным вентилятором, сделанным как одно целое с маховиком у одноцилиндрового

2 2 8

двигателя, и осевым, приводимым ремнем от коленчатого вала, у двух- и четырехцилиндрового. Производительность центробеж­ ного вентилятора 70 у одноцилиндрового и 77 м3/л. с. -ч — у двух- и четырехцилиндрового двигателей. Повышение статического давления воздуха, создаваемого вентилятором, около 70 кГ/м2.

У четырехцилиндрового двигателя имеется еще промежуточ­ ная опора в виде разрезного блока, стянутого болтами непо­ средственно на коленчатом валу и вставленного вместе с по­ следним и с его крайними опорами в картер.

Вентилятор снабжен направляющим аппаратом, ускоряющим движение воздуха в меридиональном направлении. Вентилятор приводится двумя клиновыми ремнями от шкива на носке колен­ чатого вала. К заднему концу вала вентилятора присоединен вал генератора, помещенного в отверстии воздухораспределительно­ го кожуха вентилятора. Кожух незначительно выступает вверх за крышки клапанного механизма.

Электростартер помещен сбоку картера и утоплен в него. Для обеспечения пуска двигателя в холодную погоду он снабжен свечами накаливания, установленными в камерах сгорания каждого цилиндра.

ДИЗЕЛИ «ЛАЙКОМИНГ»

Фирмой Лайкоминг (США) выпускаются четырех- и двух­ тактные дизели с петлевой продувкой и воздушным охлаждением (табл. 27). Диапазон мощности дизелей от 4 до 250 л. с., а при наддуве восьмицилиндровой модели — до 325 л. с. Дизели с кли­ нообразным расположением цилиндров и степенью сжатия 18,7 предназначены для работы на различных топливах, в том числе на высокооктановом бензине. Дизели имеют хорошие показате­ ли в пересчете на единицу массы и рабочие показатели, кон­ структивно подобны друг другу и содержат ряд оригинальных элементов конструкции.

Дизели скомпонованы следующим образом. На лобовой стороне помещен продувочный насос центробежного типа. Воз­ дух из него по трубопроводу, расположенному над насосом, по­ дается в пространство между внешней и внутренней стенками картера дизеля. Охлаждающий вентилятор расположен над ди­ зелем между рядами цилиндров, его вал вращается в горизон­ тальной плоскости. Причем у четырехцилиндровой модели имеется один вентилятор, у шестицилиндровой — два и у вось­ мицилиндровой — три вентилятора. Цилиндры заключены в общий кожух из листового металла. В образуемое пространство поступает воздух из межреберных каналов. Масляный радиатор расположен с левой стороны двигателя и своими воздушными каналами соединен с трактом охлаждения. На противоположной стороне дизеля размещены электростартер и масляный фильтр. Над кожухом маховика расположен топливный насос.

229

Таблица 27

Дизели «Лайкоминг»

Дизели с клинообразным расположением цилиндров (рис. 132) имеют угол между рядами цилиндров 90°.

Картер кривошипного механизма отлит из алюминиевого сплава и снабжен перегородками, расположенными между ци­ линдрами и повышающими жесткость конструкции.

Вперегородках картера расположены верхние опоры колен­ чатого вала. Нижними опорами служат крышки прямоугольной формы, вставленные в прорези в перегородках и стянутые со стенками картера двумя сквозными болтами каждая, благодаря чему значительно повышается жесткость картера. Этому же способствует и выступание картера в пространство между ряда­ ми цилиндров, за исключением передней его части, где это выступание устранено для размещения продувочного насоса. Картер маховика также отлит из алюминиевого сплава и при­ креплен к основному картеру болтами.

Врасточках картера кривошипного механизма на проклад­ ках установлены индивидуальные цилиндры, прикрепленные к нему шпильками за нижние фланцы.

Цилиндр с его головкой выполнен как одна деталь, отливае­ мая из алюминиевого сплава в кокиль. Толстые стенки и высо­ кая теплопроводность материала обеспечивают быстрый отвод тепловой энергии от наиболее нагреваемых его зон в менее нагреваемые зоны. Повышенная средняя температура часто

2 3 0