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

цеидальную форму. Головка надета на цилиндр на высоту, рав­ ную приблизительно двойному шагу ребер, поэтому ее основание обладает высокой жесткостью.

Распределительный вал расположен в одной горизонтальной

ДИЗЕЛИ «ПАКСМЭН»

Фирмой Паксмэн (Англия) разработано семейство унифици­ рованных между собой дизелей с воздушным охлаждением, состоящее из шестицилиндрового дизеля с рядным расположени­ ем цилиндров и 8- и 12-цилиндровых дизелей с клинообразным расположением цилиндров (табл. 31). Последние две модели выпускаются без наддува и с газотурбинным наддувом и пред­ лагаются для использования на всевозможных стационарных установках, на тепловозах и судах.

Таблица 31

Четырехтактные дизели «Паксмэн» с камерой в поршне (б = 15,

D = 152,4 мм, S = 167,64 мм, ге = 2100 об(мин, средняя скорость поршня 11,7 м/сек)

Диаметр цилиндра и ход поршня являются наибольшими среди выпускаемых дизелей с воздушным охлаждением. То же относится к цилиндровой мощности (около 39 л. с.). Умеренные значения среднего эффективного давления, соответствующие номинальному режиму, указывают на высокие требования к на­ дежности этих дизелей. Хорошая экономичность дизелей являет­ ся следствием применения на них неразделенной камеры сго­ рания.

Конструкция дизеля (рис. 139) компактна и симметрична относительно вертикальной плоскости, проходящей по оси ко-

ленчатого вала. Этому способствует применение самостоятель­ ного воздухоочистителя для каждого ряда цилиндров.

Остовом дизеля служит картер кривошипного механизма, представляющий собой коробку с сечением, напоминающим пятиугольник. Он отлит из глобулярного чугуна. Боковые его стенки снабжены монтажными люками, закрываемыми крыш­ ками на болтах. К нижней открытой части картера привернут поддон, отлитый из легкого сплава.

Рис. 139. Дизель «Паксмэн 8YGA»

Коленчатый вал кроме основных подшипников имеет на обоих концах дополнительные подшипники. На каждой шатунной шейке коленчатого вала посажено по два шатуна. К фланцу на заднем конце коленчатого вала крепится маховик. На переднем конце смонтирован гаситель крутильных колебаний.

Цилиндр-головка отливается вместе с ребрами из алюминие­ вого сплава и крепится к картеру шестью шпильками за фланец. Впускной и выпускной патрубки выведены в сторону выхода охлаждающего воздуха. Отсутствие шпилек (или болтов) крепления головки к цилиндру или вместе с цилиндрами к кар­ теру дало возможность получить желаемую форму сечёния патрубков и свободно разместить охлаждающие ребра. Этому

244

же способствовал и небольшой наклон клапанов друг к другу и к оси цилиндра. Отсутствие разъема головки с цилиндрами полностью устранило опасность прорыва газов в этом месте. Пространство между патрубками снабжено большим количе­ ством охлаждающих ребер, расположенных под углом к осно­ ванию головки, для лучшего охлаждения выпускного патрубка

имежклапанной перемычки. Выпускной патрубок оребрен также

ис внешней стороны. Толстое основание головки снабжено боль­ шим количеством горизонтальных ребер.

Ккаждому патрубку головки тремя шпильками крепится

трубопровод, причем впускной трубопровод расположен над выпускным для уменьшения подогрева его теплым воздухом, выходящим из межреберных каналов головки цилиндра. Каж­ дый впускной трубопровод состоит из трех частей, соединенных между собой рукавами переменной длины («гармошками»).

Распределительный вал один на все цилиндры расположен над картером между рядами цилиндров и приводится во вра­ щение от шестерни на заднем конце коленчатого вала. Наличие одного распределительного вала обусловило расположение штанг толкателей со стороны подвода охлаждающего воздуха, что при свободно расширяющемся цилиндре (вместе с головкой) должно приводить к повышенным зазорам в приводе клапанов. Каждый клапан со своим коромыслом помещен в индивидуаль­ ном картере, закрываемом индивидуальной крышкой, что увеличивает трудоемкость регулировки зазора в приводе клапанов.

Охлаждающий воздух нагнетается одним на все цилиндры осевым вентилятором, расположенным на лобовой стороне дизе­ ля посередине между рядами цилиндров и приводимым во вращение трехрядной цепью от звездочки на носке коленчатого вала. Натяжение цепи осуществляется натяжными звездочками. Воздух от вентилятора направляется к цилиндрам специальным кожухом, за которым расположен масляный радиатор, частично охлаждаемый потоком воздуха, отводимым из-под кожуха. По желанию потребителя направление воздушного потока может быть изменено на обратное.

В ступицу вентилятора вмонтирована гидромуфта перемен­ ного наполнения, которая под действием температурного датчика может изменять частоту вращения вентилятора и интенсивность охлаждения дизеля. Легкосъемная сетка с большими ячейками у входа в вентилятор защищает последний и межреберные каналы цилиндров от крупных частиц (обтирочные концы и др.), а обслуживающий персонал от травм.

Топливный насос расположен в пространстве между рядами цилиндров и приводится зубчатой передачей от распределитель­ ного вала. У 12-цилиндровой модели установлены последователь­ но два насоса. Насос снабжен центробежным гидравлическим регулятором. Пуск дизелей осуществляется электростартером.

245

Серийное производство этих дизелей до настоящего времени не налажено.

ДИЗЕЛИ «ПЕТТЕРС»

Фирма Петтерс-Маклорен (Англия) выпускает семейства маломощных стационарных дизелей (рис. 140) с воздушным охлаждением (табл. 32). По сравнению с предыдущими моде­ лями последние имеют значительно лучшие показатели, что является следствием конструктивных улучшений. Применены камера сгорания тороидальной формы, впускные патрубки спе­ циальной формы и ширмы на впускных клапанах, что привело к существенному улучшению топливной экономичности новых дизелей.

Таблица 32

Четырехтактные дизели «Петтерс» с камерой в поршне

Картеры кривошипного механизма дизелей туннельного типа отлиты из чугуна.

В боковой стенке картера сделаны люки, закрываемые крышками, обеспечивающими доступ к внутренней полости кар­ тера.

Коленчатый вал снабжен привертными противовесами. Коленчатый вал одно- и двухцилиндровых дизелей опирается на две крайние втулки и средний закладной блок-подшипник, мон­

втулках, обеспечивающих хорошее охлаждение.

2 4 6

Кроме того, для устранения передачи тепловой энергии от сильно нагретой центральной зоны чугунной головки цилиндра к распылителю форсунки под последнюю подложена прокладка из теплоизолирующего материала. В отличие от предыдущих моделей, у которых головки крепились к цилиндрам короткими шпильками, а цилиндры к картеру за фланцы также короткими шпильками, у новых дизелей головка вместе с цилиндром крепится к картеру шестью сквозными болтами, как и у боль­ шинства других дизелей с воздушным охлаждением. Поршень отливается из алюминиевого сплава.

Рис. 140. Дизель «Петтерс» PJ4

Охлаждающий воздух подается у одно- и двухцилиндровых дизелей центробежным вентилятором, сделанным как одно целое с маховиком, и у трех- и четырехцилиндровых дизелей — осевым вентилятором, приводимым клиноременной передачей.

У дизелей последних семейств цилиндры снабжены дефлек­ тором на выходе охлаждающего воздуха из межреберных каналов цилиндров, что улучшило равномерность распределения температур в цилиндрах.

Пуск дизелей осуществляется от руки или от электростарте­ ра. Без применения вспомогательных устройств в первом случае дизель запускается при окружающей температуре до —12° и во втором случае до —20° С. При использовании средств облегче­ ния пуска дизель запускается при окружающей температуре до —36° С.

24 7

Рис. 141. Дизель «Порше» КР-419

2 4 8

ДИЗЕЛИ «ПОРШЕ»

Фирма Порше (ФРГ), а по ее лицензии и фирма Кавасаки (Япония) выпускают семейство дизелей с воздушным охлажде­ нием, применяемых на различных установках и на тракторах (табл. 33). За истекшее время конструкция их подверглась небольшим изменениям. Дизели имеют вихревую камеру сгора­ ния шаровой формы (рис. 141).

Таблица 33

Четырехтактные дизели «Порше» с вихревой камерой сгорания и вертикальными цилиндрами (D = 98 мм, 5= 116 мм, е= 19)

Картер кривошипного механизма туннельного типа отлит из чугуна как одна деталь с картером маховика и поэтому обладает высокой жесткостью. На боковой стенке картера имеются люки для доступа к нижним головкам шатунов.

Коленчатый вал предварительно собирают с корпусами подшипников, состоящими из двух половин, соединенных друг с другом двумя болтами каждый. Вал вместе с корпусами встав­ ляют с торца картера, после чего каждый блок притягивают болтом к нижней части картера. Спереди коленчатый вал за­ крывают глухой крышкой распределительных шестерен.

На картере на большом расстоянии друг от друга установ­ лены цилиндры, отлитые из чугуна вместе с ребрами, имеющими разрывы по окружности цилиндра, причем разрывы в соседних ребрах смещены друг относительно друга. Подобный цилиндр равномерно расширяется при нагреве, благодаря чему он мень­ ше подвергается овализации.

Головки цилиндра отлиты из алюминиевого сплава и сделаны отдельно от основания клапанной коробки. Впускной патрубок выведен вверх в основание клапанной коробки, в которой сдела­ но отверстие для присоединения короткого впускного трубо­ провода, а выпускной патрубок выведен в сторону выхода охлаждающего воздуха. Головка вместе с цилиндром крепится четырьмя болтами к картеру кривошипного механизма. В реб­ рах цилиндра отлиты отверстия под эти болты.

249

Охлаждающий воздух подается центробежным вентилято­ ром, установленным на лобовой стороне дизеля и приводимым шестеренной передачей от распределительного вала. Рабочее колесо у одно- и двухцилиндрового дизелей одинарное, а у трех- и четырехцилиндрового оно состоит из пары симметричных колес, отлитых в виде одной детали. В одно колесо воздух входит

шипниках, установленных в выступе крышки распределительных шестерен. Передаточное отношение между коленчатым валом и валом вентилятора у четырехцилиндровой модели равно 1 : 2,45. Отсутствие ремня в приводе вентилятора повышает надежность его работы. К переднему свободному концу вала вентилятора через пружину подсоединен генератор, помещенный во входном отверстии вентилятора. Эластичный привод генератора умень­ шает динамические нагрузки на зубья шестерен.

Количество охлаждающего воздуха, проходящего по межре­ берным каналам цилиндров, регулируется заслонкой, находя­ щейся под направляющим кожухом вентилятора и управляемой от руки с места водителя.

Масло охлаждается в радиаторе, установленном перед пер­ вым цилиндром и продуваемым воздухом, входящим в венти­ лятор.

соединен рычагами с рейками насосов.

Масляный фильтр находится в картере кривошипного меха­ низма, доступ к нему обеспечен через специальный люк.

Для облегчения пуска в камерах сгорания предусмотрены свечи накаливания.

ДИЗЕЛИ «РАСТОН»

Фирма Растон (Англия) выпускает несколько семейств дизелей с воздушным охлаждением (табл. 34). Семейство JWA получено из семейства JBA путем увеличения диаметра цилин­ дра. Оно предназначено для стационарных установок, поэтому картер кривошипного механизма сделан как одна деталь с. мас­ ляным поддоном, имеющим плоское основание. К задней стенке картера привернут болтами фланец, являющийся корпусом неразъемных подшипников коленчатого вала. Передним подшип­ ником является втулка, вставляемая в переднюю стенку картера. В отверстии средней перегородки картера установлен корпус среднего разъемного коренного подшипника. Этот корпус пред­ варительно монтируется на коленчатый вал и вместе с послед­

2 5 0

ним вставляется со стороны маховика в картер. В боковых стен­ ках картера предусмотрены люки для доступа к шатунным подшипникам, закрываемые быстросъемными крышками. Для удобства ввертывания шатунных болтов они ставятся без гаек, а нижняя головка шатуна сделана с косым разъемом. Цилиндры

Таблица 34

Четырехтактные дизели «Растон» с камерой в поршне и вертикальными цилиндрами

отлиты из чугуна вместе с необрабатываемыми ребрами. Голов­ ки отлиты из алюминиевого сплава отдельно от клапанной ко­ робки и имеют горизонтальные ребра как по сторонам головки, так и между ее патрубками. Последние выведены в разные стороны, причем впускной патрубок выведен в сторону входа охлаждающего воздуха. Патрубки сплющены по ширине. Фор­ сунка установлена с небольшим наклоном к вертикали в сторону входа воздуха. Клапаны расположены в плоскости, перпендику­ лярной направлению воздушного потока. Они приводятся через штанги, находящиеся со стороны выхода нагретого воздуха из межреберных каналов.

Распределительный вал отлит из высокопрочного чугуна и приводится шестернями со спиральными зубьями.

Поршень отлит из кремнистого сплава с малым коэффициен­ том линейного расширения. Верхняя часть поршня и кольцевые канавки анодированы. В днище поршня имеется полусфериче­ ская (у последних моделей тороидальная) камера сгорания.

Масляный насос глубоко погружен в масло для обеспечения нормальной работы дизеля при больших его наклонах.

При работе дизеля в условиях высоких температур окру­ жающей среды предусмотрена установка масляного радиатора.

251

вентилятором, рабочее колесо которого привернуто к маховику. На входе в вентилятор установлена защитная проволочная сет­ ка. Воздух, выходящий из рабочего колеса, собирается в диф­ фузоре («улитке») и далее направляется кожухом к цилиндрам и их головкам.

Семейство JDA включает наибольшее число моделей, в том

большегрузных автомобилях и автобусах. Между конструкция­ ми дизелей семейств JDA и JWA имеется большое сходство. Картер кривошипного механизма и ребристые цилиндры отлиты из чугуна, головки цилиндров — из алюминиевого сплава. Пат­ рубки выведены в разные стороны относительно продольной оси дизеля и отодвинуты к краям головки для создания между пат­ рубками большого проходного сечения охлаждающему воздуху. В головку запрессованы вставки седел клапанов из специально­ го чугуна. Головка вместе с цилиндром крепится сквозными шпильками к картеру.

Распределительный вал приводится шестеренной передачей, расположенной со стороны маховика. Охлаждающий воздух подается осевым вентилятором, приводимым клиновыми ремня­ ми (у четырехцилиндровой модели два ремня, у шестицилиндро­ вой три ремня) от шкива на носке коленчатого вала. На этом шкиве имеется дополнительный ручей для ремня привода гене­ ратора, помещенного около нижней части картера. Натяжение вентиляторного ремня производится специальным роликом.

Вентилятор снабжен проволочной защитной сеткой, установ­ ленной на входе воздуха. В отличие от большинства других дизелей с воздушным охлаждением вентилятор расположен со стороны меньшего давления поршня на цилиндр при рабочем ходе.

Многоплунжерный топливный насос САѴ с трехрежимным регулятором обеспечивает минимальную частоту вращения холо­ стого хода 350 об/мин, максимальную частоту вращения холосто­ го хода 2500 об/мин и номинальную частоту вращения 2200 об/мин.

Пуск дизеля осуществляется от 12-вольтового стартера, име­ ется декомпрессор.

ДИЗЕЛИ SAME

Фирма SAME (Италия) выпускает несколько семейств дизе­ лей с воздушным охлаждением, предназначенных для исполь­ зования на тракторах, передвижных и стационарных установках (табл. 35). Все дизели имеют камеру сгорания, расположенную в поршне. Они выполняются как с рядным, так и с клинообраз­ ным расположением цилиндров. В последнем случае для умень­ шения ширины дизеляугол между рядами цилиндра делают 40 или 60°, причем меньший из этих углов относится только к

252