книги из ГПНТБ / Корниенко А.Г. Конструктивные схемы автомобилей, тракторов и принцип действия их агрегатов и механизмов лекция

- 42 -

Рис.З. Рабочий процесс двухтактного дизельного двигателя с прямоточной продувкой:

а) начало рабочего хода; б) выпуск отработавших газов; в) продувка цилиндра и наполнение его воздухом; г) сжатие воздуха

Первый такт - перемещение поршня от ВМТ к НМТ. При положении поршня около BUT происходит воспламенение топлива, впрыснутого в среду сжатого воздуха через форсунку. Под давлением газов поршень перемещается к НИТ. Около середины хода поршня происходит открытие выпускных клапанов, и отработавшие газы начинают выходить из ци­ линдра, в результате чего давление в цилиндре резко снижается.

При достижении верхней кромкой поршня продувочных окон начина­ ется продувка цилиндров сжатым воздухом, поступающим к продувоч­ ным окнам от нагнетателя через ресивер под избыточным давлением, достигающим 0,049 мн/м^ (0,5 кГ/см^).

Второй такт - перемещение поршня от НМТ к ВМТ. В начале движе­ ния поршня до момента перекрытия верхней кромкой поршня продувоч­ ных окон в цилиндре продолжается продувка, после чего выпускные клапаны закрываются и происходит сжатие воздуха.

В конце сжатия при помощи насос-форсунки осуществляется впрыски­ вание топлива в цилиндр под давлением 137,0 мн/м^ (1400 кГ/см^) и его сгорание. После чего цикл повторяется.

В сравнении с четырехтактными двигателями двухтактные имеют преимущества, заключающиеся в том, что рабочий ход в них происхо­ дит за каждый оборот коленчатого вала (360°). Поэтому двигатели, работающие по двухтактному циклу, теоретически должны при одинако­ вых оборотах коленчатого вала развивать вдвое большую мощность, чем

-44 -

-пуск дизельного двигателя труднее, чем пуск карбюраторного, особенно в зимнее время.

Хорошие экономические показатели дизельных двигателей обеспе­ чили им широкое применение в качестве стационарных и транспортных двигателей. В настоящее время они устанавливаются на все отечест­ венные тракторы и большинство автомобилей большой грузоподъемности.

8. ИНОГОШШНДРОВЫЕ АВТОТРАКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Коленчатый вал одноцилиндрового двигателя, несмотря на наличие маховика, вращается неравномерно: ускоренно во время такта расшире­ ния и замедленно при других тактах. Сгорание большого заряда горю­ чей смеси, необходимого для получения нужной мощности, создает резкую, ударную нагрузку на детали кривошипно-шатунного механизма, что увеличивает износ этих деталей и вызывает колебания всего двигателя. Одноцилиндровый двигатель имеет плохую приемистость, т.е. способ­ ность быстро увеличивать обороты коленчатого вала.

Чтобы устранить эти недостатки одноцилиндровых двигателей, на тракторы и автомобили, как правило, устанавливают многоцилиндровые двигатели, т.е. такие, в которых несколько одноцилиндровых двига­ телей объединены в один. У многоцилиндровых двигателей более час­ тое повторение тактов расширения обеспечивает более равномерное вращение коленчатого вала, чем в одноцилиндровом. Поэтому с увели­ чением числа цилиндров двигателя размеры его маховика уменьшаются. Многоцилиндровые двигатели могут иметь однорядное или двухрядное расположение цилиндров. У большинства однорядных двигателей цилин­ дры располагаются вертикально, а у двухрядных - под некоторым уг­ лом друг к другу. Если у двигателей с двухрядным расположением ци­ линдров угол между цилиндрами меньше 180°, их называют V -образ­ ными, а если этот угол равен 180° , двигатели называют оппозитными. Многоцилиндровые двигатели имеют различное (обычно четное) число цилиндров: от двух до шестнадцати.

Двигатели с одноряд: ju расположением цилиндров имеют большие габариты и вес, чем двигатели с двухрядным V -образным располо­ жением цилиндров.

- 45 -

Широкое распространение получили четырех-, шести- и восьмицилиндровые двигатели. За последнее время шести- и особенно восьмицилиндровые двигатели стали изготавливать с V -образным располо­ жением цилиндров вместо рядного расположения. Длина таких двигате­ лей, а также их вес получаются значительно меньше, чем у одноряд­ ных двигателей.

Чтобы многоцилиндровый двигатель работал наиболее равномерно, такты расширения должны следовать через равные промежутки вре­ мени. Последовательность чередования тактов расширения в цилин­ драх двигателя называется порядком работы цилиндров двигателя. По­ рядок работы двигателя зависит от расположения цилиндров и взаим­ ного положения кривошипов коленчатого вала.

Рассмотрим работу четырехтактного карбюраторного рядного четы­ рехцилиндрового двигателя (рис.Д и табл.5).

Рис Л . Схема расположения кривошипов коленчатого вала двигателя

В этом двигателе кривошипы коленчатого вала расположены в

одной плоскости. Кривошипы I и 4 расположены под углюм 180° к

кривошипам 2 и 3, поэтому при вращении вала поршни попарно дви­

жутся в одном направлении. В каждом из цилиндров рабочий цикл за­

вершается за два оборота коленчатого вала, а чередование тактов

подобрано таким образом, что одновременно во всех цилиндрах про­

исходят разные такты. Этим обеспечивается равномерность вращения вала.

- 46 -

этом во втором цилиндре идет сжатие рабочей смеси, а в третьем - выпуск отработавших газов. В течение дальнейших трех полуоборотов коленчатого вала в каждом из цилиндров такты будут следовать в обычной для четырехтактного процесса очередности. Рабочие ходы че­ редуются не в порядке расположения цилиндров, а в соответствии с выбранным порядком работы двигателя, в данном случае 1-2-4-3.

Четырехцилиндровый двигатель может иметь другую последователь­ ность чередования тактов и другой порядок работы при одной и той же форме расположения кривошипов вала, но при другом порядке от­ крытия и закрытия клапанов, что зависит от конструкции механизма газораспределения.

Если при первом полуобороте вала во втором цилиндре будет про­ исходить такт выпуска, а в третьем такт сжатия, то чередование тактов в двигателе изменится и получится порядок работы I-3-4-2.

Оба порядка работы совершенно равноценны по своему влиянию на качество работы двигателя.

- а д -

Порядок работы I-5-3-6-2-4

После окончания четвертого полуоборота коленчатого вала во всех цилиндрах произойдут все такты рабочего цикла. При дальнейшей вра­ щении вала все такты будут повторяться в той хе последовательности.

В шестицилиндровом четырехтактном двигателе рабочие ходы пере­ крываются на 1/3 хода поршня и чередуются в порядке I-5-3-6-2-4.

- 49 -

Приведенный порядок работы является наиболее распространенным. Шестицилиндровые однорядные четырехтактные карбюраторные двигате­ ли с таким порядком работы применяются на автомобилях ГАЗ-51А, ГАЗ-12, ЗИЛ-164 и "Урал"-355М и др.

В восьмицилиндровом V -образном двигателе цилиндры расположе­ ны в два ряда по четыре цилиндра в каждой группе. Оси цилиндров пересекаются с осью коленчатого вала и расположены в соседних группах под углом 90° друг к другу.

Общий коленчатый вал имеет четыре кривошипа. К шатунной шейке каждого кривошипа присоединяются нижние головки шатунов двух ци­ линдров, расположенных в общей поперечной плоскости. Для равно­ мерного чередования тактов кривошипы вала расположены попарно в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях и в каждой паре под уг­ лом 180° (рис.6).

Рис.6. Схема расположения кривошипов вала восьмицилиндрового у -образного двигателя

Если смотреть с переднего конца вала, то кривошипы располагаются следующим образом: I - вверх, 4 - вниз, 2 - направо и 3 - налево.

Е каждой группе цилиндров (правой и левой по ходу автомобиля) поршни первого и четвертого цилиндров перемещаются навстречу один другому и одновременно приходят в мертвые точки.

Поршни второго и третьего цилиндров также перемещаются навстре­ чу один другому и такты, происходящие в них, смещаютоя относитель­ но первой пары на 1/4 оборота коленчатого вала.

При расположении двух групп цилиндров под углом 90°, когда пор­ шень одного цилиндра находится в мертвой точке, поршень соседнего