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

- 50 -

цилиндра находится примерно на середине своего полного хода. По­ этому такты, происходящие в левой группе цилиндров, смещаются от­ носительно тактов правой группы на 1/4 оборота коленчатого вала.

Для первой группы цилиндров (правой) может быть составлена сле­ дующая очередность тактов (табл.7).

Т а б л и ц а 7

- 51 -

чередоваться в обычной для четырехтактного двигателя последова­ тельности и к концу четвертого полуоборота вала в каждом цилиндре будет завершен полный рабочий цикл.

Для второй группы цилиндров (левой) получается аналогичная по­ следовательность чередования тактов со смещением относительно пер­ вой группы на 1/4 оборота вала.

Ввосьмицилиндровом, четырехтактном двигателе с У-образным рас­ положением цилиндров рабочие ходы следуют один за другим с пере­ крытием на 1/2 хода поршня и порядком работы I-5-4-2-6-3-7-8.

Рабочие ходы у таких двигателей происходят одновременно в двух цилиндрах, причем в одном из них протекает заключительная стадия рабочего хода, а в другом - начальная фаза. Начало работы в следу­ ющем по порядку работы цилиндре,по сравнению с предыдущим смещено на 90° по углу поворота коленчатого вала.

Двигатели с таким порядком работы применяются на легковых автомобилях ГАЗ-13 "Чайка", З И Л - Ш и грузовых автомобилях типа ЗИЛ-130, "Урал"-375 и др.

Вдизельном двухтактном четырехцилиндровом двигателе типа

ЯМЗ-Ы204 кривошипы коленчатого вала расположены попарно в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях и в каждой паре под углом 180°. Кривошипы располагаются: I - вверх, 4 - вниз, 2 - направо и 3 - на­ лево (рис.7).

Рис.7. Схема расположения кривошипов вала в дизельном двухтактном четырехцилиндровом двигателе

- 52 -

При вращении вала поршни первого и четвертого цилиндров переме­ щаются 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, смещаются относитель­ но первой пары на 1/4 оборота коленчатого вала (табл.8).

Рабочий цикл в каждом цилиндре такого двигателя совершается за один оборот коленчатого вала или два хода поршня.

При первом полуобороте вала (от 0 до 180°) поршень в первом ци­ линдре перемещается от ВМТ до НМТ. При этом в течение 2/3 хода поршня совершается рабочий ход, а далее открываются выпускные кла­ паны и продувочные окна и во время следующей 1/3 хода поршня вниз начинается выпуск и продувка цилиндра. В четвертом цилиндре пор­ шень перемещается от НМТ до ВМТ, при этом через 1/3 хода его закан­ чивается продувка цилиндра, а в течение 2/3 хода сжимается посту­ пивший в цилиндр воздух.

Во втором цилиндре поршень за это время пройдет 1/2 хода вниз до НМТ и поднимется на 1/2 хода вверх. При этом будет закончен ра­ бочий ход, произойдет продувка цилиндров и начнется сжатие.

В третьем цилиндре поршень переместится на 1/2 хода до ВМТ и опустится на 1/2 хода вниз. При этом будет закончено сжатие возду-

за и начнется рабочий ход.

Т а б л и ц а 8

- 53 -

За два полуоборота коленчатого вала во всех цилиндрах пройдут все такты рабочего цикла и при дальнейшей вращении вала они будут непрерывно повторяться в установленной последовательности. Порядок работы рассмотренного двигателя I-3-4— 2.

В дизельном шестицилиндровом двигателе типа ЯМЗ-М206 кривошипы коленчатого вала расположены попарно в трех плоскостях, чередуют­ ся через каждые 60° и расположены в порядке I-5-3-6-2-4 (рис.8).

6

Рис.8. Схема расположения кривошипов вала двухтактного шестицилиндрового двигателя

При вращении вала поршни первого и шестого цилиндров, пятого

ивторого, третьего и четвертого, кривошипы которых расположены в одинаковых плоскостях, перемещаются попарно навстречу один другому

иодновременно приходят в мертвые точки.

Такты в цилиндрах, работающих в порядке расположения кривошипов вала, смещены один относительно другого на 1/3 оборота коленчатого вала и в каждом цилиндре происходят в той же последовательности,

как и в дизельном двигателе типа ЯМЗ-М204 (табл.9).

- 55 -

ВМТ

НМТ

Рис.9. Диаграмма газораспределения четырехтактного двигателя

Впускной клапан начинает открываться раньше, чем поршень при­ дет в BIST. Угол опережения открытия впускного клапана <£ для раз­ ных двигателей колеблется в пределах 10 - 30°.

Закрытие впускного клапана происходит с некоторым запаздывани­ ем, когда поршень пройдет НМТ и начнет двигаться вверх. При этом некоторое время после перехода НМТ, несмотря на начавшееся незна­ чительное движение поршня вверх, заполнение зарядом будет продол­ жаться вследствие некоторого разряжения, еще имеющегося в цилиндре, а также вследствие инерции заряда, движущегося во впускном трубо­ проводе. Угол запаздывания закрытия впускного клапана J3 =45-70°.

Таким образом, время открытия впускного клапана больше време­ ни, в течение которого происходит полуоборот вала, продолжитель­ ность впуска при этом увеличивается, и.цилиндр полнее заполняется свежим зарядом.

- 56 -

Былускной клапан открывается раньше прихода поршня в НМТ. При этом газы, находясь в цилиндре под большим давлением, быстро на­ чинают выходить наружу, несмотря на то, что поршень еще движется вниз. Затем поршень, пройдя НМТ и двигаясь к ВМТ, будет выталки­ вать оставшиеся в цилиндре газы. Угол опережения открытия выпуск­ ного клапана ^ = 45 - 70°.

Выпускной клапан закрывается тогда, когда поршень перейдет ВМТ. Несмотря на то, что поршень начнет уже немного опускаться вниз, газы будут продолжать выходить из цилиндра по инерции и вследствие отсасывающего действия потока газов, движущихся в выпускном трубо­ проводе. Угол запаздывания закрытия выпускного клапана о = 10-30°.

Таким образом, время открытия выпускного клапана больше време­ ни, в течение которого происходит полуоборот вала, поэтому цилиндр лучше очищается от отработавших газов.

Некоторое уменьшение давления газов на поршень, происходящее при рабочем ходе вследствие раннего открытия выпускного клапана, и потеря части работы газов при этом восполняется тем, что поршень, движущийся при такте выпуска вверх, не испытывает большого сопро­ тивления от газов, оставшихся в небольшом количестве в цилиндре.

Угол поворота кривошипа, соответствующий положению, при кото­ ром впускной и выпускной клапаны одновременно открыты, называется углом перекрытия клапанов ^ .

Углы опережения и запаздывания, а следовательно, и продолжитель­ ность открытия клапанов должны быть тем больше, чем больше число оборотов коленчатого вала, при котором развивается наибольшая мощ­ ность двигателя.

Это объясняется тем, что в более быстроходных двигателях процес­ сы происходят с большими скоростями и для обеспечения впуска, за­ ряда и выпуска отработавших газов необходимо по возможности увели­ чить продолжительность открытия клапанов.

Для современных четырехтактных двигателей углы фаз газораспре­

деления лежат в следующих пределах (табл.10).

- 57 -

Вдвухтактных дизельных двигателях с прямоточно-клапанной про­ дувкой (ЯМЗ-М204 и ЯМЗ-М206) впуск воздуха в цилиндр производится через продувочные окна в стенках цилиндра в средней его части.

Продувочные окна расположены в один ряд под углом к радиусу окруж­ ности цилиндра. Это обеспечивает хорошее завихрение подаваемого в цилиндр воздуха. Продувочные окна открываются и закрываются при помощи поршня, движущегося в цилиндре. Выпуск газов происходит через два клапана.

Вдвухтактном двигателе полный рабочий цикл происходит за один оборот коленчатого вала, поэтому распределительный вал должен вра­ щаться с тем же числом оборотов, что и коленчатый вал.

При движении поршня вниз под действием давления газов, когда

кривошип не дойдет до нижнего своего положения на угол £ (рис.10), начинают открываться выпускные клапаны, при этом газы вследствие избыточного давления выходят в атмосферу. Несколько позже, не до­ ходя до нижнего положения кривошипа на угол сС , открываются про­ дувочные окна,и происходит продувка цилиндра.

При ходе поршня вверх сначала закрываются продувочные окна при

- 58 -

ВМТ

Рис.10. Диаграмма газораспределения двухтактного дизельного двигателя с прямоточно-клапанной продувкой

- 59 -

Моменты открытия и закрытия клапанов для каждого двигателя под­ бираются опытный путем для оборотов, составляющих примерно полови­ ну числа оборотов, соответствующих максимальной мощности двигателя. При этом число оборотов, коэффициент наполнения, а следовательно, и давление газов в цилиндре достигают максимума и поэтому двига­ тель может преодолеть наибольшие дорожные сопротивления.

В процессе эксплуатации двигателя фазы газораспределения могут изменяться в результате износа деталей и нарушения регулировки те­ плового зазора между клапаном и толкателем. Поэтому периодически необходимо проверять и восстанавливать установленный для данного двигателя тепловой зазор между клапаном и толкателем.

10. СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Для того чтооы автотракторный двигатель работал, необходимо обеспечить питание его горючей смесью, состоящей из воздуха и топ­ лива. Кроме того, чем полнее и равномернее топливо в цилиндрах дви­ гателя перемешивается с воздухом, тем при меньших избытках воздуха достигается полное сгорание топлива за достаточно малый промежуток времени. Следовательно, чем лучше смесеобразование, тем больше то­ плива можно ввести в данный объем цилиндра и снять с него большую мощность, что ведет к уменьшению габаритов и веса двигателя.

В поршневых автотракторных двигателях внутреннего сгорания ис­ пользуются следующие способы смесеобразования:

-внешнее, когда перемешивание топлива с воздухом происходит вне цилиндра двигателя при работе на жидком топливе в карбюраторе и при работе на газообразном топливе - в специальной смесительной камере;

-внутреннее, когда перемешивание топлива с воздухом происходит непосредственно в цилиндре двигателя; подача топлива в цилиндр и его распыление производятся с помощью насоса и форсунки. Указанный спо­

соб смесеобразования используется в дизельных, колоризаторных дви­ гателях и двигателях с впрыском бензина в цилиндр и принудительным зажиганием.

Воздух, поступающий в двигатель, должен быть очищен от пыли, так как при попадании на зеркало цилиндра пыль вызывает его быстрый из­