книги из ГПНТБ / Сапожников Е.Н. Пособие судоводителю-любителю
.pdfДвигатели внутреннего сгорания разделя ются на карбюраторные и дизельные.
В карбюраторных двигателях горючая смесь (смесь паров топлива и воздуха) приготавли вается вне цилиндра и воспламеняется в ци линдре от электрической искры, которая про скакивает между электродами запальной свечи, ввернутой в крышку цилиндра.
В дизельных двигателях горючая смесь образуется внутри цилиндра. Топливо впрыски вается в цилиндр и воспламеняется под влия нием высокой температуры воздуха, сжатого в нем.
Двигатели обоих типов могут быть четырех- и двухтактными.
Одной из основных характеристик двигате ля является развиваемая мощность. В двига телях различают индикаторную, эффективную
илитровую мощность.
Ин д и к а т о р н о й называется мощность, развиваемая газами внутри цилиндров двига
теля. Она зависит от полноты наполнения ци линдров горючей смесью.
Э ф ф е к т и в н а я мощность меньше инди каторной на величину механических потерь. Так как значительная часть энергии расходуе тся на трение в узлах самого двигателя и на привод вспомогательных механизмов, механи ческий коэффициент полезного действия равен 0,70—0,85. Таким образом, эффективной назы вают мощность, которую можно снять с колен чатого вала двигателя.
Оценку совершенства различных двигателей производят по л и т р о в о й мощности, т. е. удельной мощности, получаемой делением
4 |
424 |
49 |
эффективной мощности на литраж двигателя:
Автомобильные двигатели, устанавливае мые на моторных лодках, должны быть приспо соблены к работе в судовых условиях.
Чтобы обеспечить нормальную работу си стемы питания, в частности поплавковой ка меры, на наклонно установленном двигателе необходимо между фланцами карбюратора и всасывающего патрубка установить клинооб разную прокладку.
Для хорошей смазки деталей (под давле нием и разбрызгиванием) рекомендуется, что бы угол наклона двигателя не превышал 7—9°. Для охлаждения масла можно использовать специальный холодильник или змеевик, уста новленный в масляном картере, через который будет прокачиваться проточная вода. На авто мобильных двигателях ГАЗ типа А, АМ, М-1, ММ и двигателях «Москвич-400» и «Мос квич-401» монтируется змеевик из пяти витков, изготовленный из отожженной красномедной трубки диаметром 10 мм.
Четырехтактный цикл карбюраторного двигателя
Двигатель называется четырехтактным потому, что его работа протекает по циклу, совершаю щемуся за четыре хода поршня или за два пол ных оборота коленчатого вала. Цикл состоит
50
из следующих тактов: 1 — всасывание (или впуск), II — сжатие, III — рабочий ход, IV — выпуск отработавших газов.
Рис. 15. Схема четырехтактного цикла карбюра торного двигателя:
а — I такт; б — II такт; в —III такт; г — IV такт.
Рассмотрим работу четырехтактного карбю раторного двигателя по тактам.
I такт. Поршень движется от в. м. т. к н. м. т. Объем цилиндра над поршнем увеличи вается, и, так как клапаны закрыты, в нем образуется разрежение. Открывается впускной клапан, и горючая смесь заполняет цилиндр
(рис. 15, а ).
Температура газов в конце такта всасы вания равна 80—130° С, а давление — 0,8— 0,95 кГ/см2.
На индикаторной диаграмме процесс впу ска изображается линией г — а (рис. 16).
4* 51
II такт. Поршень движется от н. м. т. в. м. т., оба клапана закрыты, объем цилиндра над поршнем уменьшается, и происходит сжа тие горючей смеси (рис. 15,6). При этом давле-
Рис. 16. Индикатор ная диаграмма четы рехтактного карбюра торного двигателя.
о В.МТ |
Н.М.Т |
ние внутри |
цилиндра повышается до 8— |
10 кГ/см2, а температура смеси достигает 300° С, благодаря чему происходит испарение топлива и быстрое его сгорание. На индикаторной диа грамме процесс сжатия изображается линией
а— с.
III такт. Горючая смесь в цилиндре воспл меняется электрической искрой и, сгорая, выде ляет большое количество тепла. Сгорание про исходит при постоянном объеме. Под действием тепла давление газов внутри цилиндра резко возрастает. В конце сгорания температура га зов в цилиндре достигает 2000° С, давление возрастает до 30 кГ/см2. На индикаторной диа грамме процесс сгорания характеризуется ли нией с—2.
52
Под давлением газов поршень движется к н. м. т. (рис. 15,в). Объем цилиндра увели чивается, газы расширяются, температура и давление их падают. В процессе расширения тепловая энергия, полученная при сгорании топ лива, переходит в энергию механическую. Дав ление газов в цилиндре падает до 4,5 кГ/см2, а температура — до 1400° С. На. индикаторной диаграмме этот процесс изображается ли
нией г—Ь. |
такт. Поршень движется к в. м. т. и чер |
||
IV |
|||
открытое |
отверстие выпускного клапана |
||
из цилиндра |
удаляются отработавшие |
газы |
|
(рис. 15,а). На индикаторной диаграмме про |
|||
цесс выпуска |
характеризуется линией |
Ь—г. |
В среднем давление газов при выпуске равно 1,2 кГ/см2, а температура — 600° С. Как только поршень придет в в. м. т., выхлопной клапан закроется и откроется всасывающий, затем весь цикл повторится снова.
Из приведенного видно, что из четырех так тов цикла лишь один (сгорание — расширение) является рабочим, остальные три — вспомога тельными, которые осуществляются за счет инерции вращающегося маховика.
При нескольких цилиндрах принцип работы каждого такта остается таким же, как и при одном. На каждую равную часть оборота ко ленчатого вала приходится рабочий ход в од ном из цилиндров.
Для работы двигателя внутреннего сгорания большое значение имеет, в какой момент про исходит открытие и закрытие впускных и вы пускных клапанов. Продолжительность откры того состояния впускных и выпускных клапа
53
нов, выраженная в градусах поворота коленча того вала, а также моменты открытия и закрытия этих клапанов называются ф а з а м и г а з о р а с п р е д е л е н и я . Схематически они
Рис. 17. Диаграмма фаз газораспределения двигателя Л -6/3.
изображаются в виде круговой диаграммы, называемой д и а г р а м м о й ф а з г а з о р а с п р е д е л е н и я (рис. 17).
В результате влияния ряда факторов коли чество горючей смеси, поступившее в цилиндр за период всасывания, не равно количеству, которое теоретически могло бы заполнить ра бочий объем цилиндра. Для обеспечения макси мального заполнения цилиндра впускной кла пан начинают открывать несколько раньше в. м. т., благодаря чему к моменту достижения поршнем в. м. т. открывается максимально большое проходное сечение между клапаном и
54
его седлом; закрытие впускного клапана осуще ствляют не в н. м. т., а несколько позже, чем удлиняют время поступления смеси в цилиндр.
Предварительное открытие выпускного кла пана обеспечивает падение давления в цилинд ре к моменту прихода поршня в н. м. т. до давления, близкого к атмосферному.
К концу такта выпуска закрытие выпускно го клапана происходит не в в. м. т., а несколь ко позже, благодаря чему достигается более качественная очистка цилиндра от отработав ших газов.
Двухтактный цикл карбюраторного двигателя
В отличие от четырехтактного двигателя в двухтактном рабочий цикл совершается за два такта, т. е. не за два оборота коленчатого вала, а за один. Следовательно, зарядка цилиндров горючей смесью, сжатие и сгорание ее, рабочий ход и выпуск газов совершаются за два хода поршня. По конструкции цилиндров двухтакт ные двигатели значительно отличаются от че тырехтактных.
Выпуск продуктов сгорания и зарядка ци линдра горючей смесью совершаются за корот кий промежуток времени, соответствующий прохождению поршнем лишь некоторой части рабочего хода.
Во время хода поршня от н. м. т. к в. м. т. в цилиндре совершается сжатие, а в картере — впуск горючей смеси (рис. 18); во время хода поршня от в. м. т. к н. м. т. в цилиндре после довательно происходит сгорание, расширение,
55
выпуск и продувка, а в картере — предвари тельное сжатие и продувка.
Рис. 18. Схема двухтактного рабочего цикла карбюра торного двигателя:
/ — перепускной канал; 2 — впускной канал; 3 — картер; -/ — вы пускной канал.
Рис. 19. Ци |
линдр дви |
линдр карбюра |
|
торного двига |
гателя с |
теля с криво |
прямоточно |
шипно-картер |
клапанной |
ной продувкой. |
продувкой. |
Для обеспечения своевременного поступле ния в цилиндр горючей смеси и выхода отра ботавших газов в двухтактных двигателях при
56
меняют главным образом два типа газораспре делительных механизмов:
1. Механизм щелевого типа (рис. 19), впуск горючей смеси и выпуск газов в котором осу ществляются через перекрываемые поршнем окна или щели.
2. Механизм клапанно-щелевого типа (рис. 20) применяется в двухтактных двигате лях с прямоточно-клапанной продувкой. По ступление горючей смеси в цилиндр происходит через находящиеся в его стенке отверстия, а выпуск отработавших газов — через отверстия, закрываемые клапанами.
В настоящее время двухтактные карбюра торные двигатели применяют на моторных лод ках и мотоциклах.
Устройство двигателя Л-6/3
Двигатели серии Л имеются трех модифи каций — с одним, двумя и четырьмя цилиндра-
Рнс. 21. Соединение двигателя Л-6/3 с муфтой вала гребного винта.
ми диаметром 65 мм, ходом поршня 90 мм и со ответственно мощностью 3, 6 и 12. л. с. при 2200 об/мин коленчатого вала. В табл. 2 при
57
ведена техническая характеристика двигате лей Л-3/2 и Л-6/3.
Техническая характеристика двигателей |
Таблица 2 |
|
|
Марка двигателя |
|
Показатели |
Л-6/3 |
Л-3/2 |
Номинальная мощность, л. с.
Число оборотов коленчатого вала, об/мин
Тип
Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Число цилиндров Рабочий объем цилинд-
ра, л Степень сжатия
Зажигание
Электрические запальные свечи
Карбюратор
Топливо
Расход топлива,
г/л. с. и
Регулятор оборотов
Система смазки
3 6
2200 2200
Четырехтактный верти кальный карбюраторный малолитражный нереверсивный
65 |
65 |
90 |
90 |
1 |
2 |
0,298 |
0,597 |
5 |
5 |
От магнето с автоматом опережения зажигания
М276 |
М68 или |
левого |
М485 |
вращения |
правого |
|
вращения |
Типа М12/20 с диаметром
резьбы 18 мм
К12-Г-Б | К12-Д-Б
Бензин А-66 и А-67 Подача топлива—самотеком
Не более 335 Центробежный автоматический Циркуляционная, разбрызгиванием
58