книги из ГПНТБ / Сапожников Е.Н. Пособие судоводителю-любителю

Двигатели 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

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.

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

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.

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.

58