Контрольні питання

1. По яким ознакам класифікують автомобільні двигуни?

2. Що називається робочим циклом, як він здійснюється в чотирьохтактному карбюраторному двигуні?

3. Як здійснюється робочий цикл чотирьохтактному дизельному двигуні?

4. Що називається ступінь стиску, робочим об’ємом циліндра а робочим об’ємом двигуна?

4.4. Кривошипно-шатунний механізм

4.4.1. Сили і моменти, що діють у кривошипно-шатунному механізмі двз

У кривошипно-шатунному механізмі поршневого автомобільного ДВЗ діють три групи сил: сили тиску газів, сили інерції і сили тертя між робочими поверхнями деталей.

Т

Рис. 4.2. Сили, що діють у кривошипно-шатунному механізмі двигуна

иск газів, що діє на поршень, можна представити у виглядізосередженої сили Р (рис. 4.2), прикладеної до поршневого пальця. Найбільшого значення сила Р набуває на такті „робочий хід". Розклавши цю силу на дві складові, доходимо висновку, що одна з них F діє уздовж шатуна, друга - N притискає поршень до стінки циліндра. Важливо зазначити, що сила N діє лише в площині обертання кривошипа і викликає тертя та зношення відповідних бічних поверхонь поршня і циліндра. Під час зворотно-поступального руху поршня напрямок сили N постійно змінюється. Найбільшого значення ця сила досягає на такті „робочий хід".

Для часткового зменшення бічного тиску поршня на стінку циліндра при цьому такті в конструкції сучасних двигунів центр корінної шийки кривошипа зміщують у напрямку дії сили N на декілька міліметрів відносно геометричної осі циліндра. Такі кривошипно-шатунні механізми називають дезаксіальними. З цією ж метою геометричний центр отвору в поршні для поршневого пальця зміщують у напрямку дії сили N на 1-2 мм. (На рис. 4.2 ці зміщення не вказані).

Складову F перенесемо по лінії дії до центра шатунної шийки і також розкладемо на дві складові Т і R. Складова R діє уздовж кривошипа і сприймається його корінною шийкою. Складова 7 спрямована перпендикулярно кривошипу і відносно центра його обертання створює крутний момент. Отже, крутний момент, що створює одноциліндровий двигун на такті „робочий хід", дорівнює:

М= ТхА.

4.4.2. Схеми компонування кривошипно-шатунних механізмів

К

г) д)

Рис. 4.3. Схеми кривошипно--шатунних механізмів

ривошипно-шатунний механізмпризначений для сприйняття тиску газів, що виникає в циліндрах двигуна, і для перетворення зворотно-поступального руху поршнів на обертальний рух колінчастого вала.

Деталі кривошипно-шатунного механізму поділяють на нерухомі і рухомі. До нерухомих належать циліндр 5 (див. рис. 4.1), головка циліндра 1, картер 6 і піддон 9 картера. У зібраному вигляді ці частини складають основу двигуна.

До рухомих деталей належать поршень 4 із поршневим пальцем 3, шатун 14, колінчастий вал 8 і маховик 7.

Взаємне розташування основних деталей у двигунах досить різноманітне. Найбільш розповсюджені схеми компонування кривошипно-шатунних механізмів сучасних автомобільних двигунів вказані на рис. 4.3.

Достатньо поширені двигуни, у яких усі циліндри розташовані в один ряд. Такі двигуни називають однорядними (або скорочено рядними). При однорядних схемах розташування осі циліндрів можуть займати вертикальне положення (рис. 4.3, а). Для зменшення габаритної висоти в деяких двигунах циліндри розташовують під кутом а = 20-15° до вертикалі (рис. 4.3, б). Відомі також однорядні двигуни з горизонтальним розташуванням циліндрів (рис. 4.3, в).

Для скорочення габаритної довжини в багатоциліндрових двигунах циліндри найчастіше розташовують у два ряди під кутом 90° (рис. 4.3, г). Такі двигуни називають V-подібними. Останнім часом з'явилися V- подібні двигуни з розташуванням циліндрів під меншим кутом - від 12° до 17° (наприклад, двигуни фірм Volkswagen, Ford).

Відомі також двигуни з горизонтальним розташуванням циліндрів під кутом 180° (рис. 4.3, д). Такі двигуни називають опозитними. їх поршні рухаються в протилежних напрямках і взаємно урівноважують сили інерції. Крім того, опозитні двигуни зручно розміщувати під підлогою кузова (в автобусах).

У двигунів деяких фірм (наприклад, Татра, Volkswagen) циліндри розташовані втри ряди. Такі двигуни називають W-подібними. Незважаючи на підвищену складність конструкції, такі двигуни досить компактні.