Автомобильный транспорт: организация и эффективность
В роторных двигателях расширяющиеся при сгорании топлива газы воздействуют на вращающуюся деталь ротор. Роторные двигатели применяются на автомобилях реже, чем поршневые, они делятся на газотурбинные и роторно-поршневые.Общее устройство и основные параметры поршневых двигателейАвтомобильный поршневой двигатель представляет собой комплекс механизмов и систем, служащих для преобразования тепловой энергии сгорающего в его цилиндрах топлива в механическую работу. Такой двигатель имеет кривошипно-шатунный механизм, механизм газораспределения, системы охлаждения, смазки, питания, а карбюраторные двигатели, кроме того, систему зажигания. Перечисленные механизмы и системы карбюраторного двигателя и дизеля показаны на рис. 6 9.Рис. 6. Продольный разрез двигателя автомобиля «Москвич-412»:/ ведомая звездочка механизма газораспределения; 2 гильза цилиндров; 3 распределительный вал; 4 головка блока цилиндров; 5 < блок цилиндров; 6 маховик; 7 поддон картера; 8 маслоприемник; 9 коленчатый вал; 10 ведущая звездочка механизма газораспределения; // шкив; 12 храповик; 13 цепь механизма газораспределения; 14 звездочка натяжного устройстваАвтомобильные поршневые двигатели выполняются многоцилиндровыми. Схема одноцилиндрового двигателя, работающего по четырехтактному циклу, показана на рис. 10. Цилиндр 5, закрытый сверху головкой 7, закреплен на картере 4. К картеру прикреплен поддон 1, служащий емкостью для масла. В цилиндре находится поршень,6, соединенный пальцем 12 с верхней головкой шатуна 13. Поршень в цилиндре уплотнен кольцами 11. Нижняя головка шатуна соединена с шатунной шейкой 14 коленчатого вала 3. Коленчатый вал имеет также две коренные шейки 17, опорами которых служат подшипники 2, расположенные в картере. Шатунная шейка вала соединена с коренными шейками щеками 15. К фланцу коленчатого вала прикреплен маховик 16. В головке 7 размещены клапаны 5 и 10, служащие для Рис. 7. Поперечный разрез двигателя автомобиля «Москвич-412»:/ крышка головки цилиндров; 2 ось коромысел; 3 крышка маслоналивной горловины; 4 распределительный вал; 5 патрубок отбора картерных газов; 6 кран отопления кузова; 7 карбюратор; 8 впускной трубопровод; 9 блок цилиндров; 10 масло-измерительный стержень; 11 и 14 подушки передней опоры двигателя; 12 маслоприем-иик; 13 поддон картера; 15 выпускной трубопровод; 16 головка блокаРис. 8. Продольный разрез двигателя ЯМЗ-236:/ маслоприемник; 2 масляный насос; 3 шестерня газораспределения; 4 шкив; .5 распределительный вал; 6 вентилятор; 7 воздушный фильтр; 8 топливный насос высокого давления; 9 топливоподкачивающий насос; 10 ось толкателей; 11 маховик; 12 коленчатый вал; 13 поддон картеравпуска горючей смеси (карбюраторные двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов. Воспламенение рабочей смеси в карбюраторных двигателях осуществляется свечой 9. В двигателях с воспламенением от сжатия в головке установлена форсунка, через которую в цилиндр впрыскивается топливо.Сгорание рабочей смеси в цилиндре сопровождается повышением температуры и давления газов. Давление газов, воспринимаемое перемещающимся вниз поршнем, можно представить в виде сосредоточенной силы К- Разложим эту силу на две составляющие, одна изРис. 9. Поперечный разрез двигателя ЯМЗ-236:/ коленчатый вал; 2 шатун; 3 поршень; 4 выпускной трубопровод; 5 форсунка; в топливный насос высокого давления; 7 воздушный фильтр; 8 впускной трубопровод; 9 впускной клапан; 10 блок цилиндров; // ось толкателей; 12 распределительный валкоторых 0. действует вдоль шатуна, а другая /V прижимает поршень к стенке цилиндра. Сила N вызывает износ цилиндра и боковой поверхности поршня. Для равномерного распределения бокового давления между противолежащими стенками цилиндра в некоторых двигателях ось коленчатого вала смещают относительно оси цилиндров по направлению действия силы N (дезаксиальные кривошипно-шатунные механизмы). Составляющая <2, приложенная к шатунной шейке, раскладывается также на две силы Г и С. Сила С воспринимается опорамиРис. 10. Схема поршневого одноцилиндрового двигателя внутреннего сго-. рания:а продольный разрез; б поперечный разрезвала, а сила Т, приложенная на радиусе г, создает крутящий момент двигателя.Размер кривошипа коленчатого вала определяется радиусом г, равным расстоянию между осями шатунной и коренной шеек. Длина шатуна / является расстоянием между осями его верхней и нижней головок. Отношение г/1 в автомобильных двигателях составляет 1/3,5 1/4,5. Ход поршня S равен удвоенному радиусу кривошипа. Ход поршня S и диаметр цилиндра D являются важными параметрами двигателя, определяя его размеры. Отношение S/D изменяется в двигателях в пределах 0,7 2,2. Если S/D < 1,0, то двигатель называют короткоходным. Большинство современных автомобильных двигателей являются короткоходными.Объем, освобождаемый поршнем при его перемещении от в. м. т. до н. м. т., называется рабочим объемом цилиндра и обозначается Vh-Сумма рабочих объемов всех цилиндров называется рабочим объемом двигателя. Рабочий объем двигателя, выраженный в литрах, называется литражом двигателя. По рабочему объему двигатели разделяют на микролитражные (до 1 л), малолитражные (до 2 л), среднелитраж-ные (до 3 4 л) и большого литража (свыше 4 л).Объем, образующийся над поршнем при его нахождении в в. м. т., называется объемом камеры сгорания или объемом камеры сжатия и обозначается Vc. Таким образом, полный объем цилиндраv^vh+vc.Отношение" полного объема цилиндра к объему камеры сжатия называется степенью сжатия е = Уа/Ус. Степень сжатия показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха при перемещении поршня из н."м. т. в в. м. т. Повышение степени сжатия позволяет увеличить мощность двигателя и улучшить его экономичность. Повышение степени сжатия ограничивается главным образом свойствами топлив, токсичностью отработавших газов и нагрузкой на детали кривошипно-шатунного механизма. Карбюраторные автомобильные двигатели имеют в среднем степени сжатия 6,5 10, а дизели 15 22 .* .Эффективный крутящий момент Ме многоцилиндрового двигателя является результирующим моментом касательных сил, действующих на каждую шатунную шейку коленчатого вала. Величина Ме зависит от давления газов и рабочего объема двигателя. У карбюраторных малолитражных двигателей эффективный крутящий момент на коленчатом валу равен 70 120 Н м, у карбюраторных двигателей грузовых автомобилей 200 450 Н-м, у дизелей грузовых автомобилей большой грузоподъемности 500 2500 Н-м.Мощность двигателя зависит от эффективного крутящего момента Ме и от угловой скорости <м коленчатого вала и определяется по формуле =4^, где Ые в кВт.Максимальная угловая скорость коленчатых валов карбюраторных двигателей отечественных грузовых автомобилей составляет 300 380 рад/с, карбюраторных двигателей легковых автомобилей 420 630 рад/с, а дизелей 190 300 рад/с.Литровая мощность определяется как отношение эффективноймощности к рабочему объему двигателя: Лгл = ^, где Ыл в кВт/л.Этот параметр характеризует использование рабочего объема двигателя и составляет 15 22 кВт/л для карбюраторных двигателей грузовых автомобилей, 22 44 кВт/л для карбюраторных двигателей легковых автомобилей и 11 22 кВт/л для дизелей. Чем выше литровая мощность, тем совершеннее двигатель. Однако при увеличении литровой мощности ^ возрастают нагрузки на кривошипно-шатунный механизм..Экономичность работы двигателя по расходу топлива оценивается удельным эффективным расходом топлива це. Этот параметр показывает количество топлива в граммах, расходуемого на единицу мощности за 1 ч. Для карбюраторных автомобильных двигателей удельный эффективный расход топлива составляет 280 340 г/(кВт ч), а для дизелей 220 260 г/(кВт ч).
W; 1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОСНОВНЫХ типов АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Автомобильные книги - W; 1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОСНОВНЫХ типов АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Комментариев нет:
Отправить комментарий