Чередование тактов в четырехтактном двигателе
Тема: Механизмы и системы двигателя
Цель лекции: Дать будущим техникам направления ТОРАТ знания, умения и практические по механизмам и системам двигателя
План:
1. Механизмы двигателя;
2. Системы двигателя
3. Чередование тактов в четырехтактном двигателе
4. фазы газораспределения
Литература:
1. Роговцев В.Л., Пузанков А.Г. и др. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. М. Транспорт, 1998.-430 с.
2.Михайловский Е.В. Серебряков К.Б. Устройство автомобиля. М. Машиностроение», 1987.-352 с.
1. Механизмы и системы двигателя
Поршневой двигатель внутреннего сгорания состоит из следующих механизмов: кривошипно-шатунного и газораспределения, а также систем: охлаждения, смазочной, питания, зажигания и пуска (рис. 1.1- 1.2.).
Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов и преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала (рис. 1.3-1.5).
Механизм газораспределения предназначен для открытия и закрытия клапанов, что необходимо для впуска в цилиндр горючей смеси (карбюраторные и газовые двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов(рис. 1.6.-1.7).
Система охлаждения обеспечивает нормальный температурный режим двигателя.
Смазочная система обеспечивает подачу смазочного материала к трущимся поверхностям для уменьшения трения, снижения износа и отвода теплоты от контактирующих поверхностей.
|
|
|
Система питания служит для подачи отдельно топлива и воздуха в цилиндры дизеля или для приготовления горючей смеси из мелкораспыленного топлива и воздуха и подвода смеси к цилиндрам карбюраторного или газового двигателей.
Система зажигания обеспечивает воспламенение рабочей смеси в карбюраторных и газовых двигателях (в дизелях топливо воспламеняется от соприкосновения с горячим воздухом, поэтому они не имеют специальной системы зажигания).
Система пуска служит для проворачивания коленчатого вала двигателя при его пуске.
Рис.1.1. Продольный разрез двигателя
Рис. 1.2. Продольный разрез двигателя автомобиля ГАЗ-53- 12:
1—поддон; 2—шкив коленчатого вала; 3— храповик; 4 - распределительньий вал; 5—датчик ограничителя частоты вращения; 6—водяной насос; 7—вентилятор; 8 — полнопоточный масляный фильтр; 9— карбюратор; 10— распределитель зажигания; 11—блок цилиндров; 12—маховик; 13 — коленчатый вал; 14 крышка коренного подшипника; 15 — шатун первого цилиндра (правого по ходу ряда); 16 — шатун пятого цилиндра (левого по ходу ряда)
Рис.1.3. Схема КШМ четырехтактных рядных двигателей
|
|
|
Рис.1.4. Схема КШМ четырехтактных V-образных двигателей
Рис. 1.5. Шатунно-поршневая группа:
а -дизелей семейства ЯМЗ; б и в двигателей автомобилей ГАЗ-53А и ГАЗ-53-12
1 — стопорное кольцо; 2 — поршневой палец; З — маслосъемные кольца;
4 — компрессионные кольца; 5 — камера сгорания в днище поршня; 6- днище поршня; 7- головка поршня; 8 — юбка; 9— поршень; 10 — распылитель масла (форсунка); 11 — шатун; 12 — вкладыши; 13 — замковая шайба; 14 — длинный болт; 15 — короткий болт; 16— крышка шатуна; 17 — втулка в головке
шатуна; 18— надпись на поршне; 19— номер на шатуне; 20—метка на крышке шатуна; 21 — шатунный болт
Рис. 1.6. Механизм газораспределения:
а — с нижним расположением клапанов и распределительного вала; б — с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала; в — с верхним расположением клапанов и распределительного вала; 1 — седло клапана; 2— клапан; З — направляющая втулка; 4 — пружина; 5— сухарь; 6—тарелка пружины клапана; 7— регулировочный болт; 8— контргайка; 9 — толкатель; 10 — кулачок распределительного вала; 11 — свеча зажигания; 12— опорная шайба; 13 — маслоотражательньый колпачок клапана; 14— крышка головки блока; 15— коромысло; 16— регулировочньтй винт; 17— ось коромысел; 18—штанга; 19—блок цилиндров; 20 — наконечник; 21 — внешняя пружина; 22 — внутренняя пружина
|
|
|
Рис. 1.7. Привод клапанов двигателя автомобиля ГАЗ-З 102 «Волга»
1—головка цилиндров; 2—впускной клапан; З — коромысло основного и дополнительного клапанов; 4 — регулировочный винт дополнительного клапана; 5 — регулировочный винт; б — пружина дополнительного клапана; 7— шпилька: 8—штанга; 9— скоба крепления корпуса дополнительного клапана;
10 — маслоотражательный колпачок; 11 — уплотнительные кольца; 12 — корпус дополнительного клапана; 13 — свеча зажигания; 14 — прокладка; 15 — дополнительный клапан; 16— форкамера; 17— основная камера сгорания
Чередование тактов в четырехтактном двигателе
Равномерность работы многоцилиндрового двигателя обеспечивается в том случае, если чередование рабочих ходов в его цилиндрах происходит через равные углы поворота коленчатого вала. Рабочий цикл в четырехтактном двигателе совершается за два оборота коленчатого вала, т. е. за поворот вала на 720°.
для определения угла, через который в цилиндрах будут повторяться одноименные такты (допустим, такты расширения), необходимо 720 разделить на число цилиндров двигателя. В четырехцилиндровом двигателе такт расширения совершается через 720: 4 = 180° поворота коленчатого вала. За каждые два оборота коленчатого вала в четырехтактном четырехцилиндровом двигателе происходит четыре такта расширения, четыре такта выпуска и т. д., т. е. рабочий цикл повторяется 4 раза. Поскольку чередование одноименных тактов происходит через 180 поворота коленчатого вала, то и шатунные шейки вала должны быть расположены под углом 180° одна к другой, т. е. лежать в одной плоскости. Шатунные шейхи первого и четвертого цилиндров направлены в одну сторону относительно оси коленчатого вала, а шатунные шейки второго и третьего цилиндров — в противоположные (рис. 1.3.а). Такая форма коленчатого вала обеспечивает равномерное чередование рабочих ходов в цилиндрах и удовлетворительную уравновешенность двигателя, так как все поршни одновременно приходят в крайние положения (два поршня вверх и два вниз).
|
|
|
Последовательность чередования (за рабочий цикл) одноименных тактов в различных цилиндрах двигателя называют порядком работы цилиндров двигателя. Порядок работы четырехцилиндровых четырехтактных двигателей может быть 1-3-4-2 или 12-4-3.
Чередование тактов в четырехтактном четырехцилиндровом двигателе с порядком работы 1-3-4-2 приведен на рис. 1.8.
Рис.1.8. Чередование тактов в четырехтактном четырехцилиндровом двигателе с порядком работы 1-3-4-2
Чередование тактов в четырехтактном шестицилиндровом двигателе с порядком работы 1-3-4-2 приведен на рис. 1.9.
Рис.1.9. Чередование тактов в четырехтактном шестицилиндровом двигателе с порядком работы 1-3-4-2
Фазы газораспределения
Под фазам газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относитёльно мертвых точек, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала. Фазы газораспределения изображаются круговыми диаграммами, их подбирают экспериментальным путем в зависимости от частоты вращения коленчатого вала при максимальной мощности двигателя и конструкции его впускных и выпускных газопроводов.
При рассмотрении рабочих процессов двигателей в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходят в мертвых точках. Однако в действитёльности, открытие и закрытие клапанов нё совпадают с положением поршней в мертвых точках. Это связано тем, что время, прихода на такты впуска и выпуска, очень мало, и при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя оно составляет тысячные доли секунды. Поэтому если открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов будут происходить точно в мертвых точках, то наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания будут недостаточными. В связи с этим моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях происходят с определенным опережением или запаздыванием относительно положения поршней в в.м. т. и н. м. т.
Из общей круговой диаграммы фаз газораспрёделения (рис. 1.10 ) видно, что при такте впуска впускной клапан 1 начинает открываться с опёрежением, т. е. до подхода поршня в в.м.т. Угол α опережения открытия впускного клапана для двигателей различных моделей находится прёделах 10—32°. Закрывается впускной клапан с запаздыванием после прохождения поршнем н.м.т. (во время такта сжатия). Угол β запаздывания закрытия впускного клапана в зависимости от модели двигателя составляет 40—85°
Выпускной клапан 2 начинает открываться до подхода поршня к н.м.т. (во время такта рабочего хода). Угол γ опережения открытия выпускного клапана для различных двигателей колеблется в пределах 40—70°. Закрывается выпускной клапан после прохождения поршнем в.м.т (во время такта впуска). Угол δ запаздывания закрытий выпускного клапана равен 10-500.
Углы опережения и запаздывания. а следовательно, й время открытия клапанов делают тем больше, чем выше частота вращения коленчатого вала, при которой развивается максимальная мощность двигателя.
Общая круговая диаграмма показывает, что в определенный период времени одновременно открыты впускной и выпускной клапаны. Угловой интервал α+δ вращения коленчатого вала, при котором оба клапана открыты, называется перекрытие м клапанов которое необходимо для своевременной и качественной очистки цилиндров от продуктов сгорания.
Рис. 1.10. круговая диаграмма фаз газораспрёделения
Заключение:
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 154; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!