Основные механизмы и системы двигателей
Современные поршневые ДВС представляют собой сложные системы, состоящие из компонентов, также являющихся сложными системами. В устройстве любого двигателя можно выделить следующие основные системы:
Рабочая камера – система двигателя, предназначенная для преобразования теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, в работу силы, приложенной к перемещающемуся поршню; образована компонентами, ограничивающими пространство над поршнем.
Корпус двигателя – система двигателя, служащая опорой для передачи усилий, возникающих в процессе работы двигателя, на коленчатый вал, а также опорой для подшипников коленчатого вала. Корпус двигателя составляют неподвижные детали, поддерживающие движущиеся детали КШМ: картер, цилиндры, крышка (головка) цилиндров.
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) – система двигателя для преобразования возвратно-поступательного движения поршней в движение вращения коленчатого вала двигателя, включающая поршневую группу, шатунную группу и группу коленчатого вала.
Газораспределительный механизм (ГРМ) – система двигателя для осуществления в определенной последовательности выпуска продуктов сгорания и впуска в цилиндр свежего заряда. Этот механизм состоит из впускных и выпускных органов и деталей, передающих к ним движение от коленчатого вала: штанги, толкатели, коромысла, распределительные валы, шестерни или звездочки, зубчатые ремни или цепи. В двухтактных двигателях функции ГРМ могут выполнять поршень и окна, вырезанные в стенке цилиндра.
|
|
|
Система питания (топливная система) состоит из деталей и механизмов, обеспечивающих подготовку и распыливание топлива, а также регулирование качества или количества заряда в цилиндре двигателя. Система питания дизелей включает топливный бак, топливоподкачивающий насос, фильтры, топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки, топливопроводы и т.д. В систему питания бензиновых двигателей входят карбюраторы, топливные рампы, форсунки и т.д.
Система впуска состоит из элементов, обеспечивающих подготовку и подачу в цилиндры двигателя свежего заряда. Содержит глушитель шума впуска, воздушный фильтр, воздуховоды, нагнетатель, охладитель надувочного воздуха, ресиверы, трубопроводы и т.д.
Система выпуска состоит из элементов, обеспечивающих отвод отработавших газов из цилиндра двигателя. Содержит глушитель шума выпуска, трубопроводы, нейтрализатор и т.д.
Система смазки двигателя обеспечивает подведение смазочного масла к поверхностям трения двигателя, отвод, фильтрацию и охлаждение смазочного масла. К элементам этой системы относятся маслозаборники, масляные насосы, масляные фильтры, охладители, маслосборники, масленки и лубрикаторы.
|
|
|
Система охлаждения служит для охлаждения деталей, соприкасающихся с горячими газами. Охлаждение может производиться воздухом, водой, специальными жидкостями, а также маслом или топливом (охлаждение поршней, форсунок). В зависимости от принятого способа охлаждения к системе охлаждения относят ребра охлаждения, вентиляторы, водяные насосы (помпы), термостаты, радиаторы, кожухи, внутренние полости и каналы корпуса и т.д.
Система зажигания служит для обеспечения своевременного принудительного воспламенения топлива в цилиндре двигателя. К этой системе относятся аккумулятор, катушка зажигания, прерыватель, распределитель, провода высокого напряжения, свечи зажигания и т.д.
Система пуска предназначена для запуска двигателя. Система обеспечивает принудительное вращение вала двигателя со скоростью, при которой происходит его запуск. К этой системе относятся стартер (ручной, электро-, пневмо- и т.д.), иногда дополнительно используют средства облегчения запуска – декомпрессор, подогреватель, и т.д.
Кроме перечисленных выше систем, в конструкции двигателя могут быть и другие системы.
|
|
|
Конструктивные схемы ДВС.
Компоновка двигателя определяет взаимное расположение цилиндров, а также расположение обслуживающих двигатель агрегатов. Наиболее общим показателем совершенства компоновки двигателя является плотность компоновки, то есть отношение рабочего объема цилиндров двигателя к объему, занимаемому двигателем в целом:
,
где L, B, H – длина, ширина и высота двигателя. Плотность компоновки определяется схемой двигателя. Схема двигателя зависит от взаимного расположения коленчатого вала и цилиндров двигателя. Двигатели бывают рядной схемы (рис. 8), V-образной (рис. 9), W-образной (рис. 10), Х-образной (рис. 11), оппозитной (рис. 12), звездообразной (рис. 13) и т.д. Наименьшие значения d имеют одноцилиндровые двигатели (0,3-0,5%). Хорошо скомпонованные рядные двигатели имеют d=1-1,2%. Для V-образных плотность иногда превышает 2%. Наибольшую плотность имеют X-, W- и звездообразные схемы (до 4-5%).
Из этого следует, что в тех случаях, когда под двигатель отводится мало места, он должен быть, по меньшей мере, V-образным. Более компактные Х- и W-образные схемы дают большее значение d, однако они сложнее как в производстве, так и в эксплуатации.
|
|
|
|
| |
| Рис. 8. Схема однорядного двигателя с вертикальным расположением цилиндров. | Рис. 9. Схема двигателя | |
| | 
| |
| Рис. 10. Схема с W-образным расположением цилиндров. | Рис. 11. Схема двигателя с Х-образным расположением цилиндров. | |
| 
|
| Рис. 12. Схема двигателя с горизонтальными противолежащими цилиндрами (оппозитный). | Рис. 13. Схема двигателя со звездообразным расположением цилиндров. |
Основным фактором, определяющим конфигурацию двигателя, является расположение и число рабочих цилиндров. Как правило, оси цилиндров перпендикулярны оси вала и пересекают ее. Расположение осей главных деталей ДВС в пространстве является основой классификации компоновочных схем ДВС. Если оси трех и более цилиндров находятся в одной плоскости, которая перпендикулярна оси вала, то они образуют "звезду". Если несколько "звезд" расположены вдоль вала, то образуется "многорядная звезда". При этом оси цилиндров соседних "звезд" могут быть смещены на половину угла между цилиндрами.
Однорядные двигатели характеризуются простотой и технологичностью. Основное преимущество V-образных двигателей перед однорядными – это меньшие размеры – и в первую очередь – длина, что повышает жесткость корпусных деталей и вала.
Аналогичные преимущества имеют и W-образные ДВС, но у них более сложные шатуны.
Х-образные ДВС небольшие по длине, однако имеют сложные детали КШМ, корпуса, ГРМ.
Оппозитные двигатели и двигатели с противоположно-движущимися поршнями (ПДП) (рис. 14) имеют небольшую высоту и высокую уравновешенность по сравнению с другими схемами.
Двухвальные двигатели (рис. 15) также имеют меньшую длину, но более сложны в изготовлении.
| 
|
| Рис. 14. Двухвальные двигатели с противоположно движущимися поршнями. | Рис. 15. Схема двухвального двигателями с двумя рядами параллельно расположенных цилиндров. |
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 429; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!