|
Читайте также: |
Значна різноманітність компонувань поршневих двигунів пов'язане з їхнім розміщенням в автомобілі й необхідністю вмістити певна кількість циліндрів в обмеженому обсязі моторного відсіку.
Рядний двигательv-образний двигун
Рядний двигун (мал. 1, а) — компонування, при якому всі циліндри перебувають в одній площині. Застосовується для невеликої кількості циліндрів (2, 3, 4, 5 і 6). Рядний шестициліндровий двигун легше всього піддається зрівноважуванню (зниженню вібрацій), але має значну довжину.
V-Образний двигун (мал. 1, б) — циліндри в нього розташовані у двох площинах, як би утворюючи латинську букву V. Кут між цими площинами називають кутом розвалу. Найбільше часто таке розміщення циліндрів застосовується для шести- і восьмицилиндровых двигунів і позначається V6 і V8 відповідно. Таке компонування дозволяє зменшити довжину двигуна, але збільшує його ширину.
•оппозитный двигательvr-двигатель.
Оппозитный двигун (мал. 1, в) має кут розвалу 180, завдяки цьому в нього висота агрегату найменша серед усіх компонувань.
Vr-Двигун (мал. 1, г) має невеликий кут розвалу (порядку 15°), що дозволяє зменшити як поздовжній, так і поперечний розміри агрегату.
•w-двигун.
•w-двигун має два варіанти компонування — три ряди циліндрів з більшим кутом розвалу (мал. 1, д) або як би дві Vr-Компонування (мал. 1, е).Забезпечує гарну компактність навіть при великій кількості циліндрів. У цей час серійно випускають W8 і W12.
•конструктивные параметри двигунів.
Будь-який двигун характеризується наступними конструктивно заданими параметрами (мал. 2), практично незмінними в процесі експлуатації автомобіля.
Конструктивні параметри двигунів
Обсяг камери згоряння — обсяг порожнини циліндра й поглиблення в головці над поршнем, що перебувають у верхній мертвій крапці — крайньому положенні на найбільшому видаленні від коленвала.
Робочий обсяг циліндра — простір, який звільняє поршень при русі від верхньої до нижньої мертвої крапки. Остання є крайнім положенням поршня на найменшому видаленні від коленвала.
Повний обсяг циліндра — дорівнює сумі робочого обсягу й обсягу камери згоряння.
Робочий обсяг двигуна (літраж) складається з робочих обсягів усіх циліндрів.
Ступінь стиску — відношення повного обсягу циліндра до обсягу камери згоряння. Цей параметр показує, у скільки раз зменшується повний обсяг при переміщенні поршня з нижньої мертвої крапки у верхню. Для бензинових двигунів визначає октановое число застосовуваного палива.
•показатели двигунів.
Сили, що діють у циліндрі.
Показниками двигуна називають величини, що характеризують його роботу. Крім конструктивних параметрів, вони залежать від особливостей і настроювань систем живлення й запалювання, ступені зношування деталей та ін.
Тиск наприкінці такту стиску (компресія) є показником технічного стану (зношеності) цилиндро- поршневої групи й клапанів.
Крутний момент на колінчатому валу двигуна визначає силу тяги на колесах: чому він більше, тем краще динаміка розгону автомобіля. Дорівнює добутку сили на плече (мал. 3) і виміряється в Н·м (Ньютон на метр), ранее в кгс.м (килограмм-сила на метр).
Крутний момент збільшується з ростом:
робочого обсягу. Тому двигуни, яким необхідний значний крутний момент, мають більший обсяг;
тиску палаючих газів у циліндрах, яке обмежено детонацією (підривне горіння бензо-повітряної суміші, супроводжуване характерним дзвінким звуком. Помилково називається "стукотом поршневих пальців") або ростом навантажень у дизелях.
Максимальний крутний момент двигун розбудовує при певних обертах (див. нижче), вони разом з його величиною вказуються в технічній документації.
Потужність двигуна — величина, що показує, яку роботу він робить в одиницю часу, виміряється у кВт (раніше в кінських силах). Одна кінська сила (л.с.) приблизно рівняється 0,74 кВт. Потужність дорівнює добутку крутного моменту на кутову швидкість коленвала (число обертів у хвилину, помножене на певний коефіцієнт).
Двигуни більшої потужності виробники одержують збільшенням:
робочого обсягу, що, у свою чергу, приводить до росту габаритів двигуна й обмеженню припустимих максимальних обертів через значні сили інерції, що збільшилися деталей;
обертів колінчатого вала, число яких обмежено інерційними силами й збільшенням зношування деталей. Високооборотний двигун однакової потужності (за інших рівних умов — конструкції двигуна, технології виготовлення, застосовуваних матеріалах і т.д.) з низкооборотным має менший термін служби, тому що в середньому для того самого пробігу його колінчатий вал буде робити більше обертів;
тиску в циліндрі шляхом підвищення ступеня стиску або наддуванням повітря за допомогою турбо- або механічних нагнітачів. Для застосування наддування ступінь стиску вимушено зменшують для запобігання детонації (у бензинових двигунів) і зниження твердості роботи (підвищені навантаження в цилиндро-поршневій групі дизеля, супроводжувані надмірним шумом) (у дизелів). Наддування дозволяє, наприклад, зберегти потужність при меншому робочому обсязі.
Номінальна потужність — гарантируемая виробником потужність при повній подачі палива на певних обертах. Саме вона, а не максимальна потужність, вказується в технічній документації на двигун.
Питома витрата палива — це кількість палива, що витрачається двигуном на 1 кВт потужності, що розбудовується, за одну година. Є показником досконалості конструкції двигуна: чому витрата нижче, тим більше ефективно використовується енергія палива, що згоряє в циліндрах.
•характеристики двигунів.
•внешние швидкісні характеристики.
При тих самих конструктивних параметрах у різних двигунів такі показники, як потужність, крутний момент і питома витрата палива, можуть відрізнятися. Це пов'язане з такими особливостями, як кількість клапанів на циліндр, фази газорозподілу й т.п. Тому для оцінки роботи двигуна на різних обертах використовують характеристики — залежність його показників від режимів роботи. Характеристики визначаються дослідним шляхом на спеціальних стендах, тому що теоретично вони розраховуються лише приблизно.
Як правило, у технічній документації до автомобіля приводяться зовнішні швидкісні характеристики двигуна (мал. 4), що визначають залежність потужності, крутного моменту й питомої витрати палива від числа обертів коленвала при повній подачі палива. Вони дають виставу про максимальні показники двигуна.
Показники двигуна (спрощено) змінюються по наступних причинах. Зі збільшенням числа обертів коленвала росте крутний момент завдяки тому, що в циліндри надходить більше палива. Приблизно на середніх обертах він досягає свого максимуму, а потім починає знижуватися. Це відбувається через те, що зі збільшенням швидкості обертання коленвала починають відігравати істотну роль інерційні сили, сили тертя, аеродинамічний опір впускних трубопроводів, що погіршує наповнення циліндрів свіжим зарядом паливо- повітряної суміші, і т.п.
Швидкий ріст крутного моменту двигуна вказує на гарну динаміку розгону автомобіля завдяки інтенсивному збільшенню сили тяги на колесах. Чим довше величина моменту перебуває в районі свого максимуму й не знижується, тем краще. Такий двигун більш пристосований до зміни дорожніх умов і рідше прийде перемикати передачі.
Потужність росте разом із крутним моментом і навіть, коли він починає знижуватися, продовжує збільшуватися завдяки підвищенню обертів. Після досягнення максимуму потужність починає знижуватися по тій же причині, по якій зменшується крутний момент. Оберти трохи вище максимальної потужності обмежують регулюючими пристроями, тому що в цьому режимі значна частина палива витрачається не на здійснення корисної роботи, а на подолання сил інерції й тертя у двигуні. Максимальна потужність визначає максимальну швидкість автомобіля. У цьому режимі автомобіль не розганяє й двигун працює тільки на подолання сил опору руху — опору повітря, опору коченню й т.п.
Величина питомої витрати палива також міняється залежно від обертів коленвала, що видне на характеристиці (див. мал. 4). Питома витрата палива повинен перебувати як можна довше поблизу мінімуму; це вказує на гарну економічність двигуна. Мінімальна питома витрата, як правило, досягається трохи нижче середніх обертів, на яких в основному й експлуатується автомобіль при русі в місті.
Пунктирною лінією на графіку показані більш оптимальні характеристики двигуна.
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 32 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |