Кривошипно-Шатунный Механизм Устройство и Работа|АвтоЦентр

menu
person

Кривошипно-Шатунный Механизм Устройство и Работа

В одноцилиндровом четырехтактном двигателе на каждые два оборота коленчатого вала приходится четыре хода поршня, только один из которых рабочий. Это приводит к неравномерной работе двигателя. Для небольших двигателей, таких как легкие лодочные моторы, двигатели мопедов, легких мотоциклов и т. д., такая неравномерность не представляет большой проблемы. Для более тяжелых автомобилей требуется большая мощность двигателя, а следовательно, и больший рабочий объем цилиндра. В этом случае неравномерность работы двигателя становится более заметной. Вот почему на современных автомобилях применяются многоцилиндровые ДВС. Применение нескольких цилиндров, в которых рабочий ход происходит в разные моменты времени, дает возможность сгладить пульсации крутящего момента на ва -ле двигателя. Большинство легковых автомобилей малого класса имеют четырехцилиндровые двигатели, хотя иногда используются двухцилиндровые и трехцилиндровые. На более тяжелых автомобилях, требующих большой мощности, наряду с четырехцилиндровыми, могут применяться пятицилиндровые и шестицилиндровые двигатели. Легковые автомобили высшего класса оборудуются восемицилиндровыми и двенадцатицилиндровыми двигателями, хотя встречаются двигатели с десятью цилиндрами. Большинство грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности имеют двигатели с шестью и восемью цилиндрами.

Кривошипно-шатунный механизм многоцилиндрового двигателя состоит из подвижных и неподвижных деталей.

К подвижным деталям КШМ относятся: поршень, поршневые кольца, поршневой палец, шатун, коленчатый вал, вкладыши подшипников и маховик. Неподвижными деталями КШМ являются: блок цилиндров, головка блока и прокладка головки блока (рис. 2.9).

Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление газов, возникающих при сгорании топлива в цилиндрах двигателя, и преобразует это давление в механическую работу по вращению коленчатого вала. Прежде чем перейти к подробному рассмотрению конструкций отдельных деталей современных КШМ, необходимо разобраться в применяемых компоновочных схемах.

Расположение цилиндров в блоке определяет компоновочную схему двигателя (рис. 2.10). Если оси цилиндров расположены в одной плоскости, то такие двигатели называют рядными.

Рядные двигатели устанавливаются на автомобиле или вертикально, или под углом к вертикальной плоскости для уменьшения высоты, занимаемой двигателем, а в некоторых случаях горизонтально, например при размещении под полом автобуса. В V-образных двигателях оси цилиндров находятся в двух плоскостях, расположенных под углом друг к другу. Угол между осями цилиндров может быть различным. Разновидностью такого двигателя можно считать двигатель с так называемыми оппозитными (противолежащими) цилиндрами (в некоторых странах такую компоновку называют«boxer»), у которого этот угол составляет 180°. Сравнительно недавно появился двигатель W12, разработанный группой компаний Volkswagen, схема которого представляет собой как бы два V-образных двигателя с разными углами между осями цилиндров, имеющими общий коленчатый вал (рис. 2.11).

Кривошипно-шатунный механизм

Рис. 2.9. Неподвижные детали кривошипно-шатунного механизма

Схемы расположения цилиндров

Схемы расположения цилиндров

Схемы расположения цилиндров

Схемы расположения цилиндров

Схемы расположения цилиндров

Рис. 2.10. Схемы расположения цилиндров в двигателях различной компоновки: а — рядный четырехцилиндровый; б — V-образный шестицилиндровый; в — оппозитный четырехцилиндровый; г — VR-двигатель шестицилиндровый; д и е — W-образные 12-цилиндровые двигатели; а — угол развала

Схемы расположения цилиндров

Перед тем как перейти к детальному рассмотрению двигателей различных компоновок и особенностей конструкций деталей КШМ, необходимо определиться с такими базовыми понятиями, как ход поршня и диаметр цилиндра, которые определяют рабочий объем двигателя и оказывают основное влияние на рабочие характеристики любого двигателя. Диаметр цилиндра — это диаметр отверстия, выполненного в блоке цилиндров. Ход поршня — расстояние между ВМТ и НМТ. Диаметр цилиндра и ход поршня принято измерять в миллиметрах, а объем двигателя в литрах. Понятно, что два двигателя одинакового объема могут иметь различное число цилиндров и различную компоновку.

Если диаметр цилиндра больше хода поршня, то такой двигатель называют короткоходным. Данные двигатели развивают более высокие максимальные обороты коленчатого вала, и в них упрощается размещение впускных и выпускных клапанов, что дает возможность получения высокой мощности.Если ход поршня превышает диаметр цилиндра, то двигатель считается длинноходным. Такие двигатели, как правило, более экономичны и характеризуются большими значениями крутящего момента. Длинноходные двигатели имеют большую высоту, но короче по длине.

Двигатель W12

Рис. 2.11. Двигатель W12, устанавливаемый на Audi A8 с 2001 г., практически состоит из двух двигателей V6 с различными углами развала цилиндров, использующих общий коленчатый вал

При разработке конструкции двигателя приходится решать вопрос о выборе величины объема отдельного цилиндра. Если объем цилиндра сделать очень маленьким, то он будет плохо заполняться топливно-воздушной смесью и мощность такого двигателя будет низкой. В то же время нельзя безгранично увеличивать объем цилиндра, потому что при этом фронт распространения пламени может не успеть дойти до стенок цилиндра за то короткое время, которое отводится на рабочий ход, а это приведет к уменьшению давления в цилиндре и скажется на уменьшении мощностных показателей двигателя. В современных автомобильных двигателях объем отдельного цилиндра редко превышает 0,8 л, а в большинстве двигателей составляет около 0,5 л.

Как уже отмечалось ранее, чем большее число цилиндров имеет двигатель, тем равномернее он работает. Пульсации, возникающие при работе ДВС, могут быть уменьшены применением массивного маховика, устанавливаемого на конце коленчатого вала. Чем меньше цилиндров имеет двигатель, тем большей массой должен обладать маховик. В то же время массивный маховик из-за своей инерционности ухудшает способность двигателя быстро набирать обороты. Поэтому конструкторам двигателей приходится принимать компромиссные решения.

Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Двигатель | Добавил: autodromcar (18.11.2019)
Просмотров: 155 | Теги: двигатель, угол, Ход, рабочий, коленчатый, Объем, автомобиль, цилиндр, вал, Поршень | Рейтинг: 3.0/1

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar