Чайнов Н.Д. - Конструирование двигателей внутреннего сгорания (1037884), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Трапецеидальные окна характеризуютсяболее быстрым открытием.При выборе углов наклона оконследует учитывать давление продувочного воздуха, отношение ходапоршня к диаметру цилиндра, форму и число рядов окон, системураспыливания топлива. Угол наклона необходимо выбирать длякаждого конкретного случая, принимая во внимание, кроме перечисленных факторов, также конструкцию системы газораспределения.Большое влияние на качествоочистки и наполнения цилиндраоказывает форма патрубков и подводящих каналов, их расположениеотносительно впускных окон и размеры сечений каналов.
Целесообразно увеличивать объем впускногоресивера и площадь сечений трубопроводов, однако возможность увеличения объемов ресивера околовпускных окон ограничена, особенно в конструкциях с малымиразмерами в направлении оси коленчатого вала. В этом случае проектированию впускных органовдолжно быть уделено особое внимание. Известны случаи, когдачасть окон почти не пропускалавоздух вследствие местного падения давления в подводящейсистеме окон.Выпускными органами могутбыть окна или клапаны.
Окна обычно выполняют четырехугольнымиили овальными (рис. 8.54, б). Изложенное выше о ширине продувочных окон относится и к выпускным.Для уменьшения сопротивления потоку газов входные кромки выпускных окон следует несколько скруг339лять, но скругление верхней кромкидолжно быть небольшим во избежание прорыва газа перед открытиемвыпускных окон. Направление кромок выпускных окон не имеет такого значения, как для впускных.Нижней направляющей потокагаза служит кромка поршня.
Перемычки между окнами, особенно вкрупных двигателях, иногда выполняют с каналами для охлаждения или осуществляют охлаждениевсего пояса, в котором расположены выпускные окна.Высота пояса lп, считая от верхней кромки окон и до кромки днищапоршня при его положении в НМТ,составляет 0,16–0,35 хода поршня.8.5. ЗолотниковоегазораспределениеЗолотниковое устройство состоит из золотников и элементов ихпривода.
По характеру движениязолотники разделяют на вращающиеся, качающиеся, поступательнодвижущиеся и золотники со сложным движением.К вращающимся золотникам относятся цилиндрические, дисковыеи конические. Цилиндрические идисковые золотники обеспечиваютудовлетворительную форму камерысгорания. Конические золотники(рис. 8.55), имея выемку, сообщающую поочередно полость цилиндрас впускной и выпускной системами,ухудшают форму камеры сгорания,но изолируют свечу зажигания отсодержимого цилиндра в процессенаполнения, сжатия и выпуска. Последнее обусловливает возможностьувеличения степени сжатия и повышения работоспособности свечи, атакже одностороннего расположения впускной и выпускной систем иосуществления продувки камерысгорания.Дисковые золотники обладаютмалой жесткостью, что являетсяодной из главных причин недостаточной уплотняющей способностии работоспособности. Однако приРис.
8.55. Схема работы конического золотника:I – впуск; II – выпуск; III – рабочий ход; IV – продувка340их применении двигатель имеетменьший размер вдоль оси цилиндра по сравнению с конструкциями,выполненными с подвесными клапанами и другими типами золотников.Распределение одной гильзой,совершающей под воздействиемкривошипа сложное движение споворотом на некоторый угол, позволяет получить необходимые фазы газораспределения и непрерывное перемещение гильзы относительно цилиндра. Последнее исключает трение покоя, обеспечивает более надежное смазывание наружной поверхности гильзы и лучшее ее охлаждение.
Большая надежность работы и относительнаяпростота изготовления обеспечилиширокое применение одногильзового распределения в четырехтактных авиационных двигателях спринудительным воспламенением.В двухтактных двигателях золотниками, управляющими щелевымиорганами газораспределения, являются рабочие поршни.В двигателях с петлевыми схемами продувки и турбонаддувом используются качающиеся или вращающиеся золотники 1, устанавливаемые в выпускных патрубкахРис.
8.56. Выпускная система малооборотногодвухтактного двигателя с золотником:1 – втулка; 2 – блок; 3 – золотник(рис. 8.56). При симметричных диаграммах изменения угла–сечениявыпускных и продувочных окон использование таких золотников позволяет получить фазу дозарядки иуменьшить утечку продувочной среды.В двигателях с кривошипнокамерной продувкой используют самоустанавливающиеся дисковые золотники 4 (рис. 8.57), позволяющие получить несимметричную фазу впускагорючей смеси в кривошипную камеру и улучшить продувку и наполнение цилиндра.При использовании золотниковвсех типов упрощается конструкРис. 8.57. Мотоциклетный двигатель с дисковым золотником на впуске:1 – картер двигателя; 2 – крышка; 3 – впускное окно; 4 – золотник; 5 – гайка крепления золотника на ступице; 6 – шпонка;7 – ступица золотника; 8 – продувочныеканалы341ция головок цилиндров и снижается их теплонапряженность.
Пригильзовом газораспределении появляется возможность расположитьсвечу зажигания и форсунку в центре цилиндра.Из большого числа определяемыхпри проектировании параметровследует отметить в первую очередьфазы распределения, форму и размеры окон в стенках золотников,расстояние окон от кромок золотников по высоте и взаимное расположение (по ширине) окон, размерыканалов в стенках цилиндров, радиусы кривошипов и угол между кривошипами золотников в случае возвратнопоступательно движущихсязолотников, радиусы кривошипов ирасстояние между осью гильзы ицентром шарнира, если гильзы совершают сложное движение.Проектирование золотниковыхорганов газораспределения проводят в следующем порядке.
Выбирают фазы газораспределения, близкие к фазам аналогичных по частотевращения клапанных двигателей, исредние скорости газов в пределах57–70 м/с для впускных и 79–110 м/с для выпускных окон. Послеэтого находят величины "время–сечений" окон.Задаваясь формой окон и предварительными размерами окон, находят такое их сочетание, котороеобеспечивает необходимые "время–сечения" и фазы газораспределения.Глава 9КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ9.1. Основы конструированиякорпусных деталей и элементовкрепленияВысокие требования к массогабаритным показателям современныхпоршневых двигателей в большоймере могут быть удовлетворены рациональной конструкцией корпусных деталей двигателя.
Цилиндры(блоки цилиндров), картеры (блоккартеры), фундаментные рамы (опоры коренных подшипников), деталикрепления, а также масляные поддоны, уплотняющие прокладки и манжеты являются элементами корпуса,масса которого составляет 22–40 %(и более) массы двигателя.В судовых и стационарных двигателях часто используется понятиеостов, в состав которого включаютнеподвижные базовые детали двигателя, связанные крепежными элементами (анкерными связями) вединую жесткую систему, котораяпри нагружении монтажными усилиями, силами давления газов и силами инерции должна обеспечитьминимально допустимые деформации, включая лимитированный уровень вибраций наружных стеноккорпуса.Конструкция корпусных деталейс расположенными на них различными устройствами во многом определяет внешний облик, а такжегабаритные размеры двигателя.Корпусные детали вместе с головками (крышками) и гильзами (втулками) цилиндров образуют закрытую,непроницаемую полость для газов,смазывающего масла и охлаждающей жидкости (в случае двигателейжидкостного охлаждения), в которой работают кривошипношатунный механизм, механизм газораспределения и другие вспомогательные механизмы и устройства.К конструкции корпуса предъявляются следующие требования:– прочность и жесткость;– удобство монтажа деталей, узлов и агрегатов и их техническогообслуживания;– технологичность конструкции;– возможно меньшая материалоемкость при обеспечении прочности и жесткости;– обеспечение необходимых виброакустических характеристик;– хороший эстетический уровень конструкции.9.1.1.
Силовые схемы корпусовпоршневых двигателейКорпус двигателя подвергаетсядействию циклических газовых иинерционных сил, температурныхнагрузок, связанных с неравномерным распределением температурыв элементах корпуса, монтажныхнагрузок, а также действию реактивного крутящего момента, передающегося через опоры двигателяна его корпус. В зависимости отспособа передачи сил давления газов на элементы корпуса в первуюочередь можно выделить следующие силовые схемы.Схема несущего блока цилиндров.Эта схема характерна для блоккартеров автомобильных и тракторныхдвигателей. Здесь силы давлениягазов замыкаются в пределах картера, нагружая стенки блока цилиндров и вызывая в них напряжениярастяжения.
При отсутствии встав343Рис. 9.1. Несущий блок цилиндров:1 – проточка; 2 – деформированный участок блока при отсутствии проточкиных гильз цилиндров, когда зеркало цилиндра является внутреннейповерхностью расточки блока, рабочая поверхность цилиндра подвергается действию переменныхусилий от давления газов. Дляуменьшения деформаций рабочейповерхности цилиндра резьбовоеотверстие удаляют от внутреннейстенки (рис. 9.1). По данной схемевыполнены многие быстроходные,малоразмерные двигатели, в томчисле двигатели различных моделей отечественных легковых автомобилей ВАЗ.По схеме несущих цилиндровбыли выполнены некоторые двигатели воздушного охлаждения с отдельными цилиндрами, прикрепляемыми с помощью фланцев к картеру.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
