teplotekhnika (852911), страница 84
Текст из файла (страница 84)
рис. 15.57) механизм газораспределения имеет простую конструкцию и не создает большого шумав работе. Однако при этом ограничиваются возможности повышениястепени сжатия из-за существенного снижения коэффициента наполнения вследствие дросселирования потока на входе при є > 7. Кроме того,получается бол ьшая поверхность охлаждения цилиндровой крышки, чтоувеличивает отвод тепла в охлаждающую среду и снижает экономичность двигателя.Некоторые схемы механизмов газораспределения с верхним расположением клапанов, применяемые как в карбюраторных двигателях, так ив дизелях, изображены на рис. 15.64. Принцип работы механизма газораспределения при нижнем и верхнем расположениях клапанов одинаков, однако конструкция привода во втором случае более сложная.
Приработе по схеме рис. 15.64, а усилие от кулачка распределительного валапередается толкателю, а затем через штангу и коромысло на клапан.При такой схеме расположения клапанов увеличивается высота двигателя и уменьшается жесткость механизма газораспределения. Нарис. 15.64, б, в приведены схемы с верхним расположением распредели439Н\1І'+І-\Рис. 1 5.64. Схемы механизмов газораспределения с верхним расположением клапанов с передачей усилия от распределительного вала на клапаны:а - через толкатель, штангу и коромысло; б, в - через конические шестерни при верхнем расположении распределительного валательного вала, приводимого во вращение от коленчатого вала коническими шестернями.
В этих схемах упрощается кинематическая связь меЖду кулачками и клапанами. Усилия от кулачков распределительного вала передаются коромыслам, воздействующим на штоки клапанов. Насхеме рис. 15.64, в кулачки распределительного вала непосредственновоздействуют на клапаны. В последних двух схемах механизм привода кклапанам имеет более жесткую конструкцию, исключающую возможность деформации отдельных деталей.В настоящее время карбюраторные двигатели строят с верхним расположением клапанов, поскольку в данном случае может быть применена более высокая степень сжатия и на 7-8% увеличен коэффициент наполнения, что позволяет повысить эффективный КПД двигателя и снизить удельный расход топлива.Дизели в связи с большими степенями сжатия и малыми объемамикамеры сгорания могут иметь только верхнее расположение клапанов.Для лучшей очистки цилиндра от газов и наполнения его свежим зарядом клапаны выполняют с возможно большим проходным сечением,диаметр головки впускного клапана иногда делают больше, чем выпускного.
С этой же целью желательны резкие открытие и закрытие клапана.Однако это невозможно из-за высоких инерционных усилий в механизме, что может вызвать его поломку. В связи с этим профиль кулачка выбирают таким, чтобы силы инерции не превышали допустимой величины, а клапаны открывались и закрывались относительно плавно. Припроектировании механизма газораспределения диаметр клапана, высотуего подъема и закон открытия выбирают такими, чтобы заполнение цилиндра свежим зарядом происходило со средней скоростью 60-90 м/с, авыпуск газов - 80-120 м/с.440Фазы газораспределения в четырехтактных двигагелях.
Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатоговала по отношению к мертвым точкам, называются фазами газораспределения. Правильный выбор фаз газораспределения предопределяет основные показатели работы двигателя. Графически фазы газораспределенияпринято изображать в виде круговых диаграмм, называемых диаграммами газораспределения (рис. 15.65). В четырехтактном дизеле впускнойклапан открывается (точка І) до прихода кривошипа в ВМТ. Угол опережения открытия впускного клапана ад. Закрывается впускной клапан(точка 2) после поворота кривошипа за НМТ на угол ад. Этот угол называется углом запаздывания закрытия всасываюшего клапана. За времязапаздывания закрытия клапана в цилиндр дополнительно поступает до10-15% топливно-воздушной смеси или воздуха.Продолжительность впуска, измеренная в градусах поворота кривошипа, равна а] + 180° + 014.После закрытия впускного клапана происходит сжатие. В точке 3 суглом опережения (реп начинаются подача топлива в цилиндр, затем еговоспламенение и сгорание.
Подача топлива прекращается в точке 4, и сэтого момента наблюдается расширение продуктов сгорания.Выпускной клапан открывается с некоторым опережением на угол 0:3(точка 5) до прихода кривошипа в НМТ, когда давление в цилиндреО,4-0,6 М Па. Предварительное открытие выпускного клапана уменьшает затрату работы на выталкивание отработавших газов из цилиндра.Закрывается выпускной клапан (точка 6) после прохождения кривошипом ВМТ с запаздыванием на угол 012. Продолжительность выпускагазов из + 180° + 012.Углы опережения и запаздывания впуска и выпуска выбираются тембольше, чем выше быстроходность двигателя....оОООь,...91Рис.
15.65. Диаграмма газораспределения четырехтактногодизеляо_одооо.оооооооозцц`о.`дооід і:гор:їд ї бь1".ООСЖаТиС `~441Таблица 15.2Фазы газораспределения четырехтактных двигателейУгол клапанов, градДвигательВПУСКІІОГОДизель ДбТракторный Д-54Карбюраторный ГАЗ-51ВЬІПУСКНОГО(1'(14(13(122048482099225146471413Из диаграммы газораспределения (рис. 15.65) видно, что в началевпуска около ВМТ одновременно открыты на угол поворота кривошипаовІ + а2 впускной и выпускной клапаны.
При перекрытии клапанов засчет отсасывающего действия движушегося по выпускному трубопроводу потока отработавшнх газов осуществляется продувка камеры сгорания (в двигателях без наддува). В двигателях с наддувом продувка обеспечивается за счет положительного перепада давлений во впускном ивыпускном трубопроводах.Фазы газораспределения некоторых четырехтактных двигателей приведены в табл.
15.2.При эксплуатации вследствие изменения теплового зазора и другихпричин может произойти изменение фаз газораспределения, что приводит к нарушению работы двигателя. В связи с этим необходимо периодически проверять и регулировать фазы газораспределения.Газообмен в двух'гактных двигателях. В двухтактных двигателях применяют бесклапанные и комбинированные механизмы газораспределения.
Органами газораспределения в бесклапанном механизме являютсяпродувочные и выпускные окна, а в комбинированном - продувочные окна и выпускные клапаны. В зависимости от формы газового потока в цилиндре различают контурные и прямоточные схемы продувки.К контурным схемам продувки относятся простая поперечная шелевая, поперечная щелевая с двумя рядами продувочных окон и петлевая,а к прямоточным - прямоточно-клапанная.Простая поперечно-щелевая схема продувки (рис. 15.66, а) применяется в основном в карбюраторных двигателях и дизелях небольшой мошности. Продувочные окна 2располагаются напротив выпускных Іи имеют меньшую высоту. На поршне очень часто делают козырек, отклоняюший поток воздуха или топливно-воздушной смеси вверх, что улучшаетпродувку верхней части цилиндра.
Иногда продувочные окна в поперечном сечении размешаются тангенциально, вследствие чего обеспечивается врашательное движение воздуха.4421\ї//2 \<1оооої1\|мРис. 15.66. Схемы продувок двухтактных двигателей:а - ПрОСТаЯ ПОПЄрЄЧНО-ЩЄЛЄВЄІЯ; б - ПЄТЛЄВЄІЯ; 8 - ПОПЄрЄЧНО-ЩЄЛЄВЗЯ С ДВУМЯ рядамиПРОДУВОЧНЫХ ОКОН; г - ПРЯМОТОЧНО'КЛЗПЗННЗЯПри петлевой продувке выпускные окна І располагаются над продувочными 2 с одной стороны цилиндра (рис. 15.66, б). В данном случаесначала открываются выпускные окна, происходит предварительныйвыпуск отработавших газов, а затем открываются продувочные окна.Выпускные окна размещены так, что поток воздуха из продувочных оконподнимается в верхнюю часть цилиндра, описывает петлю, опускаетсявниз и выходит через выпускные окна. Такой тип продувки применяетсяв дизелях большой мощности.Преимуществом рассмотренных схем продувки является их простота,а недостаткамии - плохая очистка цилиндра от остаточных газов и потеря свежего заряда, поскольку выпускные окна закрываются позднее продувочных.
Последний недостаток устраняется при поперечно-щелевойпродувке с двумя рядами продувочных окон, причем их верхний ряд располагается выше выпускных (рис. 15.66, в). При такой схеме продувочный воздух проходит в цилиндр через два ряда продувочных окон 2. Ввоздушном ресивере между двумя рядами продувочных окон установлена клапанная коробка с обратными клапанами.При движении поршня вниз сначала открывается верхний ряд продувочных окон, но воздух через них не поступает, так как под действием давления газов в цилиндре клапаны в ресивере закрыты.
Затем открываются выпускные окна І, в результате чего давление газов резко падает. К моменту открытия нижнего ряда продувочных окон давление газов становится немного меньше давления продувочного воздуха, и воздух начинает поступать в цилиндр через верхние и нижние окна. Продувочный воздух вытесняет из цилиндра оставшиеся газы и заполняет его свежим зарядом.
При движении поршня вверх сначала закрываются выпускныеокна, но через открытые верхние продувочные окна продолжает поступать дополнительная порция воздуха. Дозарядка цилиндра воздухом позволяет получить дополнительную мощность от двигателя. Этот тип продувки применяется в дизелях средней и большой мощности. Недостат-443ком его является некоторое усложнение конструкции механизма газораспределения.В быстроходных дизелях широкое распространение получила прямоточно-клапанная продувка (рис. 15.66, г), рассмотренная выше.
Такойтип продувки обеспечивает минимальное количество остаточных газов вцилиндре и минимальную потерю заряда. К недостаткам прямоточноклапанной продувки относится сложность конструкции из-за применения выпускных клапанов 3 с механическим приводом.Фазы газораспределения в двухтактных двигателях. Газообмен в двухтактном двигателе состоит из следуюших фаз: предварение выпуска, выпуск-продувка и дозарядка или потеря заряда в зависимости от типа продувки. Характер этих фаз и их величина в углах поворота кривошипа зависят от типа двигателя, его быстроходности и схемы продувки.Диаграмма газораспределения для двигателей с простой поперечно-шелевой и петлевой схемами продувки показана на рис.
15.67, а.Точка 3 соответствует началу выпуска газов. Период открытия выпускных окон от точки 3 до точки 5 называется предварением выпуска. Заэтот период из цилиндра удаляется до 70% продуктов сгорания. При повороте кривошипа от точки 5 до точки 6 производится выпуск-продувка,т.е. удаляются оставшиеся в цилиндре отработавшие газы и он заполняется свежим зарядом.Поскольку в рассматриваемых схемах продувки выпускные окна закрываются позднее продувочных, на участке 6-4 наблюдается потеря заряда.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
