Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

Диаметры цилиндра

Однако и при умеренных диаметрах цилиндра описанный способ обработки каналов охлаждения весьма эффективен. Так, в результате применения для охлаждения межклапанной перемычки двигателя типа ЧН 25/30 сверленых каналов температура уменьшилась с 350 до 200°С. При достаточной жесткости крышки и приемлемом уровне напряжений от механических нагрузок предпочтение следует отдавать тонкостенным конструкциям. Уменьшение толщины днища крышек цилиндров форсированных дизелей типа ЧН 26/26, в том числе в наиболее нагретых местах, позволило существенно увеличить их работоспособность. Чтобы избежать увеличения температурных напряжений в жестких блочных головках, иногда делают надрезы между отдельными секциями головки.
Несмотря на то, что некоторые принципиальные вопросы, связанные с охлаждением, схемой взаимного расположения основных элементов крышки, выбором материала и способа ее изготовления, имеют много общего применительно к крышкам различных двигателей, тип двигателя придает конструкции крышки (головки) цилиндра существенные особенности.
Конструкция головок двигателей легкого топлива, в частности карбюраторных, во многом определяется формой камеры сгорания и схемой расположения клапанов.
В головках с верхним расположением клапанов распространены клиновидная и полусферическая формы камеры сгорания. При расположении клапанов на наклонной поверхности свода камеры увеличивается отношение диаметра впускного клапана к диаметру цилиндра (dBJD) примерно на 10% по сравнению со значением dbJD для вихревых головок, имеющих боковое расположение клапанов. На рис. 299 изображена головка с полуклиновидной камерой сгорания, имеющей форму овала, вдоль большей оси которого расположены клапаны. Размещение впускного и выпускного клапанов на одной оси вдоль головки упрощает конструкцию их привода и повышает удобство обслуживания.
Головки с клиновидной формой камеры сгорания успешно используют в V-образных двигателях. При этом впускные и выпускные каналы выводят на разные стороны головки. К недостаткам клиновидной камеры сгорания относятся возможность самовоспламенения свежего заряда от головки выпускного клапана, недостаточное охлаждение зоны межклапанной перемычки вследствие близкого расположения каналов впускного и выпускного клапанов, недостаточная в некоторых случаях завихренность свежего заряда и относительная сложность обработки резанием стенок камеры.
Большое распространение получили головки с полусферической формой камеры сгорания. Компактность камеры, рациональное расположение клапанов и свечи зажигания обеспечивают хорошее протекание рабочего процесса. Следует отметить более эффективное охлаждение днища такой головки около выпускного клапана по сравнению с головкой, имеющей клиновидную камеру, и простоту обработки резанием стенок камеры. Недостатком головок с полусферической формой камеры сгорания является сложность конструкции привода клапанов, обычно располагаемых в поперечной плоскости головок.
Изменение положения одного из клапанов в полусферической камере сгорания позволяет при сохранении ее преимуществ использовать только один вал коромысел на каждую головку. Такая форма камеры сгорания называется полисферической. Хорошее протекание рабочего процесса обеспечивается в головках с тангенциально расположенными или винтовыми впускными каналами (рис. 300). Простая по конструкции голов-
Головку и камеру сгорания нужно проектировать так, чтобы в первую очередь воспламенялась наиболее нагретая часть смеси, находящаяся, как правило, около выпускного клапана. Для этого свечу зажигания несколько смещают в сторону последнего, стремясь одновременно уменьшить расстояние от нее до наиболее удаленных участков камеры сгорания с плоским днищем в сочетании с симметричной камерой сгорания, расположенной в поршне, обеспечивает хорошие экономические и экологические показатели двигателя. Часто в головках из алюминиевых сплавов свечи зажигания устанавливают в промежуточные втулки, ввернутые с натягом в головку. В этом случае сохраняется резьба в головке при смене и установке свечей. В карбюраторных двигателях используют главным образом свечи зажигания диаметром 10 и 14 мм.
Устройство головок газовых двигателей в основном зависит от конструкции карбюраторного двигателя или дизеля, на базе которого выполнен соответствующий газовый двигатель.
Высота головки определяется размерами поперечного сечения впускного канала, высотой проходов для охлаждающей жидкости между впускным каналом, днищем и верхней стенкой головки. У большинства головок она составляет (1,0-1,2)D и для полусферической камеры достигает (1,2-2,0) D. Жесткость головки в значительной степени зависит от ее высоты. Ширина головки обычно совпадает с шириной блока цилиндров. Толщина днища головки tr (см. рис. 299) в существующих конструкциях возрастает с увеличением диаметра цилиндра D. Эта зависимость близка к линейной. Для чугунных головок и головок из алюминиевых сплавов рекомендуются соответственно следующие соотношения, полученные на основании обработки статистических материалов: tr = 0,05D + 2 мм; tr В 0,07D + + 2 мм.
Боковые стенки и стенки газовоздушных каналов имеют по сравнению с днищем головки меньшую толщину tK (рис. 301). Последняя определяется обычно возможностями технологии изготовления и составляет 4-6 мм. Головка крепится к блоку при помощи шпилек или болтов, число которых, приходящееся на один цилиндр, зависит от диаметра последнего и составляет 4—6, а иногда и больше.
Головки автомобильных и тракторных дизелей более массивны, что связано с большими нагрузками, действующими на них. Конструкция головки дизеля также зависит от типа камеры сгорания. В двигателях с неразделенной и полуразделенной камерой днище головки имеет сравнительно простую форму (рис. 302), являясь в большинстве случаев плоским. При этом место расположения форсунки зависит от числа клапанов, приходящихся на один цилиндр.
При наличии двух клапанов в четырехтактном дизеле трудно разместить форсунку и клапаны в одной плоскости без чрезмерного уменьшения диаметра последних. Поэтому форсунку смещают относительно клапанов (см. рис. 301) и часто располагают наклонно. В блочных двухклапанных головках четырехтактных дизелей впускные и выпускные газовоздушные каналы выводят в разные стороны. Однако некоторые конструкции имеют односторонний вывод. При парном расположении одинаковых клапанов в смежных секциях головки стремятся использовать индивидуальные газовоздушные каналы, избегая объединения каналов, особенно впускных. При чередующемся расположении одинаковых клапанов в смежных секциях головки применяют только индивидуальные патрубки. При этом возможно более равномерное распределение температуры.
Кроме высоких давлений, возникающих при сжатии и сгорании, головки и крышки дизелей воспринимают, несмотря на более низкую температуру рабочего процесса, повышенную по сравнению с головками двигателей с принудительным восп л амен ен ием теп л о-вую нагрузку, обусловленную большей теплоотдачей от газа и неравномерным нагреванием днища вследствие наличия отдельных факелов горящего топлива.
При четырех клапанах форсунку легко удается разместить в центре (см. рис. 295, 303).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.