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

Преимущества двухтактных двигателей

Основными преимуществами двухтактных двигателей являются:
большая (в 1,5-1,7 раза) литровая мощность по сравнению с литровой мощностью четырехтактных двигателей и, как следствие этого, меньшие размеры и масса двигателя при условии рационального выбора геометрических параметров и параметров конструкции;
большая равномерность крутящего момента по углу поворота кривошипа, вследствие чего эти двигатели имеют более легкие и компактные маховики (при одинаковой степени неравномерности и одинаковом числе цилиндров);
меньшая нагрузка на шатуны и коленчатые валы, а также амплитуда ее изменения, что обусловливает больший запас прочности при других равных условиях;
более легкий пуск и простота устройств пуска и реверсирования двигателя.
полняют как четырехтактные (см. рис. 1-9), так и двухтактные двигатели.
Почти все двигатели внутреннего сгорания-двигатели простого действия. В таких двигателях можно применять тронко-вую конструкцию поршня, что обусловливает уменьшение габаритных размеров (главным образом в направлении оси цилиндра) и массы поступательно движущихся деталей, а также большую простоту конструкции.
При больших мощностях малооборотные двигатели простого действия выполняют с крейцкопфом в основном для обеспечения большей надежности при эксплуатации и создания лучших условий работы поршневой группы. Принцип двойного действия позволяет увеличить мощность двигателя в 1,5-1,8 раза при относительно небольшом увеличении его массы. Однако в настоящее время двигатели двойного действия (обычно двухтактные) не выпускают, так как они характеризуются сложностью конструкции, очень тяжелыми условиями работы поршневой группы, штока и других деталей. В таких двигателях трудно обеспечить хорошее качество процессов газообмена и особенно смесеобразования в полости цилиндра, через которую проходит шток. Применение же наддува позволяет получить необходимую мощность и в более простых по конструкции двигателях простого действия.
Основные показатели, характеризующие конструкцию двигателя
При проектировании двигателя конструктор решает комплекс сложных проблем, связанных как с процессами, происходящими в цилиндре и в смежных с ним системах, так и с компоновкой двигателя. Конструктор должен учитывать возможность и дальнейшие пути совершенствования конструкции в соответствии с требованиями современного двигателестрое-ния.
Основные параметры двигателя: ст, л, S/D, ре, § D'. При определении размеров цилиндра некоторые из них задают. В частности, могут быть заданы значения | ре и S/D или i, ре и ст. Совокупность указанных параметров в значительной степени характеризует конструкцию двигателя.
Скорость поршня и частота вращения вала. Одним из основных параметров, зависящих от типа двигателя и его назначения, является скорость поршня, определяющая быстроходность двигателя. С увеличением средней скорости поршня повышается тепловая напряженность деталей двигателя (в первую очередь поршневой группы), увеличиваются силы инерции, нагружающие детали кривошипно-шатунного механизма, а также износ подшипников вала и втулки цилиндров уменьшается срок службы двигателя, увеличиваются скорости газов в органах газораспределения, вследствие чего повышается сопротивление в них. Величину ст при проектировании выбирают с учетом назначения двигателя.
Частота вращения и коленчатого вала современных двигателей составляет 100-1000 об/мин и достигает в отдельных случаях 12 000-15 000 об/мин и более (малолитражные, гоночные автомобильные, мотоциклетные двигатели и т. д.). Частота вращения вала стационарного двигателя, непосредственно связанного с электрогенератором, зависит от стандартного числа периодов переменного тока (50 периодов в секунду) при заданном числе пар полюсов электрогенератора. В последние годы наблюдается тенденция к отказу от значительного повышения частоты вращения двигателей.
Отношение хода поршня к диаметру цилиндра. Этот параметр связан непосредственно со скоростью поршня и мощностью двигателя. В высокооборотных двигателях значение S/D целесообразно снижать до определенного предела для получения умеренной скорости поршня, повышения механического КПД, уменьшения размеров в направлении оси цилиндра (особенно в двухтактных двигателях) и повышения жесткости коленчатого вала. С уменьшением радиуса кривошипа увеличивается перекрытие шатунных и коренных шеек, кроме того, снижается износ поршневых колец. При меньших S/D легче разместить детали органов газораспределения в крышке цилиндра. Однако с уменьшением S/D увеличивается длина двигателя, а нередко и масса. При этом износ гильз почти не уменьшается, так как он пропорционален частоте вращения вала и практически не зависит от хода поршня. В двухтактных двигателях с прямоточной схемой газообмена при низких S/D ухудшается качество процесса газообмена.
При проектировании V-образных двигателей с высокими значениями S/D между осями цилиндров получаются большие расстояния, и значительная часть общего объема двигателя не используется. В V-образных двигателях с низкими значениями S/D минимальная длина двигателя, определяемая из расчета размеров коленчатого вала, примерно такая же, как и длина блока цилиндров, полученная при его расчете. Поэтому снижение S/D особенно целесообразно в V-образных и многорядных двигателях. Применение конструкций с низкими S/D обусловливает также уменьшение высоты и ширины V-образного двигателя, особенно при большом угле развала цилиндров. По той же причине двигатели с противолежащими горизонтальными цилиндрами целесообразно выполнять короткоходными.
Для двигателей с принудительным воспламенением, у которых проблема смесеобразования решается проще, значение S/D может быть выбрано меньшим по сравнению с S/D для дизелей. Вместе с тем следует отметить, что значения сил, действующих на узлы, определяются в большей степени диаметром цилиндра и в меньшей - ходом поршня.
Среднее эффективное давление. Среднее эффективное давление ре зависит от способа и качества смесеобразования, сгорания и газообмена, механического КПД г)м, значений давления и температуры на впуске и от тактности двигателя.
При проектировании двигателя значение ре предварительно выбирают на основании опытных данных, затем уточняют его при проведении теплового расчета. При этом учитывают возможность дальнейшего форсирования двигателя с помощью наддува. Увеличение массы поступающего в цилиндр воздуха

1 2 3 4 5 6 7 8

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

 



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