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

Компоновка двигателя

При компоновке двигателя необходимо обеспечить заданные размеры и массу двигателя при соблюдении прочности, жесткости и износостойкости деталей, простоты их геометрических форм и технологичности конструкции, а также надежности работы двигателя.
При проектировании и анализе конструкции, как правило, используют среднюю скорость поршня С».
Значение п зависит от характеристики связанного с двигателем агрегата, его КПД, особенностей конструкции. В зависимости от частоты вращения двигатели подразделяют на высокооборотные (ВОД), среднеоборотные (СОД) и малооборотные (МОД).
Величина S/D является одним из основных параметров, определяющих размеры и массу двигателя.
Вследствие уменьшения высоты камеры сгорания в дизелях с коротким ходом поршня ухудшаются условия смесеобразования и сгорания, что снижает экономичность двигателя.
Для дизелей рациональные значения S/D близки к единице и не должны быть менее 0,80 даже при очень жестких требованиях к размерам двигателя.
С ростом рк увеличиваются тепловые и механические напряжения в основных деталях, износ трущихся пар, а также опасность возникновения детонации в двигателях с принудительным воспламенением. Это необходимо учитывать при проектировании двигателя.
При увеличении числа цилиндров повышается равномерность хода двигателя и улучшается его уравновешенность, облегчается пуск, уменьшается масса маховика.
При увеличении количества деталей усложняется конструкция двигателя, что в условиях крупносерийного производства хотя и не сказывается существенно на стоимости двигателя, но повышает стоимость его обслуживания.
или горючей смеси в результате повышения давления рк на впуске (применение наддува) позволяет значительно увеличить среднее эффективное давление.
Максимальное давление р. в цилиндре зависит от типа осуществляемого цикла, от степени сжатия, вида топлива, способа смесеобразования и других факторов. Обычно при проектировании двигателя значение р. выбирают, учитывая в первую очередь назначение двигателя и способ смесеобразования. При этом решающее значение имеет обеспечение прочности основных деталей двигателя и в первую очередь работоспособности подшипников коленчатого вала.
Число цилиндров и диаметр цилиндра. Число цилиндров i двигателя, связанное непосредственно с диаметром цилиндра, определяется заданными размерами двигателя или машинного отделения, степенью равномерности крутящего момента, зависящей от протекания рабочего процесса и числа тактов, тепловой напряженностью поршневой группы, требованиями к уравновешиванию возвратно движущихся масс и значением сил инерции этих масс, условиями производства двигателей (при большом числе цилиндров и меньшем диаметре снижается стоимость изготовления двигателя, особенно в случае крупносерийного производства); опасностью увеличения крутильных колебаний вала, возможностью пуска двигателя с любого положения коленчатого вала.
Число цилиндров в выполненных конструкциях находится в пределах 1-24. В отдельных случаях i = 42-^-56. Как правило, в однорядных конструкциях i = 4-f-10, в V-образных i = 4-i-20, в однорядных и многорядных звездах i = 5-j-9 (в одном отсеке). Изменение числа цилиндров (при данной мощности) влияет на механический и индикаторный КПД двигателя. В многоцилиндровых конструкциях при увеличении i размеры цилиндра и всего двигателя уменьшаются, снижается также масса движущихся деталей, что позволяет повысить частоту вращения коленчатого вала без превышения допустимых напряжений в деталях. При определении размеров цилиндра используют данные о находящихся в эксплуатации двигателях и результаты опытов на одноцилиндровых установках.
С увеличением диаметра цилиндра повышается эффективный КПД вследствие уменьшения потерь теплоты в охлаждающую среду. Кроме увеличения тепловой напряженности поршня и крышки цилиндра, увеличиваются также нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и подшипники. Это в первую очередь относится к двигателям воздушного охлаждения, где диаметр цилиндра обычно не превышает 150 мм. Увеличивать диаметр цилиндра двигателей с принудительным воспламенением нецелесообразно вследствие возрастания опасности возникновения детонации.
Масса и размеры двигателя. Весьма важными показателями, характеризующими качество конструкции, являются масса и размеры двигателя. Как правило, при сравнительной оценке конструкций пользуются удельным параметром gN, т.е. массой двигателя на 1 кВт мощности. Значение  зависит от многих факторов, в том числе от назначения двигателя, конструктивной схемы, компоновки, материалов деталей и от рассмотренных выше показателей. Значение gN колеблется от 1 кг/кВт
(автомобильные высокооборотные двигатели) до 30-40 кг/кВт (судовые малооборотные двигатели).
Анализ распределения массы между деталями двигателя показывает, что масса корпусных деталей (при наличии литого остова) достигает 60-70% общей массы двигателя. Следует обращать внимание на расположение вспомогательных агрегатов. Наряду с массой важным показателем являются размеры двигателя, которые зависят от его мощности, типа и назначения, конструктивной схемы и выбранных параметров.
Масса двигателя снижается при переходе на V-образную или более сложную схему, при которой длина картера и коленчатого вала уменьшается (при незначительном увеличении диаметра вала).

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.