Многоцилиндровые двигатели

метки: Двигатель, Работа, Многоцилиндровый, Порядок, Автомобиль, Момент, Цилиндр, Передача

Многоцилиндровые двигатели — раздел Образование, Конструкция и расчет На Современных Автомобилях При­Меняют Четырех-, Шести-, Восьм…

На современных автомобилях при­меняют четырех-, шести-, восьми- и двенадцатицилиндровые двигатели. Наиболее распространенные схемы компоновок цилиндров двигателей представле­ны на рис. 2.10. При однорядных схемах компоновки (рис. 2.10, а) оси цилиндра занимают строго верти­кальное положение (двигатели автомобилей ВАЗ-2106 «Жигули», ГАЗ-24-10 и -3102 «Волга» и др.) или расположены под некоторым углом a к вертикали (рис. 13,6), нахо­дящимся в пределах 15—20° (двигатель автомобиля «Москвич-21412»).

На большинстве грузовых авто­мобилей применяют двухрядную V-образную (под углом β) компоновку (рис. 2.10, в) цилиндров (дви­гатели автомобилей ЗИЛ-130, КамАЗ-5320, МАЗ-5335, Урал-4320 и ГАЗ-53-12).

Двухрядная компо­новка (рис. 2.10, г) имеет углом 180° с противолежащими цилиндрами. Двигатели с таким расположением цилиндров называют оппозитными, они удобно располагаются под полом кузова, например, в автобу­сах.

Рис.2.10. Схемы компоновки цилиндров двигателей

Многоцилиндровые двигатели компонуются из нескольких одноцилиндровых двига­телей, которые конструктивно объединены в одно целое и имеют один общий коленчатый вал. За два оборота коленчатого вала в таком двигателе рабочих ходов будет столько, сколько у него цилиндров, а так как два оборота коленчатого вала соответствуют 720°, то такты рабочего хода будут чередоваться через равные уг­ловые интервалы Θ в зависимости от числа цилиндров i, следовательно, Θ = 720/i.

Например, в четырех-, шести- и восьмицилиндровых двигателях рабочие ходы происходят соответст­венно через 180, 120 и 90° пово­рота коленчатого вала. В каждом ци­линдре осуществляется один и тот же рабочий процесс, но одноименные такты происходят в разные моменты времени, при этом чередование тактов в цилиндрах дви­гателей должно обес­печивать равномерное распределение нагрузки на подшипники коленчатого вала и плавную работу двигателя.

Порядком работы двигателя

Тип двигателя и числа цилиндров определяют порядок работы двигателя. Так, у коленчатого вала рядного четырехцилиндрового двигателя (рис. 2.11, а) кривошипы расположены попарно под углом 180°, два крайних — под углом 180° к двум средним. Соответственно поршни цилиндров 1 и 4 при работе двигателя движутся одновре­менно в одном направлении, а порш­ни цилиндров 2 и 3 — в противо­положном.

Рис.2.11. Схемы кривошипно-шатунного механизма рядных двигателей: а – четырехцилиндрового; б – шестицилиндрового; 1-6 – цилиндры; I-VI – кривошипы коленчатого вала соответственно цилиндров 1-6

Порядок работы четырехцилиндровых двигателей может быть 1—3—4—2 (двигатели авто­мобилей семейств ВАЗ, «Москвич» и др.) или 1—2—4—3 (дви­гатели автомобилей ГАЗ-24-10 «Волга», УАЗ-3151).

Шатунные шейки коленчатого вала (рис. 2.11, б) в шестицилиндровом рядном дви­гателе расположены по­парно в трех плоскостях. Такты во всех цилиндрах двигателя в соот­ветствии с расположением кривоши­пов начинаются и кончаются не одно­временно, а смещаются в одной паре цилиндров относительно другой на угол 120 °, и, следовательно, рабо­чие ходы перекрываются на ¹ /з хода поршня, что обеспечивает бо­лее равномерное вращение коленча­того вала.

По­рядком работы карбюраторного шестицилиндрового рядного двигателя является 1—5—3—6—2—4 (двигатели автомобилей ЗИЛ-157КД, ГАЗ-52-04).

Возможны и другие порядки работы карбюратор­ного шестицилиндрового двигателя.

Наиболее совершенным для шестицилиндровых дизелей является V-образный вариант двигателя с развалом цилиндров под углом 90° (рис. 2.12, а) и с порядком работы 1—4—2—5—3—6 (двигатель ЯМЗ-236).

Преимущества компоновочных схем этого типа по сравнению с компо­новочными схемами рядных двига­телей привело к широкому распростране­нию дизелей и карбюраторных дви­гателей с V-образным расположе­нием цилиндров.

Рис.2.12. Схемы кривошипного механизма V-образных двигателей: а – шестицилиндрового; б – восьмицилиндрового; 1-8 – цилиндры; I-VIII – кривошипы

коленчатого вала соответственно цилиндров 1-8

К преимуществам таких двигате­лей следует отнести их меньшую высоту и габаритную длину, что позволяет улучшить компо­новку автомобиля в целом.

Недостатками V-образных двига­телей являются более сложная от­ливка блока и увеличение габарит­ной ширины его по сравнению с ряд­ным двигателем.

Восьмицилиндровые V-образные двигатели (рис. 2.12, б) установлены на грузовых автомобилях ЗИЛ-130, ГАЗ-53-12, КамАЗ-5320 и др. Цилиндры в таких двигателях расположены в два ряда по ходу автомобиля, угол развала между рядами цилиндров составляет 90°. Один ряд цилиндров несколько смещен относительно дру­гого ряда, что обусловлено установ­кой двух шатунов на каждую шейку коленчатого вала.

В восьмицилиндровом V-образном двигателе порядок работы 1—5—4—2—6—3—7—8. При таком порядке работы рабочие ходы следу­ют один за другим с перекрытием на ¹ /₂ хода поршня, что обеспе­чивает равномерное вра­щение коленчатого вала и урав­новешивание сил инерции, возникаю­щих в процессе работы восьмицилиндрового двигателя.

Все темы данного раздела:

Под автомобилем понимают самоходное механическое транспорт­ное средство, которое используется для перевозки грузов, людей и решения спе­циальных задач. По своему назначению

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) получили широкое распространение на современных автомобилях. По конструкции их разделяют на по­ршневые и роторные. В порш

Общее устройство двигателя рассмотрим на примере двигателя автомобиля ВАЗ-2108 — четырехтактного, карбюра­торного, четырехцилиндрового с рядным вертикальным располо­жением цилиндров

Конструктивные параметры, по которым рассчитывается поршневой двигатель, — диаметр цилиндра, ход поршня и число цилиндров. Поршень 2 при одном обороте коленчатого вала 3 дв

Рабочий процесс двигателя анализируют по ин­дикаторной диаграмме, которая представляет собой зависимость дав­ления в цилиндре двигателя р от переменного объема надпоршневого простра

Степень сжатия в дизелях назначается много большей, чем в карбюраторных двигателях: ε = 14…23. Это позволяет обеспечить достаточную тем­пературу для надежного самовоспламенен

Процессы сжатия, сгорания и расширения в двух- и четырех­тактных двигателях принципиальных отличий не имеют. Различие рабочих процессов этих двух типов двигателей наблюдается только

В качестве показателя работоспособности цикла на практике используется не индикаторная работа Li, которая определяется не только совершенством организации рабочих процесс

Степень форсированности оценивают по литровой мощности. Двигатели, имеющие высокие значения Nл, называют фор­сированными. Под форсированием двигателя понимают ко

Поршень воспринимает давление га­зов при такте рабочего хода и передает его через шатун на коленчатый вал. Поршень состоит из трех частей (рис. 3.5): дни­ща 5, упло

Силы давления газов на поршень, передающиеся ими на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи транс­миссии передается на колеса авто­мобиля. Коленчатый вал воспринимает также и си

Конструкции двигателей с двухклапанными механизмами газораспределения, включающими в себя один впускной и один выпускной клапаны (рис. 4.1, 4.2) получили наиболее широкое распространение.

Верхний распределительный вал вращается при помощи системы промежуточных валов с коническими или винтовыми шестернями (см. рис. 4.9, б), цилиндрическими шестернями (см. рис. 4.9, в), цепью (см. рис

Основным параметром механизма газораспределения является «время-сечение», которым называется интегральная сумма произведений проходных сечений, открываемых клапаном, на время, т.е.

В газораспределительном меха­низме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коро­мысла).

Подвод к трущимся деталям достаточного количества масла необходим для уменьшения трения за счет создания масляной пленки между сопряженными деталями, для охлаждения их поверхности, удаления частиц

Шестеренный масляный насос служит для создания давления масла в системе и подачи его к трущимся поверхностям деталей. Насос состоит из корпуса 5 (рис.5.2,а), в котором уст

Температура при работе двигателя в среднем составляет 800…900° С, а при сгорании рабочей смеси в цилиндрах двигателей достигает 2500° С. Это вызывает сильный нагрев деталей и может

Исходная величина для расчета элементов системы охлаждения — количество теплоты (Дж/с), которое необходимо отвести от двигателя в охлаждающую среду, Qж = qж

Система питания предназначена для хранения, подачи и очистки топлива, очистки и подачи воздуха, приготовления нужного состава горючей смеси на разных режимах работы двигателя и отво

Топливный бак ВАЗ-2105 (рис.7.2) служит для хранения запаса топ­лива и изготовляется из освин­цованного стального листа. Заливная горловина бака герметично закрывае

Карбюрацией называется процесс распыления жидкого топлива и смешивания его с воздухом, а прибор, в котором совер­шается этот процесс, – карбюратором. Горючая смесь

Приготовление горючей смеси топлива с воздухом внутри цилиндров является особенностью двигателей с само­воспламенением от сжатия, или дизелей (по имени изобретателя Р. Дизеля).

Топливо- и воздухоподводящая аппаратура, выпускной газопро­вод и глушитель шума отрабо­тавших газов представляют систему питания дизелей. В четырехтактных ди­зелях наибольшее распространение получи

Наддув используют для повышения мощности дизеля путем подачи заряда воздуха в цилиндр под дав­лением. Дизель оборудован турбокомпрессором, использующим энергию отработавших

Топливный насос высокого давления предназначен для отмеривания необходимого количества топлива и подачи его под высоким давлением в цилиндры в установленный момент

Трансмиссия предназначена для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. При передаче происходит изменение крутящего момента и распределение между ведущими колесами. Крут

Сцепление предназначено для кратковременного разъединения двига­теля и коробки передач и вновь плавного соединения их без резкого изменения нагрузки. При этом должно быть обеспечено

Момент трения муфты может быть рассчитан по следующему уравнению: Ммр = μ

• Q
• Ro
• iф, где Q — нажимное усилие, действующее

Коробка передач предназначена для силы тяги на ведущих колесах автомобиля при постоянной мощности двигателя путем зацепления шестерен с различным числом зубьев; она обес­печивает та

В простейшей двухвальной коробке с однопарными передачами (рис.12.8,а) сумма чисел зубьев Sz любой сопрягаемой пары должна быть величиной постоянной при равенстве модулей всех шесте

Раздаточная коробка предназначена для снижения ударных нагрузок в трансмиссии, а также для частичной компенсации перемещения и установки ее относительно коробки передач. Ра

Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от ведо­мого вала коробки передач или раз­даточной коробки к ведущему валу главной передачи. Ее применение связано с

Карданная пере­дача обеспечивает передачу крутящего момента от коробки пере­дач на главную передачу заднего ведущего моста. Карданная передача автомобиля «Москвич» имеет од

Главная пере­дача увеличивает подво­димый к ней крутящий момент и передает его через дифферен­циал на полуоси, которые расположены под прямым углом к продольной оси автомобиля. Конструктивно главны

При повороте автомобиля его внутреннее ведущее колесо проходит меньший путь, чем наружное, поэтому, чтобы качение внутреннего колеса происходило без скольжения, оно должно вращаться

Полуоси передают крутящий момент Т от дифференциала к ведущим колесам (рис.14.8), а также следующие изгибающие моменты: от вертикальной реакции Rz на действие си­лы тяжести, приходящейся

Подвеска предназначена для снижения вертикаль­ных колебаний кузова, что обеспечивает плавность хода автомо­биля, и смягчения и поглощения ударов, воспри­нимаемых колесами от неровно

Передняя подвеска автомобиля ВАЗ-2105 (см.рис.15.5) представляет собой колебательную систему, собственная частота колебаний которой определяется такими параметрами, как жесткость ш

Задняя подвеска связывает кузов с балкой заднего моста автомобиля. Она предназначена для смягчения толчков, передаваемых от ко­лес, и гашения колебаний кузова. Задн

Ступицы 5 передних колес автомобилей ВАЗ-2105 и «Москвич» (см.рис.15.5) устанавливаются на осях 4 поворотных цапф на двух роликовых подшипниках 1 каждая. Внутренние кольца подшипник

Совокупность механизмов, служащих для поворота управляемых колес, называется рулевым управлением. Рулевое управление обеспечивает правильную кинематику поворота и безопасность движе

Тормозные системы служат для снижения скорости движения и полной остановки автомобиля, а также для удержания на месте неподвижно стоящего автомобиля. Тормозная система должна быть м

Тормозные механизмы предназначены для торможения вращаю­щихся колес автомобиля или одного из валов трансмиссии. Фрикционные тормозные механизмы, получившие распространение

Тормозной привод предназначен для передачи уси­лия от органов управления к тормоз­ным механизмам и управления ими в процессе торможения. В зависимости от конструктивных особенностей тормоз

Рабочая тормозная система на изучаемых автомобилях состоит из четырех тормоз­ных механизмов колес и гидравлического привода. Тормозной механизм переднего колеса автомобиля ВАЗ-2105

Стояночная тормозная предназначена для удержания автомобиля в неподвижном состоя­нии и состоит из механиче­ского привода от ручного рычага и тормозного механизма задних ко­лес; она

Барабанный тормозной механизм имеет симметричный колодочный тормоз (рис.17.18), состоящий из вращающегося барабана 1 и двух внутренних колодок 2, шарнирно подвешенных на неподвижных опорах 5. Разжи

1. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высшая школа, 2002.- 496 с. 2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3