ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»

 

Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ, СИСТЕМ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЯ

Учебное пособие

1. РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1.1. Основные параметры поршневых двигателей

     Основными конструктивными параметрами двигателя являются диаметр цилиндра, ход поршня и число цилиндров.
     При одном обороте коленчатого вала 3 двигателя (рис. 1) поршень 2 делает один ход вниз и один ход вверх. Изменение направления движения поршня в цилиндре 1 происходит в двух крайних точках, называемых мертвыми, так как в них скорость поршня равна нулю.

Рис.1. Схема для определения основных параметров двигателя

Рис.1. Схема для определения основных параметров двигателя

     Крайнее верхнее положение поршня называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее его положение – нижней мертвой точкой (НМТ).
     Расстояние, проходимое поршнем от ВМТ до НМТ, называется ходом S поршня, который равен удвоенному радиусу R кривошипа:

S = 2R.
     Следовательно, при перемещении поршня от одной мертвой точки до другой коленчатый вал поворачивается на 180°, т. е. совершает половину оборота.
     Размер кривошипа коленчатого вала определяется радиусом r, равным расстоянию между осями шатунной и коренной шеек. Длина шатуна l является расстоянием между осями его верхней и нижней головок. Отношение r/l в автомобильных двигателях составляет 1/3,5–1/4,5. Ход поршня S и диаметр цилиндра D являются важными параметрами двигателя, определяя его размеры. Ход поршня S равен удвоенному радиусу кривошипа. Отношение S/D в двигателях составляет 0,7–2,2. Если S/D<1,0, то двигатель называют короткоходным. Многие современные автомобильные двигатели выполняют короткоходными.
     Пространство над днищем поршня при нахождении его в ВМТ называется камерой сгорания. Ее объем обозначается через Vc, a пространство цилиндра между двумя мертвыми точками (НМТ и ВМТ) называется его рабочим объемом и обозначается Vh. Сумма объема камеры сгорания Vc и рабочего объема Vh цилиндра составляет полный объем цилиндра, обозначаемый Va.
     Рабочий объем цилиндра в кубических сантиметрах или литрах

Vh = π·D2·S / 4.

Сумму всех рабочих объемов цилиндров многоцилиндрового двигателя называют рабочим объемом двигателя:

Vл = Vh·i,

где i – число цилиндров.
     Отношение полного объема цилиндра Vа к объему камеры сгорания Vc называется степенью сжатия:

ε = (Vc+Vh)/Vc=Va/Vc.

     Степень сжатия – безразмерная величина, она показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха, находящихся в цилиндре, при перемещении поршня от НМТ к ВМТ. Чем выше степень сжатия, тем больше температура и давление рабочей смеси при подходе поршня к ВМТ.
     С увеличением степени сжатия повышается мощность и топливная экономичность двигателя. Однако повышение степени сжатия карбюраторных двигателей возможно лишь до определенных пределов, после достижения которых увеличение степени сжатия приводит к преждевременному самовоспламенению рабочей смеси и вызывает взрывное сгорание – детонацию топлива, что снижает работоспособность двигателя. Различные виды жидких и газообразных топлив имеют разные температуры самовоспламенения, поэтому вид топлива, на котором работает двигатель, определяет пределы его степени сжатия. Автомобильные двигатели, работающие на бензине (карбюраторные двигатели), имеют степень сжатия 6-10,5, на газе – 7-9, а дизели – 15-20.

О ПОСОБИИ            НАЗАД            ВПЕРЕД            СОДЕРЖАНИЕ            СПИСОК ПОСОБИЙ