|
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
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Учебное пособие
2. ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
2.9. Многоцилиндровые двигатели
На современных автомобилях применяют четырех-, шести-, восьми- и 12-цилиндровые двигатели.
Наиболее распространенные схемы компоновок цилиндров 1 двигателей представлены на рис. 13. При однорядных схемах компоновки (рис. 13, а) оси цилиндра 1
занимают строго вертикальное положение (это двигатели автомобилей ВАЗ-2106 «Жигули», ГАЗ-24-10 и -3102 «Волга» и др.) или расположены под некоторым
углом a к вертикали (рис. 13,6), находящихся в пределах 15—20° (это двигатель автомобиля «Москвич-21412»), что позволяет уменьшить высоту двигателя и
удобнее располагать его приборы и оборудование. На большинстве грузовых автомобилей применяют двухрядную V-образную (под углом (ß) компоновку
(рис. 13, в) цилиндров 1 (это двигатели автомобилей ЗИЛ-130, КамАЗ-5320, МАЗ-5335, «Урал-4320» и ГАЗ-53-12). Наряду с этим применяется также и
двухрядная компоновка (рис. 13, г) под углом 180° с противолежащими цилиндрами 1. Двигатели с таким расположением цилиндров иногда называют оппозитными,
они удобно располагаются под полом кузова, например, в автобусах.
Многоцилиндровые двигатели состоят как бы из нескольких одноцилиндровых двигателей,
конструктивно объединенных в одно целое и имеющих один общий коленчатый вал. В таком двигателе за два оборота коленчатого вала 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 указанных двигателей осуществляется один и тот же рабочий процесс, но одноименные такты происходят в разные
моменты времени, при этом чередование тактов в цилиндрах двигателей выбирают так, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки на подшипники
коленчатого вала и плавную работу двигателя. Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах двигателя в течение его рабочего цикла
называется порядком работы двигателя. Принято указывать порядок работы двигателя по чередованию тактов рабочего хода, начиная с первого цилиндра.
Порядок работы двигателя во многом зависит от типа двигателя и числа цилиндров. Так, у коленчатого вала рядного
четырехцилиндрового двигателя (рис. 14, а) кривошипы расположены попарно под углом 180°, два крайних — под углом 180° к двум средним. Соответственно
поршни цилиндров 1 и 4 при работе двигателя перемещаются одновременно в одном направлении, а поршни цилиндров 2 и 3 — в противоположном.
Рис.14. Схемы кривошипно-шатунного механизма рядных двигателей
Порядок работы четырехцилиндровых двигателей может быть 1—3—4—2 (это у двигателей
автомобилей семейств ВАЗ, «Москвич» и др.) или 1—2—4—3 (это у двигателей автомобилей ГАЗ-24-10 «Волга», УАЗ-3151 и их модификаций).
В шестицилиндровом рядном двигателе шатунные шейки коленчатого вала (рис. 14, б) расположены попарно в трех плоскостях.
Такты во всех цилиндрах двигателя в соответствии с расположением кривошипов начинаются и кончаются не одновременно, как в четырехцилиндровом двигателе,
а смещаются в одной паре цилиндров относительно другой на угол 120 °, и, следовательно, рабочие ходы перекрываются на 1/з хода поршня, обеспечивая тем
самым более равномерное вращение коленчатого вала.
Наиболее распространенным порядком работы карбюраторного шестицилиндрового рядного двигателя является 1—5—3—6—2—4
(это у двигателей автомобилей ЗИЛ-157КД, ГАЗ-52-04). Возможны и другие порядки работы карбюраторного шестицилиндрового двигателя.
Для шестицилиндровых дизелей наиболее совершенным является V-образный вариант двигателя с развалом цилиндров под углом 90°
(рис. 15, а) и с порядком работы 1—4—2—5—3—6 (это двигатель ЯМЗ-236). Широкое распространение дизелей и карбюраторных двигателей с V-образным
расположением цилиндров является следствием преимуществ компоновочных схем этого типа по сравнению с компоновочными схемами рядных двигателей.
Рис.15. Схемы кривошипного механизма V-образных двигателей
К преимуществам таких двигателей следует отнести их меньшую высоту и габаритную длину,
что дает возможность улучшить компоновку автомобиля в целом.
Недостатками V-образных двигателей являются более сложная отливка блока и увеличение габаритной ширины его по сравнению
с рядным двигателем.
На грузовых автомобилях ЗИЛ-130, ГАЗ-53-12, КамАЗ-5320 и других установлены восьмицилиндровые V-образные двигатели
(рис. 15, б), цилиндры которых 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. На каждой шатунной шейке
коленчатого вала установлено по два шатуна, которые связаны с поршнями правого и левого рядов цилиндров.
В восьмицилиндровом V-образном двигателе порядок работы 1—5—4—2—6— 3—7—8. При указанном порядке работы рабочие ходы следуют
один за другим с перекрытием на ½ хода поршня. Это обеспечивает не только равномерное вращение коленчатого вала, но и уравновешивание сил инерции, возникающих в
процессе работы восьмицилиндрового двигателя.
|
