Многоцилиндровые двигатели

1 Март 2010

DvigateliДень добрый. Я хочу рассказать вам о многоцилиндровых двигателях.

В одноцилиндровом двигателе даже при установившемся режиме работы скорость вращения коленчатого вала не остается постоянной, а меняется в течение одного рабочего цикла. Это объясняется тем, что из четырех тактов цикла лишь в течение такта рабочего хода за счет тепловой энергии совершается механическая работа, а для осуществления трех остальных тактов требуется затратить часть этой работы на процессы газообмена в цилиндре. Поэтому при рабочем ходе коленчатый вал поворачивается ускоренно, при остальных тактах — замедленно, а крутящий момент в течение цикла значительно изменяется по величине около среднего значения.

Степень неравномерности вращения коленчатого вала возрастает с увеличением отклонений величины крутящего момента от среднего значения и уменьшается с ростом средней скорости вращения вала, с увеличением сил инерции движущихся и вращающихся деталей. Повышение равномерности вращения вала весьма благоприятно сказывается на условиях работы двигателя и других механизмов автомобиля: улучшается трогание с места, уменьшается износ деталей. Для одноцилиндрового двигателя необходимая равномерность работы может быть обеспечена только применением маховика значительной массы и размеров, что ухудшает приемистость двигателя.

Наиболее эффективным и распространенным методом повышения равномерности работы и мощности двигателей является увеличение числа цилиндров, в каждом из которых поршень передает крутящий момент на общий коленчатый вал с несколькими кривошипами. Суммарный крутящий момент при этом изменяется в течение цикла, но его среднее значение заметно возрастает, поэтому отклонения суммарного момента от средней величины становятся гораздо меньше. Это увеличивает равномерность работы двигателя, кроме того, повышению равномерности способствует воздействие на коленчатый вал в течение цикла нескольких смещенных по времени крутящих моментов. В четырехтактном двигателе рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, т. е. при его повороте на угол 720°. За это время в каждом цилиндре происходит четыре такта, так что одноименные такты, в том числе и рабочие ходы, создающие крутящие моменты, начинаются через равные промежутки времени, соответствующие углу поворота коленчатого вала 720°/i, где i — число цилиндров. Отсюда следует, что в четырехцилиндровом двигателе чередование рабочих ходов происходит через 180°, в шестицилиндровом — через 120°, в восьмицилиндровом — через 90°, в двенадцатицилиндровом — через 60°. За счет этих факторов равномерность изменения крутящего момента шестицилиндрового двигателя почти в 3 раза выше, чем одноцилиндрового, равномерность работы восьмицилиндрового двигателя выше почти в 4 раза.

Таким образом, необходимая равномерность работы многоцилиндрового двигателя в значительной мере обеспечивается за счет воздействия на коленчатый вал нескольких крутящих моментов в течение цикла от каждого цилиндра, а также благодаря увеличению среднего значения крутящего момента. Расчет показывает, что для таких двигателей дополнительно нужен небольшой по весу и размерам маховик. На практике эти размеры маховика оказываются недостаточными, например, для размещения механизма сцепления, поэтому размеры выбираются из конструктивных соображений. После этого производится проверочный расчет выбранных размеров маховика на обеспечение необходимой равномерности работы двигателя при наименьших устойчивых оборотах холостого хода, нормального пуска двигателя и трогания автомобиля с места.

Кроме улучшения равномерности работы многоцилиндровые двигатели позволяют увеличивать литраж и мощность при небольших размерах цилиндров двигателя. При одном и том же литраже двигателя увеличение числа цилиндров дает возможность уменьшить размеры цилиндра. Это усиливает его охлаждение, улучшает форму камеры сгорания и позволяет повысить степень сжатия, а следовательно, и экономичность двигателя.

В многоцилиндровых двигателях значительно меньше силы инерции движущихся деталей и лучше уравновешенность. Вместе с высокой равномерностью работы это позволяет добиться повышения оборотов двигателя и в связи с ростом оборотов — получить увеличение мощности и снижение удельного веса двигателя.

По расположению цилиндров автомобильные двигатели разделяют на однорядные (линейные) и двухрядные (V-образные и оппозитные). Однорядные двигатели могут иметь вертикальное, наклонное и горизонтальное расположение цилиндров. Вертикальное расположение обеспечивает наибольшую простоту конструкции блока цилиндров с картером и удобство обслуживания двигателя. При наклонном и горизонтальном расположении цилиндров уменьшается высота двигателя, что позволяет наиболее рационально разместить его, например, под полом кузова автобуса. Большинство современных однорядных двигателей делается четырех- или шестицилиндровыми, чем обеспечивается хорошее сочетание мощности, габарита и веса двигателя. Большее число цилиндров приводит к чрезмерному увеличению длины двигателя.

Двухрядные двигатели изготовляются с углом между осями цилиндров (с развалом цилиндров) 60, 90 и 180°. Расположение цилиндров под углом 60 или 90° называется V-образным; если цилиндры расположены под углом 180°, т. е. горизонтально и противоположно, двигатель называется оппозитным. Такое расположение обеспечивает в сравнении с однорядными двигателями лучшие уравновешенность и равномерность работы, меньшие длину, высоту и вес двигателя. Это позволяет значительно повышать мощность за счет увеличения числа оборотов и роста числа цилиндров до восьми и двенадцати. Наибольшее распространение получили восьми- и двенадцатицилиндровые двигатели с углом развала цилиндров 90°.

© Автомобильный Блог

 

 

Ваш Комментарий

 

 

Публикации по теме

vodorodnyi_avtomobil4

ВОДОРОДНЫЕ АВТОМОБИЛИ

31 Январь 2017

Автомобили, работающие на водороде, уже расчистили себе площадку на рынке, и вскоре почти каждый сможет купить такую машину. К сожалению, покупка такого автомобиля в данный момент слишком дорогостояща, и не многие смогут позволить себе такую роскошь. Многие любители автомобилей столкнутся с проблемой привязанности к старой машине, и в данный момент они ни за что не…

как-поменять-масляный-фильтр-своими-руками

Раздаточная коробка

6 Апрель 2016

Здравствуйте. Сегодня я расскажу вам о раздаточной коробке. Раздаточная коробка предназначена для того, чтобы распределять крутящий момент вторичного вала коробки передач на несколько ведущих мостов, возможности включения переднего ведущего моста и увеличения тягового усилия на ведущих колесах. Раздаточная коробка устанавливается за коробкой передач на автомобилях повышенной и высокой проходимости и обеспечивает эффективное преодоление тяжелых дорожных…

устройство двс

Устройство двигателя

27 Март 2016

Всем привет! Сегодня я хочу рассказать вам, как устроен двигатель. В конструкцию одноцилиндрового карбюраторного двигателя входят детали, узлы и приборы, образующие комплекс механизмов и систем: это кривошипно-шатунный механизм, газораспределительный механизм, систему охлаждения, систему смазки, систему питания и систему зажигания. Кривошипно-шатунный механизм воспринимает давление расширяющихся газов и преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала….

устройство аккумуляторной батареи

Устройство аккумуляторной батареи

25 Март 2016

Здравствуйте. Сегодня я вам расскажу про аккумуляторную батарею. Аккумуляторная батарея является химическим источником постоянного тока. Она представляет собой устройство, которое накапливает (аккумулирует) электрическую энергию, заряжаясь и превращая ее в энергию химических реакций при подключении к другому источнику тока, а затем разряжается, превращая химическую энергию в электрическую, отдавая ее подключенным потребителям. Процессы зарядки и разрядки аккумуляторной…