Файл: Махалдиани, В. В. Двигатели внутреннего сгорания с автоматическим регулированием степени сжатия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 108

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

,тов) бустер немедленно срабатывает и соответственно из­ меняет степень сжатия. Запаздывания срабатывания меха­ низма и стуки при переходе от одной степени сжатия к другой не наблюдались.

На рис. 13 показана принципиальная схема сил, дей­ ствующих на механизм, изменяющий степень сжатия.

Рис. 13. Схема сил действующих на механизм изменения степени сжатия.

Со стороны регулирующих поршеньков на эксцентри­ ковый вал механизма действуют: момент М от давления га­ зов в рабочих цилиндрах двигателя и момент W, создан­ ный действием бустера.3

3. В. В. Махалдиани, И. Ф. Эджибия. А. М. Леонидзе

33

( 10)
= Pf R .
(9)

В соответствии с обозначениями на схеме (рис. 13), можно написать

М =

Рг'іп(а + Р)

(7)

 

 

0S р

 

W = Pf R.

 

(8>

В этих формулах

сила

Р определяемся как

произведение

среднего давления цикла на

площадь регулируйщих поршень­

ков, а сила Pf — как произведение среднего давления во всасы­ вающем коллекторе на площадь поршня бустера.

Равновесие, с ответствующее той или иной степени сжа­ тия, достигается при условии

М - W

или

Р г sin (ос -t- ß) cos ß

Это условие будет соблюдено, если канавка для троса основного шкива будет спрофилирована так, чтобы при из­

менении

величины дросселирования,

следовательно, и при

поворачивании

эксцентрикового

вала, радиус

кривизны R

менялся

бы по

закону

 

 

 

 

 

Р г sin (а +

ß)

 

 

 

 

R =

 

 

(И)

 

 

Pf с os ß

 

 

 

Примерно такого же результата можно добиться пос­

тановкой в бустере пружины, характеристика

которой во

всех случаях обеспечивала бы равенство моментов.

График на рис. 14 показывает для

вышеописанной конст­

рукции механизма изменение сил Р,

Pf

и нужною

характерис­

тику пружины Q в зависимости от

коэффициента дросселирова­

ния (обратная величина коэффициента наполнения).

На рис. 15 показана экономическая характеристика ав­ томобиля, работающего с двигателем, имеющим автомати­ ческое изменение степени сжатия; там же указываются ве­ личины соответствующих степеней сжатия.

Весьма ценным свойством описанного механизма яв­ ляется возможность изменения начальной степени сжатия

3t


в зависимости

от сорта

применяемого топлива и атмосфер­

ных

условий.

 

 

 

Для этого достаточно изменить длину троса поворачи­

ванием

регулирующих

гаек.

Во время испытаний было установлено ,и то, что в ре­

зультате

применения переменной степени сжатия умень­

шается

время

просева

холодного

двигателя, что оссбешо

чувствитель­

но в хологксе Ef exя года. Этощокс-

ходкт

вследствие

работы двигателя

во время

прогрева

на

повышенной

*степени сжатия.

На рис.

16

показано

4ст°

го­

 

 

 

ловки

блока

цилиндров

двигателя

 

 

 

ЗИЛ-120,

а

на

рис. 17 —разрез

 

по Рис.

14. Изменение

сил

втор си у иилинрру той же

гслсвки.

действующих на механизм и

характеристика

пружины.

Діаметр

 

 

 

 

регулирующих пор­

 

 

 

шеньков

здесь составляет 62 мм.

 

Степень

сжатия

изменяется

от е =

6,0 до е =

10,5, для чего

 

требуется перемещение

пор­

шеньков на 32,8 мм.

Рис. 15. Экономическая характеристика с указанием степеней сжатия.

На рис. 18 изображено размещение регулирующих поршеньков в камерах сжатия.

На рис. 19 изображены внешние характеристики дви­ гателя ЗИЛ-120, работающего в стандартном состоянии, а затем — с механизмом для автоматического регулирова­ ния степени сжатия. Характеристики показывают, что при

35


(работе двигателя па полном дросселе положительное влия­ ние переменной степени сжатия проявляется лишь на вы­ соких скоростях вращения коленчатого вала. Это проис-

Рис. 13. Головка блока цилиндров двигателя ЗИЛ-120 с механизмом изменения степени сжатия-

Рис. 17. Разрез головки блока

двигателя

ЗИЛ-120 с механизмом

изменения

степени

сжатия: 1.

головка

блока;

2. регул ирующ, ій

поршенек; 3. шатун; 4. эксцентриковой

вал; 5.

корпус, 5. шкив;

7.

трос; 8.

бустер; 9.

штуцер;

10. ограничитель.

36

t

Рис. its. 1-азмицение регулирующих поршеиьов в камере сгорания.

 

Рис. 19. Внешние характеристики двигателя, работающего в

стандартном состоянии и с переменной степенно сжатия.

37

ходит по той причине, что исходная

степень

сжатия е = 6

соответствует полному дросселью и

низким

оборотам ко­

ленчатого вала, а также благодаря тому, что при повыше­ нии числа оборотов двигателя, ввиду увеличения разреже­ ния во всасывающей трубе, механизм автоматически повы­ шает степень сжатия. График (рис. 19) показывает, что при автомэтическом регулировании степени сжатия, с уве­ личением чисел оборотов от 1000 до 2400 обIмин, степень сжатия при полном дросселе повысилась от 6,7 до 7,8.

Рис. 20. Характеристики двигателя при открытии дросселя на 25°.

Тот факт, что при одном и том же положении дросселя осуществляется разная степень сжатия, не должен вызвать беспокойство, так как по мере увеличения скорости вра­ щения коленчатого вала склонность к детонации умень­ шается.

Более чувствительное влияние переменной степени сжа­ тия, как и следовало ожидать, наблюдается при частичных нагрузках. Это хорошо видно на рис. 20, где изображены характеристики двигаетля ЗИЛ-120, работающего при от­ крытии дросселя на 25°.

На рис. 21 показана еще одна схема механизма прямо­ линейных траекторий шарнирных многозвенников, предназ­ наченного для изменения степени сжатия, разработанного доц. В, Белецким.

38


 

Регулирующие степень

сжатия

поршеньки

1 стержня­

ми

2 связаны с

балкой механизма 3. На

неподвижных опо­

рах

А крепятся

коромысла

Г\ плечи

Гі

которых

соединены

стержнем 4 с балкой механизма, а длинные плечи гг стер­ жнями 6 с поршнем бустера 7.

Полость бустера трубкой 8 соединена со всасывающим коллектором двигателя. Для обеспечения параллельного перемещения балки механизма, последняя имеет направ­ ляющие поверхности 9.

£ ь н п

£ м а х

При полной нагрузке двигателя поршеньки занимают крайнее верхнее положение, соответствующее минимальной степени сжатия; крайнее верхнее положение регулирующих поршеньков ограничивается верхней мертвой точкой малых плеч Г; коромысла. При холостом ходе и близких к нему нагрузках, вследствие больших усилий, создаваемых бус­ тером, поршеньки займут .крайнее нижнее положение, ко­

39


торое ограничивается мертвой точікюй больших плеч г2 ко­ ромысел.

Описанный механизм сраинительно пріост по кон­ струкціи,и, однако обладает пониженной жесткостью.

§ 3. Механизмы для автоматического изменения степени сжатия с гидравлическим приводом

Как было отмечено выше, использование гидравличес­ кого привода дли автоматического изменения степени сжа­ тия было предложено проф. В. Петровым в 1947 году.

Рис. 22. Схема изменения степени сжатия с

гидравлическим приводом.

Схема этого механизма показана на рис. 22. Масло из главной магистрали системы смазки двигателя под давле­ нием рм, через калиброванное отверстие 12 поступает ъ

40

полость 4 гидравлического механизма, что вызывает пере­

мещение вниз регулирующеіго степень сжатия

поршенька

3, уменьшая

объем

камеры сгорания;

это происходит в

случае, если

золотник

14

нижним своим торцем

упирается

в днище цилиндрической выемки поршенька 3.

 

Управление золотником 14 осуществляется вакуумным

механизмом, состоящим из вакуумной камеры 6,

плунжера

7, штока золотника

14 и

пружины 11.

Вакуумная камера

6 находится под давлением

ph, равным

давлению

во всасы­

вающем коллекторе двигателя, а верхняя цилиндрическая полость 9 соединяется с атмосферой и находится под дав­

лением рй.

На прикрытых дросселях высокое разрежение во вса­ сывающей трубе заставляет .плунжер 7 преодолеть давле­

ние пружины 11 и переместить шток 14 вниз,

до упора

в

днище центральной

цилиндрической

выемки

регулирующе­

го поршенька 3.

 

 

 

 

Этим тормозится

перетекание

масла из

полости 4

сливную полость 5 и поэтому, поступление масла через от­

верстие 12 в полость 4,

как уже отмечалось

выше, вызыва­

ет

увеличение

степени

сжатия до момента,

пока поршенек

3

не упрется

днищем

в

ограничительные

выступы ци­

линдра.

 

 

 

 

 

ß момент

увеличения

нагрузки двигателя (открывание

дроссельной заслонки) снижение разрежения во всасываю­ щей трубе, а потому и в вакуумной камере вызывает пере­ мещение плунжера 7 ©верх открывая, проход для масла в сливную полость 5; увеличение же при этом давления га­ зов в рабочем цилиндре двигателя, с другой стороны, уско­ ряет перемещение поршенька 3 вверх с одновременным вы­ талкиванием соответствующего количества масла из гид­ равлической камеры 4 через центральное, а потом боковые сверления 13 в штоке 14, в сливную полость 5 и оттуда, через сливную трубу, в картер двигателя.

Этст процесс продолжается до тех пор, пока внутрен­ няя полость регулирующего поршенька 3 своей выемкой :в днище не упрется в нижнюю торцевую кромку штока 14.

41