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
,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 |
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 |
;в |
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