Файл: Алябьев, В. И. Самоходные лесопогрузчики учебник для проф.-тех. учеб. заведений.pdf

§9. Общее устройство и работа двигателя внутреннего сгорания

Удвигателей внутреннего сгорания процесс превращения хими­ ческой энергии топлива в тепловую энергию с последующим ее пре­ вращением в механическую работу происходит внутри самого ци­ линдра двигателя. Двигатели внутреннего сгорания подразде­ ляются:

дом, жидком и газообразном топливе); по способу смесеобразования (карбюраторные с внешним смесе­

образованием, у которых горючая смесь приготовляется в специаль­ ном приборе— карбюраторе; эти двигатели работают на легком жидком топливе: бензине, лигроине, керосине; и дизели с внутрен­ ним смесеобразованием в рабочем цилиндре, с насосным или воз­ душным распыливанием жидкого тяжелого топлива — дизельного топлива, газойля, солярового масла);

по давлению сжатия (низкого сжатия — карбюраторные и высо­ кого сжатия — дизели);

по способу воспламенения горючей смеси (с воспламенением ее от электрической искры и с самовоспламенением, т. е. с воспламе­ нением от теплоты сжатия'—дизели);

по выполнению рабочего процесса (двухтактные и четырех­ тактные);

по числу цилиндров (одноцилиндровые, двухцилиндровые, четы­ рехцилиндровые и т. д.);

по расположению цилиндров (расположенные в один ряд, вер­ тикальные; расположенные в два ряда, наклонно под углом друг к другу или горизонтально и др.);

по способу охлаждения — с водяным и воздушным охлаждением. Двигатель внутреннего сгорания включает следующие основные

части:

кривошипно-шатунный механизм — для преобразования прямо­ линейного движения поршня во вращательное движение коленча­ того вала;

механизм газораспределения — для управления процессом ра­ боты двигателя путем своевременного открытия и закрытия впуск­ ных и выпускных клапанов, подающих в цилиндры свежую горю­ чую смесь (карбюраторные двигатели) или свежий воздух (дизель­ ные двигатели), а также выпуска отработанных газов;

систему смазки — для смазки трущихся'поверхностей двигателя; систему охлаждения — для отвода излишнего тепла от дви­

гателя; систему питания — для приготовления горючей смеси (карбюра­

торные двигатели) или подачи чистого воздуха (дизельные двига­ тели) ;

систему зажигания—для воспламенения рабочей смеси в ци­ линдре карбюраторного двигателя.

64

Рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания состоит из процессов заполнения цилиндров свежей горючей смесью, сжатия ее перед сгоранием и ее сгорания, расширения газов и очищения цилиндров от образовавшихся продуктов сгорания. Вся эта сово­ купность процессов называется циклом работы двигателя.

Четырехтактный рабочий процесс дизельного двигателя про­

с горячим воздухом. Давление топлива в момент впрыска превы­ шает давление в цилиндре. Вследствие высокой температуры в цилиндре топливо воспламеняется. Сгорание топлива сопро­ вождается большим выделением тепла, и температура в цилиндре

пана остаются закрытыми и совершается рабочий ход. В течение рабочего хода топливо продолжает впрыскиваться и сгорать, по­ этому давление и температура на части рабочего хода остаются примерно постоянными. К концу рабочего хода давление снижается до 2—3 кГ/см2, а температура до 700—800° С.

65

Т а к т в ып у с к а . Поршень 2 движется от н. м. т. к в. м. т. (рис. 45,г), и отработанные газы выталкиваются из цилиндра 1 че­ рез открывающийся выпускной клапан 5. Давление газа 1,05— 1,1 кГ/см3, а температура 700—800° С.

Главной характеристикой двигателя внутреннего сгорания яв­ ляется его мощность. Мощность двигателя измеряется в лошади­ ных силах (л. с.). Различают индикаторную мощность, т. е. мощ­ ность, развиваемую газами внутри цилиндра, и эффективную, или действительную, мощность, развиваемую на коленчатом валу дви­ гателя и расходуемую на выполнение работы. Эффективная мощ­ ность составляет 80—90% от индикаторной мощности, так как часть мощности затрачивается на преодоление сил трения в двига­ теле, а также на привод вспомогательных механизмов, например на вращение валов привода масляного, водяного и топливного насо­ сов, подъем клапанов, привод вентилятора и т. д.

Механический коэффициент полезного действия (к. п. д .)— это отношение эффективной мощности к индикаторной; служит для оценки всех механических потерь в двигателе. Эффективный или экономический к. п. д.— это отношение количества тепла, превра­ щенного в механическую работу на коленчатом валу двигателя, ко всему количеству тепла, содержащемуся в топливе; служит для оценки степени использования тепла двигателя на выполнение по­ лезной работы. Величина экономического к. п. д. двигателя сни­ жается при неправильной его регулировке, плохой загрузке, неис­ правности и т. д.

Двигатель внутреннего сгорания характеризуется также числом эффективных лошадиных сил, которые снимаются с 1 л рабочего объема цилиндра двигателя; определяется путем деления эффек­ тивной мощности двигателя на его литраж.

Расход двигателем топлива в час при определенной нагрузке называется часовым расходом (кг/ч). Расход топлива в граммах на одну эффективную лошадиную силу в час называется удельным расходом топлива (г/л.с.-ч).

тому коренному подшипнику; 5 — трубка подвода масла к четвертому коренному подшипнику;

66

67

§ 10. Кривошипно-шатунный и клапанно-распределительный механизмы двигателей

Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразо­ вания поступательного движения поршней во вращательное дви­ жение коленчатого вала.

Устройство его, например, в двигателе КДМ-100 следующее. Блок цилиндров 42 (рис. 46) и верхняя часть картера выпол­

нены в виде единой отливки из серого чугуна. В блоке запрессо­ ваны четыре гильзы 47, пространство между гильзами и стенками блока является водяной рубашкой 44, служащей для охлаждения двигателя во время работы. Литые вертикальные перегородки 9, 13 и 23, а также передняя и задняя стенки 32, 56 имеют гнёзда для коренных подшипников коленчатого вала. В прямоугольных пазах гнезд устанавливаются крышки 1, 8, 16, 22 и 28 подшипни­ ков. Крепятся они к блоку шпильками. К гнездам подводятся трубки, по которым смазка поступает из маслопровода 11 к под­ шипникам коленчатого вала.

Каждый коренной подшипник состоит из верхнего и нижнего вкладышей. Верхние вкладыши 3, 16, 15, 21 и 26 удерживаются от перемещения «усиками», входящими в пазы гнезд блока.

Нижние вкладыши 2, 7, 14, 20 и 27 располагаются в крыш­ ках подшипников и удерживаются от проворота и осевого смеще­ ния также «усиками», входящими в пазы крышек. Все крышки подшипников имеют специальные пазы для того, чтобы ломиком можно было снять крышку. В пятом подшипнике для этой же цели предусмотрено отверстие с резьбой под съемник.

К наклонной боковой плоскости прикрепляется пусковой дви­ гатель. Водораспределительная камера сообщается с водяной ру­ башкой двигателя специальными отверстиями. В передней крышке имеется фланец для крепления подводящей трубы, по которой вода подается в блок дизеля и водяную рубашку пускового дви­ гателя. Для спуска воды из водораспределительной камеры в ее задней крышке имеется спускная пробка 53. Люки 18 предназна­ чены для осмотра коренных и шатунных подшипников.

В блоке 42 имеются бобышки для запрессовки подшипников скольжения 37, 49 и 54 распределительного вала. К стенке блока крепится главный маслопровод 11. Подвижное крепление, состоя­ щее из шпильки 50 и пружины 51, позволяет маслопроводу сво­ бодно удлиняться при нагревании. Штуцера, ввернутые в отвер­ стия с конической резьбой, и трубки подводят масло от переднего коренного подшипника к передней опоре распределительного вала

ик осям большой и малой промежуточных шестерен.

Внижней плоскости блока расположены два канала, по од­ ному из которых поступает масло от масляного насоса к масло­

68

ней части гильза имеет кольцевые канавки, куда устанавлива­ ются уплотнительные кольца, препятствующие просачиванию воды

а в нижние канавки — маслосъемные кольца. В канавках под мас­ лосъемные кольца имеются отверстия для отвода излишков масла с рабочей поверхности цилиндра. В верхней части поршня распо­ лагается камера сгорания либо в виде полости, либо в виде сферической выемки.

■Ш

Рис. 47. Шатун и поршень двигателей:

Чтобы не было заклинивания поршня вследствие его нагрева­ ния, диаметр днища делается меньше диаметра юбки поршня, которая меньше нагревается по сравнению с днищем.

Палец 10 плавающего типа и удерживается от смещения сто­ порными кольцами 9• Палец изготавливается из стали 50Г и имеет закаленную наружную'поверхность.

69