Цель работы

Изучить схемы расположения кривошипов коленчатых валов, освоить методику назначения вспышек в многоцилиндровом двигателе.

Основные теоретические положения

В общем случае двигатель является многоцилиндровым и многоблочным. Считается, что рабочие процессы во всех цилиндрах двигателя протекают одинаково, но со сдвигом по фазе в соответствии с порядком работы цилиндров. Угол отставания вспышки в цилиндре зависит от схемы расположения кривошипов коленчатого вала (КВ), тактности двигателя и расположения блоков цилиндров. Схемы расположения кривошипов KB. Под схемой расположения кривошипов понимается их пространственное положение относительно друг друга и относительно оси вращения КВ. Наиболее распространенные схемы для 4-тактных двигателей приведены в табл. 1.

Табл 1. Характерные схемы расположения кривошипов КВ



Определяют значения удельной результирующей силы P_Σ, приложенной к центру поршневого пальца, лишь для первого цилиндра, расположенного в главном блоке двигателя. Для остальных цилиндров значения можно определить путем сдвига полученного массива значений на угол отставания вспышки в рассматриваемом цилиндре относительно первого цилиндра. Для построения кривой суммарного крутящего момента многоцилиндрового двигателя графически суммируют кривые моментов каждого цилиндра, сдвигая одну кривую относительно другой на угол поворота кривошипа между вспышками. Так как величины и характер изменения крутящих моментов по углу поворота коленчатого вала всех цилиндров двигателя одинаковы и отличаются лишь угловыми интервалами, равными угловым интервалам между вспышками в отдельных цилиндрах, то для подсчета суммарного крутящего момента двигателя достаточно иметь кривую крутящего момента одного цилиндра (рис. 1).

---

Рис. 1. Построение кривой суммарного крутящего момента 4-х цилиндрового 4-х тактного двигателя

От схемы расположения кривошипов зависят важные эксплуатационные свойства поршневого двигателя. В двигателях автомобилей с КШМ применяются следующие схемы расположения кривошипов:

- равномерная продольно-симметричная;

- равномерная продольно-несимметричная;

Равномерная продольно-симметричная (РПС) схема расположения кривошипов КВ. Равномерность расположения кривошипов означает, что плоскости расположения кривошипов делят окружность вращения кривошипов на одинаковые дуги.

Симметричность расположения кривошипов означает, что два расположенных в одной плоскости кривошипа, направленных в одну сторону от оси вращения KB, находятся по разные стороны от условного центра тяжести KB на одинаковом от этого центра расстоянии.

РПС схема расположения кривошипов возможна при четном количестве кривошипов. Такая схема может применяться только в 4-тактных двигателях, но в случае равенства γ_дв = γ_кр неизбежной будет вспышка одновременно в двух цилиндрах, что противоречит требованиям, предъявляемым к автомобильным двигателям. По этой же причине такая схема не может применяться в 2-тактных двигателях.

РПС схема расположения кривошипов KB для 4- цилиндрового двигателя показана на рис. 2.



Рис. 2. Равномерная продольно-симметричная схема расположения кривошипов 1...4 KB: а - проекция кривошипов на плоскость, перпендикулярную оси вращения KB (для 1 схемы из табл. 1); б-пространственное расположение кривошипов

В данном примере плоскости расположения пар кривошипов 1, 4 и 2, 3 совпадают. Коленчатые валы с такой схемой расположения кривошипов широко применяются в 4-цилиндровых 4-тактных двигателях как отечественного, так и зарубежного производства.

Преимуществами применения РПС расположения кривошипов KB являются:

- самоуравновешенность двигателя, вплоть до его полной самоуравновешенности;

- упрощение технологии механической обработки KB (за одну установку KB обрабатываются две шатунные шейки).

Равномерная продольно-несимметричная (РПН) схема расположения кривошипов КВ. Несимметричность расположения кривошипов означает, что в одной плоскости, проходящей через ось вращения KB, может располагаться лишь один кривошип. При расположении в одной плоскости двух кривошипов они направлены в разные стороны от оси вращения КВ.

---

В качестве примера (РПН) схема расположения кривошипов KB для 4-цилиндрового двигателя показана на рис. 3. В данном примере плоскости расположения пар кривошипов 1, 4 и 2, 3 расположены под прямым углом. Такая схема применяется как в 2-тактных, так и в 4-тактных двигателях, в том числе и в 4-тактных двигателях, в которых применение равномерной продольно-симметричной схемы исключено.



Рис. 3. Равномерная продольно-несимметричная схема расположения кривошипов 1… 4 KB: а - проекция кривошипов на плоскость, перпендикулярную оси вращения KB; б — пространственное расположение кривошипов

В общем случае поршневой двигатель является многоцилиндровым и многоблочным. Цилиндры двигателя, находящиеся в плоскости вращения кривошипа KB, считаются расположенными в одном отсеке. Многоцилиндровый многоблочный двигатель может быть образован из нескольких отсеков. Пример 2-блочного двигателя, состоящего из четырех отсеков, показан на рис. 4.

Порядок работы цилиндров по двигателю определяется порядками работы цилиндров по блокам и по отсекам и назначается при выбранной схеме расположения кривошипов КВ. При этом следует в максимальном объеме выполнить требования, перечисленные ранее.



Рис. 4. Блоки и отсеки двигателя

Каждый двигатель имеет равномерный выходной крутящий момент, если вспышки в последовательно работающих цилиндрах происходят через одинаковый угол поворота КВ γ_дв.

Для назначения порядка работы цилиндров по главному блоку (блок в котором расположен первый цилиндр двигателя (самый дальний от маховика)) и по отсекам нужно наложить схему расположения кривошипов KB на схему блоков и отсеков, совместив кривошип 1 с осью цилиндра 1 главного блока. При этом последующие кривошипы KB (второй и другие) располагаются в соответствующих отсеках двигателя.

Далее, условно поворачивая КВ по часовой стрелке, назначаем вспышки в цилиндрах двигателя.

Пример назначения вспышек в цилиндрах двигателя. В качестве примера (см. рис. 4) рассматривается назначение порядка работы цилиндров в двигателе с компоновочной схемой 8ЧV900 (8-цилиндровый 4-тактный двигатель с V-образным расположением блоков цилиндров и углом между блоками γ

---

_дв, равным 90°). Для этого двигателя подходит KB с равномерной продольно-несимметричной схемой расположения кривошипов при угле заклинки кривошипов γ_кр = 90°

Далее рассматриваются два (из многих возможных) варианта работы цилиндров в блоках этого двигателя.

При показанном на рис. 3 положении кривошипов назначается вспышка в цилиндре 1 главного блока. Поскольку одновременная работа в двух цилиндрах недопустима, то вспышка в цилиндре 2 бокового блока при этом не назначается (пропускается).

Через 90° поворота КВ с плоскостью главного блока совпадет кривошип 3, а с плоскостью бокового блока - кривошип 1. Поскольку шатуны в каждом отсеке двигателя индивидуальные, можно, не опасаясь наложения нагрузок на шатунные подшипники, назначить вспышку в боковом цилиндре отсека 1. Таким образом, вспышка в цилиндре 3 главного блока пропускается, а отставание вспышки в боковом цилиндре отсека 1 составит 90°.

Повернув схему кривошипов снова на 90°, исходя из названных выше требований к ДВС, назначают вспышку в цилиндре 4 главного блока и пропускают ее в цилиндре 3 бокового блока. Отсюда следует, что вспышка в цилиндре 4 главного блока отстает от вспышки в цилиндре 1 этого блока на угол 180°.

Вывод:

В данной работе мы изучили схемы расположения кривошипов коленчатых валов, освоили методику назначения вспышек в многоцилиндровом двигателе.
Список источников:

1)https://www.autoezda.com/neisprav/5

2)https://mirmarine.net/dvs/655-printsip-dejstviya-dizelnykh-dvigatelej-indikatornye-i-krugovye-diagrammy

3)https://globaldrive-shop.ru/repair/ustanovka-vmt-dvigatela-zmz-406.html

4)http://static.scbist.com/scb/uploaded/teplovozy/diesel_46.html

5)https://fb.ru/article/387348/rabochiy-tsikl-chetyirehtaktnogo-dvigatelya---osobennosti-shema-i-opisanie

6)https://www.drive2.ru/b/728273/

7)https://www.vksto.by/blog/porjadok_raboty_cilindrov_v_tipovykh_dvs_na_4_6_8_cilindrov/2019-12-21-91

8)http://krutimotor.ru/poryadok-raboty-tsilindrov-dvigatelya/

9)https://yarpdd72.ru/kategoriya/kategoriya-f/traktory-i-avtomobili/dvigateli-vnutrennego-sgoraniya/2-3-2-skorostnye-xarakteristiki/

10)https://helpiks.org/9-18874.html

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

---

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский горный университет»

Кафедра транспортно-технологических процессов и машин

Практическая работа №4

По дисциплине Силовые агрегаты

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема работы: Определение порядка работы цилиндров двигателя
Выполнил: студент гр. АХ-20

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

Проверил

руководитель работы: доцент Федотов В.Н.

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2023

---

Смотрите также файлы

• Тема Обязательное социальное страхование от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний.docx

• Лекция Формы проведения гиа в системе спо. Нормативноправовые основы.docx

• Лекции 2 по дисциплине "Экономическая культура и финансовая грамотность".pdf

• Образование в Турции плюсы и минусы.docx

• Ж. Ж. Руссо Хорошее воспитание надежнее всего защищает человека от тех, кто плохо воспитан (Ф. Честерфилд).docx