ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 23
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
У некоторых двухтактных двигателей требуется установка клапана, регулирующего подачу продувочного воздуха. Это автоматически действующий пластинчатый клапан (рис.3), состоящий из чугунного корпуса, который крепится шпильками к цилиндру в ресивере 1, чугунных или бронзовых фигурных коробок 2, стянутых двумя крышками 3 и болтами. На рис.3 справа показана нижняя часть клапана. Каждая коробка имеет пластинчатый диск 4. Действие клапана основано па разности давлении в цилиндре и ресивере. Когда давление в цилиндре меньше, чем в ресивере, пластинчатые диски приподымаются; когда же давление в цилиндре превзойдет давление продувочного воздуха или когда поршень закроет продувочные окна, диски опустятся на свои гнезда фигурных коробок и ресивер будет разобщен от цилиндра.
Для нормальной работы двигателя моменты открытия и закрытия клапанов, окон, действия приборов зажигания или топливо подач и, иначе — фазы газораспределения, устанавливают таким образом, чтобы обеспечить наилучшую очистку цилиндра от продуктов сгорания и наиболее полное заполнение его свежим зарядом. Взаимосвязь между фазами (моментами) газораспределения обычно для наглядности изображается спирально построенной круговой диаграммой. Она представляет собой графическое изображение пути оси шейки мотыля с показом тех положений радиуса мотыля, которыми характеризуются фазы газораспределения. Отсчет углов поворота мотыля производят от или до ближайшей мертвой точки.
На рис.4 дана круговая диаграмма четырехтактного дизеля.а) Открытие впускного клапана (О. вп.) устанавливают с опережением, т. е. до прихода поршня в в.м.т. Это делается для того, чтобы к началу хода поршня вниз клапан был уже достаточно открыт и не создавал большого сопротивления проходу всасываемого воздуха. На круговой диаграмме видно, что начало впуска воздуха совпадает с концом выпуска отработавших газов, при котором, как говорилось, эти газы своей инерцией создают некоторое разрежение над поршнем. Поэтому начавший открываться еще до прихода поршня в в. м. т. впускной клапан создает условие для частичного подсоса воздуха, который несколько продувает пространство над поршнем, уменьшая количество остаточных газов, а следовательно, обеспечивая лучшее наполнение цилиндра свежим воздухом.
Опережение впуска устанавливается от 5 до 30° поворота мотыля до в. м. т. (угол а на диаграмме).
б) Закрытие впускного клапана (3. вп.) делается с запаздыванием, т. е. после прохода поршнем н. м. т. Нужно это для того, чтобы к концу всасывающего хода поршня клапан был достаточно открыт и не создавал большого сопротивления проходу воздуха в цилиндр. Помимо этого, к концу хода всасывания и в начале хода сжатия давление в цилиндре продолжает быть меньше атмосферного, почему заполнение цилиндра воздухом продолжается и тогда, когда поршень начнет уже двигаться вверх. Таким образом, при запаздывании закрытия впускного клапана в цилиндр может поступать дополнительная порция воздуха, чему также способствует инерция воздуха во всасывающей трубе. Угол запаздывания ? впускного клапана составляет 18—50° после н. м. т.
в) Подача форсункой распыленного топлива в цилиндр двигателя (О. Ф.) производится с опережением, т.е. до в.м.т., с учетом периода задержки воспламенения. Предварение начала впрыскивания регулируется с таким расчетом, чтобы сгорание развивалось к моменту прохода поршнем в.м.т. Слишком большое предварение впрыска может вызвать начало интенсивного сгорания ранее прихода поршня в в.м.т., что вызовет преждевременное резкое повышение давления, а чрезмерно малое предварение впрыска может вызвать слишком позднее начало сгорания, что снизит эффективность рабочего хода. Угол опережения впрыска ? топлива подбирается опытным путем и находится примерно в пределах 15—30° до в. м. т.
г) Открытие выпускного клапана (О. вып.) назначается до прихода поршня в н. м. т. Это опережение выпуска составляет ? ? = 40 ? 60° поворота мотыля до н.м.т. Делается это для того, чтобы к началу хода выпуска (с н.м.т.) давление в цилиндре успело почти уравняться с атмосферным и открытие клапана уже было бы полным. Этим предотвращается создание слишком большого противодавления при выталкивающем ходе поршня. В конечном счете, опережение открытия выпускного клапана имеет целью уменьшить работу, затрачиваемую па выталкивание отработавших газов из цилиндра.
д) Закрытие выпускного клапана (3. вып.) обычно делают с запаздыванием, т. е. после прохождения поршнем в. м. т. Это осуществляют для того, чтобы в конце выпуска открытие клапана было еще достаточным и не создавало большого сопротивления выпуску. Однако запаздывание закрытия является не столь важным, как опережение открытия выпускного клапана. Объясняется это тем, что к моменту прихода поршня в в. м. т.
скорость его быстро замедляется, а газы в выхлопной трубе продолжают по инерции двигаться со столь большой скоростью, что в пространстве над поршнем может получиться даже разрежение; таким образом создаются благоприятные условия для очистки цилиндра от отработавших газов.
Угол запаздывания ? берется 0—25° после в.м.т. Закрывать выхлопной клапан ранее прихода поршня в в.м.т. нельзя, так как при этом получится сжатие остатках отработавших газов и они устремятся в открывающийся в это время впускной клапан.
Все фазы газораспределения не могут быть одинаковыми для всех типов двигателей. Они подбираются опытным путем и зависят главным образом от быстроходности двигателей, величины проходного сечения клапанов и объема рабочего цилиндра. Все углы опережения и запаздывания, открытия и закрытия клапанов, вообще говоря, берутся тем больше, чем быстроходнее двигатель и чем меньше сечение клапанов.
Круговая диаграмма газовых и карбюраторных двигателей (а следовательно, и фазы их газораспределения) в основном сходна с только что рассмотренной. Однако момент начала открытия впускного окна может здесь происходить с запаздыванием (за в.м.т.). Объясняется это тем, что при наличии опережения открытия впускного клапана начало его открытия совпадает с движением поршня к в.м.т. В случае ненормального состава смеси, или если двигатель быстроходный, процесс догорания иногда продолжается и в период выпуска; пламя догорания через начавшийся открываться с опережением впускной клапан попадает в трубопровод горючего газа, или смесительный клапан, или в карбюратор и вызывает взрыв, могущий произвести разрушения.
К
роме этого отличия, в круговой диаграмме указанных двигателей вместо момента начала действия форсунки будет указан момент зажигания смеси.Фазы газораспределения двухтактных двигателей могут также быть изображены на круговой диаграмме. Они зависят от принятого типа продувки и расположения окон.
На рис.5 дана примерная круговая диаграмма двухтактного дизеля без наддува. Здесь начало подачи топлива осуществлено с опережением на 17° поворота мотыля до прихода поршня в в. м. т.. За 68° до н. м. т. поршень, двигаясь вниз, открывает выпускные окна, и расширившийся отработавший газ начинает выпускаться; продолжающий опускаться поршень на 52° до п. м. т. открывает впускные (продувочные) окна, и происходит продувка с заполнением цилиндра свежим воздухом. При движении поршня вверх впускные окна закрываются через 52° после п. м. т., выпускные — через 68° после и. м. т.
Клапаны газораспределения получают движение от привода. Основной частью приводного механизма является распределительный вал, на котором закреплены шайбы с выступами — кулаки. Работа распределительного вала основана на периодическом воздействии на клапаны посредством качающихся рычагов или толкающих штанг.
На рис.6 дан один из вариантов взаимосвязи распределительного вала с клапаном. При вращении распределительного вала 1 сидящий жестко па нем кулак 2 своим выступом 3 набегает на ролик 4 двуплечего рычага 5; вследствие этого ролик приподнимается, а другой конец рычага опускается на шток клапана и, преодолевая натяжение пружины 6, открывает клапан. При дальнейшем повороте распределительного вала ролик сходит с выступа кулака, правый конец рычага опустится, а левый поднимается, и под действием пружины клапан закроется. Ось рычага крепится в кронштейнах крышки цилиндра и смазывается через специальное отверстие. Число оборотов всякого распределительного вала четырехтактных двигателей должно быть вдвое меньше, чем коленчатого, так как цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала. У двухтактных двигателей, имеющих выпускные клапаны в крышках цилиндров, число оборотов распределительного вала должно быть равно числу оборотов коленчатого вала, так как цикл соответствует одному обороту этого вала.
В дизелях распределительный вал приводит также топливные насосы, что значительно увеличивает нагрузку на вал. Для удобства монтажа распределительный вал часто изготовляют разъемным. Материалом обычно служит сталь, идущая на изготовление коленчатого вала.
Кулачки на распределительном валу должны устанавливаться соответственно расположению клапанов. Количество их для четырехтактных двигателей должно быть равным числу клапанов: впускных, выпускных, форсуночных (у компрессорных дизелей) и числу приводов топливных насосов (у бескомпрессорных дизелей). Кулаки
(рис.7, а) на распределительный вал насаживаются на шпонках, а для предотвращения осевого смещения имеют установочные болты. Кулачки отковывают из малоуглеродистой стали и после механической обработки подвергают поверхностной закалке для повышения износоустойчивости.В крупных тихоходных двигателях кулаки изготовляют из отбеленного чугуна. Иногда (у быстроходных двигателей) кулаки отковываются вместе с распределительным валом, составляя с ним одно целое.
Профиль выступающей части кулака зависит от необходимых фаз газораспределения, передаточного числа клапанного привода и делается по специальному расчету. Высота выступа кулака должна соответствовать величине хода клапана с учетом соотношения плеч рычага. Чаще всего выступы делаются как одно целое с цилиндрической частью кулака, но иногда, например, для привода форсунки компрессорного дизеля или топливного насоса некоторых бескомпрессорных дизелей, выступы делаются съемными (рис.7, б).
В зависимости от расположения распределительного вала и конструкции двигателя передача движения к клапанам может осуществляться от рычагов или, при низком расположении распределительного вала, от рычагов с толкателями (рис.8). Рычаги изготовляются из стали или чугуна и в сечении чаще всего имеют двутавровую форму.
В некоторых двигателях с клапанами, открывающимися вверх, толкателями служат штоки, являющиеся продолжением стержня клапана и опирающиеся на кулаки распределительного вала (рис.9).
С
ам распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала различными способами в зависимости от конструкции двигателя, его мощности, числа оборотов, места расположения распределительного вала и пр. Чаще всего привод распределительного вала осуществляется посредством шестеренчатой передачи, размещенной в торцовой части двигателя. Высокая техника обработки зубчатых колес в последнее время позволила значительно повысить коэффициент полезного действия зубчатых передач. На рис.10 показано расположение приводных шестерен распределительного вала у четырехтактного дизеля. На коленчатом валу жестко сидит шестерня 1, соединенная с большой передаточной шестерней 3, вращающейся на оси 2, закрепленной при помощи фланца к цилиндровому блоку. К этой шестерене болтами 4 крепится малая передаточная шестерня (на фигуре ее не видно), приводящая в движение шестерню 5 распределительного вала 6 и шестерню 7; последняя соединена болтами с конической шестерней 8, служащей для передачи вращения центробежному регулятору. Вся эта передача закрыта общим кожухом.Недостатком шестеренчатой передачи является значительный шум при работе. В крупных тихоходных двигателях при высоком расположении распределительного вала иногда применяется бесшумная передача движения роликовыми цепями; при этом для увеличения угла охвата звездочек цепью и натяжения ее при вытяжке требуется натяжное устройство.