Материал: 2466
Таблица 2.6
Типы рёбер [12,13]
Форма рёбер |
Схема рёбер |
Литые рёбра |
Обработанные |
|
рёбра |
||||
|
|
|
||
Параболическая |
|
|
|
Треугольная (трапециевидная)
Прямоугольная |
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
Таблица 2.7 |
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
Формы контура рёбер [12,13] |
|
||||
Форма контура |
|
б |
Конструкция рёбер |
|
|||
|
|
|
|
||||
Окружность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
Окружность со |
и |
|
|
|
|
||
срезами |
|
|
|
|
|
||
Прямоугольная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поле и низкую среднюю температуру всей головки. Для хорошего отвода тепла поверхности выполняют обтекаемой формы без резких переходов и зоны головки с высокой и низкой температурой соединяют площадями большого поперечного сечения. Охлаждающий воздух, прежде всего, поступает в наиболее нагретые зоны (межклапанная перемычка и выпускной патрубок) и на форсунку или свечу зажигания.
51
Рис. 2.30. Цилиндры с прерывистыми рёбрами [6]
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
а) |
|
б |
) |
|
в) |
|
|
и |
|
|
|
|
|
Рис. 2.31. Схемы расположения охлаждающих рёбер на головке цилиндров [12] |
||||||
С |
|
|
|
|
б) |
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
г) |
д) |
Рис. 2.32. Головки цилиндров с воздушным охлаждением [6]
52
Рёбра головки цилиндров могут располагаться горизонтально (рис. 2.31,а; 2.32,а, б), вертикально (рис. 2.31,б) и комбинированно
(рис. 2.31,в; 2.32,в, г, д).
Косым расположением рёбер под небольшим углом с направлением охлаждающего потока (рис. 2.33) достигают повышения эффективности охлаждения межклапанного пространства.
Каждая из схем расположения рё- |
|
||
бер имеет свои достоинства и недостат- |
|
||
ки, которые зависят, в том числе и от |
|
||
расположения впускного и выпускного |
|
||
патрубков, форсунок (свечей зажига- |
|
||
ния), штанг привода клапанов, числа |
|
||
клапанов и т.д. |
|
И |
|
Более подробное |
описание осо- |
Рис. 2.33. Расположе- |
|
ние рёбер под углом к |
|||
бенностей конструкции |
двигателей с |
||
воздушному потоку [4, 6] |
|||
воздушным охлаждением дано в работах |
|||
|
|||
[4, 6, 8, 9, 12, 13] и выходит за рамки этого курса лекций. |
|||
|
|
А |
|
|
Вопросы для самоконтроля |
|
|
б |
1. |
Условия работы корпусных деталейДи требования к их конструкции. |
|
2. |
На каких ДВС применяются фундаментные рамы, стойки и станины? |
|
Конструкции фундаментных рам, стоек, станин. |
||
3. |
Какие блоки ц л ндров различают по восприятию газовых сил? Нари- |
|
суйте схемы. |
|
|
4. |
Назовите конструкцикартеров. Нарисуйте схемы. |
|
5.Какие существуют т па г льз и способы их крепления в блоке? Нарисуйте схемы.
6.Функциональное назначение головки блока цилиндров.
7.Какие формы имеют камеры сгорания бензиновых ДВС? Как располагают свечу зажигания?
8.Какие известны камеры сгорания дизелей? Как располагают форсунку?
9.Как организовывают охлаждение головки и блока цилиндров?
10.Достоинства и недостатки двигателей с воздушным охлаждением.
11.Компоновочные схемы двигателей с воздушным охлаждением.
12.Как осуществляется регулирование охлаждения двигателей с воздушным охлаждением?
13.В чём особенность конструкции корпусных деталей двигателей с воздушным охлаждением?
14.Какие применяются типы и формы рёбер двигателей с воздушным охлаждением? С
53
3.ПОРШНЕВАЯ ГРУППА
Впоршневую группу входят поршень, кольца, палец и детали крепления пальца.
3.1.Конструктивный обзор
Поршень с кольцами, пальцем, деталями крепления пальца составляет поршневую группу, которая должна выполнять следующие функции [6]:
•воспринимать давление газов и передавать их шатуну;
•передавать боковые усилия от шатуна к цилиндру;
•уплотнять цилиндр для предотвращения утечки газов и ограничивать доступ маслу из картера в камеру Исгорания;
•отводить тепло, получаемое от газов;
•служить золотником в двигателях со щелевым газораспределением. В процессе работы двигателя элементыДпоршневой группы под--приусловиях-А
ными нагрузками из-за оковогобперемещения поршня в пределах зазора между поршнемии цилиндром под действием боковой силы во время «перекладки» поршня. В ыстроходных двигателях инерционные силы по своейСвел ч не незначительно уступают газовым силам.
Кроме того, поршень контактирует с рабочим телом, содержащим коррозионно-активные компоненты, имеющие высокие температуры. Вследствие трения, возникающего при передаче сил, рабочие поверхности деталей поршневой группы одновременно подвергаются абразивному, коррозионному и механическому износу.
Механические потери на трение между элементами цилиндропоршневой группы составляют 45…65 % от суммарных потерь на трение в двигателе. При этом 50 % потерь приходится на долю сопряжения «поршневые кольца – зеркало цилиндра».
3.2. Поршень
Поршень является одной из важнейших и наиболее напряжённых деталей поршневой группы.
В связи с непрерывным форсированием двигателей по параметрам
54
рабочего процесса конструкция поршней непрерывно изменяется. В настоящее время созданы поршни определённых типов для двигателей с заданным уровнем форсирования и назначения. Для решения о пригодности конструкции поршня определённого типа используют различные параметры, оценивающие в первую очередь его тепловую напряжённость.
Максимальные температуры газов в двигателях разных типов колеблются в пределах 2300…2800 ºС. Максимальные температуры газов возрастают при форсировании двигателя по среднему эффективному давлению цикла. Теплоодача в поршень при этом увеличивается, его температура повышается и условия работы ухудшаются.
Теплоотдача в поршень в некоторой степени зависит и от пло-
изготовлением поршнейАиз материаловДИ, обладающих высокой теплопроводностью;
применением в конструкции поршня более толстых сечений на пути отвода тепла от горячихбзон;
сокращениемидлины верхнего пояса гильзы, не омываемого охлаждающей жидкостью;
уменьшен ем выхода головки поршня из гильзы, а первого поршневого кольцаС– з охлаждаемой зоны гильзы и др.
Отвод тепла от поршня к стенкам цилиндра происходит через поршневые кольца, межкольцевые перемычки и рабочую поверхность юбки. Небольшая часть тепла 5…10 % снимается посредством воздуха и масла с внутренних поверхностей поршня.
Доля тепла, отводимая тем или иным элементом, зависит от конструкции и размеров элементов и способа охлаждения поршня. Обычно через поршневые кольца отводится основная часть тепла – 40…60 %, через рабочую поверхность юбки – 20…30 %, через межкольцевые перемычки может отводиться до 30 % при условии хорошего контакта перемычек с зеркалом цилиндра.
Помимо тепла, воспринимаемого поршнем от газов, в него переходит часть тепла трения, о которых уже говорилось выше.
Таким образом, работа двигателя сопровождается интенсивным подводом тепла к поршню и неблагоприятными условиями отвода те-щади поверхности днища поршня, непосредственно соприкасающей-
55