Класифікація двигунів внутрішнього згорання. 3 глава

У двох-і чотиритактних ДВЗ протікання робочого процесу і компановки деталей трохи різняться. У чотиритактних двигунах робочий цикл відбувається за чотири ходи поршня (такти) і два обороти колінчастого валу (рис. 2.2): впуск - поршень опускається від ВМТ і горюча суміш через відкритий впускний клапан; стиск - піднімається від НМТ поршень стискає робочу суміш при закритих клапанах; робочий хід - суміш згорає, запалитися від електричної іскри, і утворюються гази, розширюючись, переміщують поршень вниз (цей хід поршня називається робочим, оскільки під час нього і вчиняється корисна робота); випуск - рухається вгору поршень виштовхує відпрацьовані гази через відкритий випускний клапан. Сучасний чотиритактний двигун показаний на рис. 2.3.

У двотактних двигунах один робочий цикл відбувається за один оборот колінчастого) впала (рис. 2.4). Інша їх особливість - відсутність клапананів (впускних та випускних) з механічним приводом. Їх роль виконує сам поршень, відкриваючи й закриваючи спеціальні вікна і канали на дзеркалі циліндра. Об'єм картера під поршнем також використовується при газообміні.

При русі поршня вгору від НМТ відбувається впуск робочої суміші в подпоршневом просторі, а в надпоршневому - спочатку витіснення відпрацьованих газів, що залишилися від попереднього циклу, а пізніше, коли вікна закриваються кромкою поршня - стиснення. Близько ВМТ суміш в камері згоряння запалюється електричною іскрою, що утворюється між електродами свічки. Палаюча паливо-повітряна суміш розширюється і штовхає поршень вниз - відбувається робочий хід. Опустившись приблизно на 2/3 свого ходу, верхня кромка поршня відкриває вікна в циліндрі. Відпрацьовані гази, що знаходяться йод надлишковим тиском, виходять через випускне вікно у випускну трубу. Через інші вікна в циліндр надходить свіжий заряд з порожнини картера, де Конструкція сучасного чотиритактного двигуна («БМВ-F650CS»):

1 - форсунка системи вприскування палива; 2 багатоклапанні головка (DОНС); 3 - насос рідинної системи охолодження; 4 - поршень, розрахований на високу частоту обертання колінчастого вала; 5 - електростартер; 6 - датчик управління мікропроцесорними системами запалення і живлення; 7 - масляний фільтр Робочий процес двотактного двигуна: а - впускання в кривошипну камеру, стиснення в циліндрі, б-займання (до ВМТ) і подальше згоряння в циліндрі, в-випуск відпрацьованих газів з циліндра і продувка горючою сумішшю »ю з картера; г - схема пелюсткового клапана д - зовнішній вигляд пелюсткового клапана; 1 - продувний канал; 2 - випускний канал; 3 - свічка запалення. 4 - пелюстковий клапан у впускному каналі; 5 - впускний канал; 6 - кривошипна камера; 7 - корпус пелюсткового клапана; 8 - обмежувач; 9 - пружна пластина

опускаючийся поршень створює надлишковий тиск. Це перетікання суміші називається продувкою, а вікна і канали - продувними.

Сучасні двотактні ДВЗ мають багатоканальну (3 - 7 каналів) зворотно-петлеву продувку. Крім того, на вході в циліндр ставлять зворотний пластинчастий (пелюстковий) клапан, яким керує розрідження в картері (рис. 2.4). Під час впуску в картер (поршень рухається від НМТ до ВМТ) під дією розрідження в подпоршневом просторі пластинки клапана відкривають прохід горючої суміші від карбюратора. При зворотному русі поршня (під час продувки) надлишковий тиск в картері закриває пластини клапана, перешкоджаючи зворотному викиду суміші з картера в карбюратор. Пелюстковий клапан покращує наполпсніе циліндра, підвищує потужність і економічність двигуна, особливо на малих і середніх частотах обертання колінчастого валу. Багато двигуни також мають спеціальний механізм, що змінює висоту випускного вікна (а значить тривалість випуску) залежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна (так званий «керуючи випуск»). Незважаючи на вжиті заходи по поліпшенню газообміну двотактних ДВЗ, деяка частина суміші йде з відпрацьованими газами, що знижує їх економічність в порівнянні з чотиритактними.

Робочий процес як двох-, так і чотиритактних ДВЗ відбувається в циліндрі. Поршень переміщається по внугренней поверхні (Зеркалу) циліндра або вставний гільзи. У сучасних двигунах замість сталевих або чавунних гільз застосовують твердосплавні нікель-кремнієві композиції («Нікас»), напилені безпосередньо на алюмініву основу циліндра. В залежності від прийнятого типу системи охолодження, сорочки циліндра мають ребра (повітряне охолодження) або внутрішні порожнини для проходу охолоджуючої рідини.

Поршень сприймає тиск газів при згорянні робочої суміші. Він складається з днища, верхньої та нижньої частини (відповідно головки і спідниці) і бобишок кріплення поршневого пальця (рис. 2.5). Форма днища буває плоскою або опуклою, у чотиритактних двигунів в днищі часто роблять виїмки під клапани. У спідниці поршня у двотактних двигунів виконані вирізи, через які проходить горюча суміш, адже у цих двигунів поршень керує газорозподілом (впусканням, продувкою і випуском). Поршні двотактного (а)

і чотиритактного двигунів (6):

1 - голівці поршня; 2 - вибірки під клапани. Е компресійні кільця; 4-маслосьемное кільце. 5 - бобишки кріплення поршневого пальця, 6 - спідниця поршня; 7 - виріз під продувні вікно; 8 - маслоуловітельная порожнину (холодильник); 9 - виріз під додаткові продувні вікно

Головка поршня має утамувати щенние стінки, в яких розміщуються 1-3 компресійних кільця, виготовлених з спеціального чавуну або сталі. Ці кільця ущільнюють зазор між поршнем і дзеркалом циліндра, відводять теплоту в стінки циліндра. У чотиритактних двигунів, крім компресійних кілець, на поршні мається маслос'емноє кільце, що видаляє надлишки масла з дзеркала циліндра.

Бобишки служать опорою для поршневого пальця, в них є проточки для стопорного кільця та отвори для мастила масляним туманом. Шатуни: а - з рознімної нижньому головкою («Дніпро»): б - з нероз'ємної нижній головкою («Урал»); 1 кришка шатуна. 2 - шатунний болт; 3 - шатун: 4 - сепаратор підшипника нижньої головки шатуна і ролики. 5 - вкладиші

поршня, роблять спеціальні поглиблення - холодильники.

Спідниця направляє рух поршня. Через неоднакового теплової) розширення різних час тей поршні його зовнішньої поверхні надають складну форму: бочкообраз1гую (конусну) але висоті і овальну - по колу. Виготовляють поршні з високоякісних алюмінієвих спла вов з великим вмістом крем ня, що витримують високі теплові та механічні навантаження, і в той же час володіють низьким коефіцієнтом розширення.

Поршневий палець шарнірно з'єднує поршень з шатуном. Зазвичай застосовують плаваючу посадку пальця в бобишках поршня; його фіксація від осьових переміщень здійснюється пружинними стопорними кільцями.

Шатун передає зусилля від поршня до колінчастого валу з стержня (двотаврової) або еліптичного перетину і головок: верхньої та нижньої (рис. 2.0). Залежно від типу двигуна і застосовуваної системи змащення, головки шатуна виконують з підшипниками ковзання (з втулку або вкладишами) або кочення (роликові, голчасті). Коли в нижній головці застосовують підшипник ковзання, саму головку виконують рознімною.

Колінчастий вал сприймає зусилля від поршня (чорний шатун), перетворює його на обертальний рух і потім передає крутний момент до трансмісії. Крім того, від колінчастого валу приводяться в дію інші системи і механізми: газорозподільний механізм (ГРМ), масляний насос (в чотиритактних ДВЗ), генератор, насос системи охолодження, що врівноважують вали. Залежно від числа циліндрів двигуна і конструктивної схеми колінчастий вал може мати одне або декілька колін, кожне з яких утворене двома щоками і шатунної шийкою. Поміж племенами і по краях валу розташовуються корінні шийки, що спираються на підшипники.

Колінчасті вали (рис. 2.7) виготовляють складовими, або нерозбірними (цілісними). Тип підшипників його опор (корінних шийок) залежить від застосовуваної системи змащення. Для підвищення плавності роботи двигуна (адже тільки один хід поршня є робочим, а решта - один у двотактного двигуна, та три у чотиритактного - вимагають витрати Колінчасті вали двоциліндрових двигунів: а - складової («Урал»), б - цілісний («Дніпро»); 1 шатун з нероз'ємної нижній головкою і підшипником; 2 противагу; 3 корінна шийка; 4 шатунна шийка: 5 - щока

. Енергії) колінчасті вали мають виносний маховик, масивні щоки і противаги. Крім того, багато сучасні двигуни мають специ ціальні врівноважують вали, що приводяться. Губчастої передачею від ко ленчатого валу.

Картер виконують нероз'ємним або з площиною роз'єму (поздовжньою, поперечною). У чотиритактних вигунах картер (або його піддон) зазвичай є резервуаром для масла, що стікає з змащуваних деталей. Багато двигуни мають загальний картер зі зчеплення і коробкою передач. У двотактних багатоциліндрових двигунах обсяг картера кожного циліндра повинен бути відокремлений від інших, що ускладнює конструкцію вала, картера і перешкоджає збільшенні) числа циліндрів.

Газорозподілом в чотиритактних ДВЗ управляє розподільний (або кулачком) вал, який обертається в два рази повільніше колінчастого. При обертанні розподільчий вал своїми виступами (кулачками) взаємодіє з штовхачами, які безпосередньо або через передавальне ланка (коромисло, рокер) відкривають клапани (впускний і випускну)

2 . Діаграма фаз газорозподілу чотиритактного двигуна: 1 - відкриття впускного клапана:

2 - закриття впускного клапана;

3 - закриття випускного клапана.

4 - відкриття випускного клапана; кут «о» - перекриття клапанів

їх закриття відбувається під дією клапанних пружин. Періоди часу, коли відкриті впускні і випускні клапани, називаються фазами газорозподілу; вони узгоджені з ходами поршня (рис. 2.8). Для кращого наповнення циліндра горючою сумішшю фазу впуску починають, коли поршень ще не дійшов до ВМТ. При подальшому ході поршня від ВМТ до НМТ він засмоктує через відкритий клапан горючу суміш; закапчівается впуск після проходження НМТ, коли частина суміші надходить в циліндр за інерцією. Очищення циліндра від відпрацьованих газів починають також в кінці ходу розширення, коли поршень ще не дійшов до НМТ, але в циліндрі є надлишковий тиск. Потім, при ході поршня від НМТ до ВМТ поршень виштовхує відпрацьовані гази. Закривають випускний клапан після ВМТ, щоб дати частини відпрацьованих газів покинути циліндр за інерцією. Таким чином, існує період часу, коли обидва клапани відкриті, - його називають «перекриттям клапанів». Для кожної моделі чотиритактного двигуна є свої оптимальні фази газорозподілу, які задаються на заводі профілем кулачків розподільного валу. Деякі новітні мотоциклетні двигуни мають спеціальні пристрої, що дозволяють змінювати фази газорозподілу в залежність для мости від режиму роботи.

На сучасних чотиритактних ДВЗ застосовується кілька типів ГРМ: ОНV, ОНБ, DOHC (рис. 2.9). У схемі ОНV розташовані в головці циліндра клапани приводяться від «нижнього» розподільного валу за допомогою штовхачів, штанг і коромисел; конструкція не забезпечує чіткої роботи механізму при високих частотах обертання ня колінчастого валу. Двигуни з ГРМ типу ОНБ мають «верхній» розподільчий вал, що впливає на штовхачі клапанів по засобом важелів (рокерів); вал приводиться в обертання ланцюгом або зубчатим ременем. У сучасних багатоклапанних головках з 4 - 5 клапанами на циліндр використовують два розподільчих вала, кожний з яких своїми кулачками безпосередньо впливає на штовхачі клапанів (схема DОНС). У цьому випадку мається мінімум деталей і через це знижена інерційність приводу клапанів, що дозволяє підвищити частоту обертання колінчастого вала двигуна, а значить, і його потужність; ГРМ типу DОНС знаходять все більш широке поширення.

Розподільний вал приводиться від колінчастого вала зубчастої, ланцюгової передачею або за допомогою зубчастого ременя. В останніх двох випадках двигуни мають натягувачі ланцюга (ременя).

Для нормальної роботи клапанного механізму між стрижнем клапана і його приводом повинен завжди бути тепловий зазор (0,05 - 0,15 мм). Коли зазору немає, клапани закриваються нещільно, внаслідок чого обгорають і виходять з ладу. При збільшеному зазорі вони відкриваються не

повністю (втрачається потужність) і, крім того, стукають. Багато двигуни зарубіжних мотоциклів мають ГРМ з гідро компенсаторами (працюючими від тиску в системі змащення), автоматично підтримують необхідні клапанні зазори. Якщо така система не передбачена, зазор рейдують при технічному обслуговуванні (ТО).

Чотиритактні двигуни конструктивно складніше двотактних, оскільки мають додатково ГРМ і систему змащення. Тим не менш, починаючи з 70-х років XX століття, вони мають переважне поширення на мотоциклах через більш «чистого» згорання і кращої століття, вони мають переважне поширення на мотоциклах через більш «чистого» згорання і кращої економічних. В даний час в розвинених країнах мотоцикли з двох-тактними двигунами мають обмежене застосування - це старі моделі, спортивні мотоцикли і мопеди; в осяжному майбутньому, зокрема в Європі, очікується повне припинення виробництва цих двигунів через вкрай негативного впливу на навколишнє середовище.

Циліндрів мотоциклетних двигунів найчастіше буває 1, 2 і 4, хоча зустрічаються 3 -, б-і навіть 10-циліндрові. Вони мають разнооб різні компонування: рядні (поздовжні і поперечні), V-й 1_-образні, горизонтальні опозитні (рис. 2.10). Робочий об'єм дви гунів серійних мотоциклів зазвичай, але перевищує 1500 см3, мощ ність 150 - 1130 к.с.

ТЕМА 3 ОСНОВИ КОНСТРУКЦІЇ СИСТЕМ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРАННЯ

Заняття 1 Конструкція системи охолодження двигуна

1. Призначення, характеристика, загальна будова системи охолодження.

2. Будова і робота деталей та вузлів системи охолодження

3. Будова та робота пускового підігрівача системи охолодження.

1 . Система охолодження (СО) призначена для відводу зайвого (надмірного) тепла від деталей, що стикаються з гарячими газами і підтримання оптимального температурного режиму роботи двигуна. Характеристика:

- рідинна, закритого типу, з примусовою циркуляцією охолоджуючої рідини (ОР);

- ОР, що застосовується:

- вода з трикомпонентною присадкою;

- антифриз марки «40», «65»;

- місткість системи – 23 л.;

- температура закипання ОР – 109 – 110 С;

- оптимальна температура ОР – 80;

Загальна будова:

- водяні сорочки (блоку циліндрів, головок блоку циліндрів, впускної труби) - 5;

- водяний насос;

- термостат;

- водяний радіатор;

- пробка радіатора з пароповітряним клапаном;

- жалюзі з приводом керування;

- вентилятор;

- контрольно-вимірювальні прилади;

- зливні краники (4 шт.).

До системи охолодження, також, включені система опалювача кабіни та пусковий підігрівач.

2 . Водяні сорочки це порожнини в блоку циліндрів, головках блоку та впускній трубі, де циркулює охолоджуюча рідина (ОР).

Водяний насос. (рис 2)

Призначений для забезпечення примусової циркуляції ОР у системі охолодження. Тип насосу: відцентровий з приводом від колінчастого вала через клинопасову передачу.

Насос розташований у передній частині двигуна на кришці розподільних шестірень.

Будова водяного насосу:

- корпус;

- вал;

- крильчатка;

- маточина вентилятора;

- самопідтискний сальник;

- прес-масельничка.

Вал насоса обертається на двох кулькових підшипниках і приводиться в дію від шківа колінчастого вала клиновим пасом (шків вала водяного насоса, закріплений на маточині вентилятора).

На іншому кінці вала кріпиться крильчатка, що виготовлена з текстоліту.

Ущільнення насоса забезпечується самопідтискним сальником, який складається з: текстолітової шайби, що входить своїми виступами у пази крильчатки, обойми, гумової манжети та пружини.

Для контролю за станом сальника у корпусі насоса виконано отвір, з якого, у випадку несправності сальника, витікає охолоджуюча рідина.

Для подачі мастила до підшипників у корпусі встановлена прес-масельничка, а для контролю за заповненням порожнини підшипників мастилом зверху корпуса виконаний отвір. Нагнітати мастило необхідно до появи його у контрольному отворі.

Корпус насоса закріплюється до кришки розподільних шестерень, в якій виконана равликоподібна порожнина, що з’єднується через отвори з сорочками охолодження блоку циліндрів. У цій порожнині розташована крильчатка.

Робота насоса.

При обертанні крильчатки, рідина під дією відцентрових сил відкидається до периферії порожнини, де створюється надлишковий тиск рідини, при цьому у центральній частині крильчатки утворюється розрідження, яке компенсується рідиною, що надходить з радіатора.

Охолоджуюча рідина під створеним тиском спрямовується в сорочки охолодження блоку циліндрів.

Термостат призначений для прискорення прогрівання двигуна після запуску і запобігання його переохолодженню в холодну пору року. (рис 3).

Тип термостата: з рідким наповнювачем, двоклапанний, температура закипання наповнювача 750 С. Термостат встановлюється під випускним патрубком водяної сорочки впускної труби.

Будова термостата:

- корпус;

- гофрований латунний балон;

- шток;

- випускний клапан;

- перепускний клапан.

Робота термостата.

При холодному двигуні (температура OP нижче 80 С) випускний клапан термостата закритий; уся рідина із водяної сорочки впускної труби проходить через перепускний клапан у водяний насос, тобто минаючи радіатор. Унаслідок цього віддача тепла в атмосферу не відбувається і прискорюється прогрівання двигуна – ОР циркулює малим колом.

При підвищенні температури ОР (температура OP вище 80 С) рідкий наповнювач у гофрованому балоні починає кипіти та інтенсивно випаровуватись, тиск у балоні збільшується. При цьому балон подовжується і через шток відкриває випускний клапан термостату. ОР починає циркулювати через радіатор (великим колом), охолоджуючись у ньому.

При зниженні температурі ОР клапан термостату поступово закривається, перепускаючи ОР по малому колу, запобігаючи переохолодженню двигуна.

Водяний радіатор.

Служить резервуаром для ОР і є теплообмінником, у якому тепло ОР передається у атмосферу.(рис 4)

Тип: трубчасто-стрічковий.

Розташований перед двигуном.

Будова:

– верхній бачок;

– нижній бачок;

– плоскі трубки серцевини;

– бокові стійки;

– пробка радіатора;

– паровідвідна трубка.

Рис 4. Водяний радіатор

Усі деталі радіатора виготовлені з латуні.

У верхній бачок впаяні заливна горловина і патрубок підвідного шланга.

У заливну горловину, у свою чергу, впаяна паровідвідна трубка, що відведена вниз уздовж правої стійки кріплення радіатора.

Верхній бачок з’єднується з нижнім за допомогою трьох рядів плоских трубок, які утворюють серцевину радіатора.

У просторі між трубками серцевини знаходяться, припаяні до них, охолоджувальні пластини.

У нижній бачок впаяні патрубок опалювача кабіни і патрубок відвідного шланга, а також встановлений зливний краник.

До бачків радіатора припаяні дві сталеві бокові стійки, які надають радіаторові необхідну жорсткість. До стійок прикріплений сталевий кожух з круглим отвором для лопатей вентилятора, який концентрує повітряний потік.

Пробка радіатора. Служить для герметизації системи охолодження і має 2 клапани паровий та повітряний. Паровий клапан притискається більш сильною пружиною до торця горловини і відкривається при надлишковому тиску 0,45–0,55 кгс/см2. Це забезпечує роботу СО без кипіння ОР у підвищеному тепловому режимі (до 109С, що значно зменшує витрату ОР), а також запобігає руйнуванню радіатора від надлишкового тиску.

Повітряний клапан, що має слабшу пружину, впускає повітря в систему при виникненні розрідження до 0,01-0,1 кгс/см2 (коли ОР вистигає), запобігаючи руйнуванню радіатора атмосферним тиском.

Рис 5. Пробка радіатора

Вентилятор.

Служить для збільшення потоку повітря, що проходить через серцевину радіатора, охолоджуючи її.

Тип: шестилопасний з приводом від шківа колінчастого валу через клинопасову передачу. Кріпиться болтами до маточини, встановленої на валу водяного насоса і приводиться в дію разом з водяним насосом і генератором клинопасовою передачею від шківа колінчастого вала.

Жалюзі.

Служать для регулювання ступеня охолодження радіатора вручну шляхом зміни кількості повітря, що проходить через радіатор.

Будова:

- 16 горизонтальних пластин, шарнірно закріплених на каркасі;

- привід керування (рукоятка на знімній підлозі кабіни, з’єднана тросиком з горизонтальними пластинами).

Керування жалюзі здійснюється рукояткою з кабіни, яка разом з пластинами, може бути установлена у будь-якому проміжному положенні (із десяти), забезпечуючи необхідний ступень охолодження.

Контрольно-вимірювальні прилади (КВП) служать для контролю за температурою ОР. До них входять два датчики, покажчик температури та контрольна лампа. Датчик аварійного підвищення температури встановлений у верхньому бачку радіатора і з’єднаний із контрольною лампою на щитку приладів. Датчик контролю температури встановлений у сорочці охолодження впускної труби і з’єднаний із покажчиком температури на щитку приладів.

Опалювач кабіни служить для опалювання кабіни в холодну пору року та обдування вітрового скла.

Опалювач закріплений під панеллю приладів. Він має радіатор (опалювача), в який охолоджуюча рідина надходить з сорочки охолодження впускної труби по шлангу через запірний кран – відводиться до нижнього бачка радіатора.

Подача повітря на радіатор опалювача та обдув вітрового скла здійснюється двома електровентиляторами.

Робота системи охолодження двигуна

При працюючому двигуні водяний насос нагнітає рідину через отвори у блоці циліндрів до водяних сорочок правого та лівого рядів циліндрів. Звідти – до сорочок охолодження головок блоку циліндрів для охолодження камер згоряння. З головок, через отвори у передній та задній частині, ОР надходить до сорочки охолодження впускної труби і далі до термостата.

В залежності від температури ОР, термостат перепускає ОР великим чи малим колом.

Злив ОР із системи здійснюється через чотири зливних краники, які розташовані на:

– нижньому бачку радіатора (зліва);

– котлі підігрівача;

– блоці циліндрів (справа);

– трійнику випускного шланга опалювача (справа).

3 . Призначення.

Пусковий підігрівач служить для підготовки двигуна до запуску в умовах низьких температур. Змонтований з лівого буку на блоку циліндрів і підключений до системи охолодження. (рис 6)

Будова пускового підігрівача:

- котел;

- пульт керування;

- вентилятор;

- паливний бачок;

- паливопровід;

- електромагнітний клапан;

- заливна горловина;

- свічка розжарювання;

- зливний краник.

Котел має внутрішню порожнину, яка служить камерою згоряння і де встановлена свічка розжарювання, внутрішній і зовнішній газовідводи та дві рідинні сорочки, зєднанні між собою. Котел, за допомогою патрубків і шлангів, постійно підключений до системи охолодження. Пульт керування.

Склад:

- корпус;

- контрольна спіраль;

- вмикач свічки;

- перемикач режиму роботи.

Перемикач має три фіксовані положення:

«О» – відключено (ручка перемикача – в нижньому положенні);

«І» – включений електродвигун вентилятора (ручка перемикача - в середньому положенні);

«ІІ» – включений електродвигун вентилятора та електромагнітний клапан (ручка витягнута до відказу).

Робота підігрівача.

При вмиканні ручки перемикача на пульті управління у положення «ІІ» – паливо самопливом із бачка, через відкритий електромагнітний клапан, потрапляє до камери згоряння, де розпиляється потоком повітря, що нагнітається вентилятором.

Спочатку суміш запалюється свічкою розжарювання. Після того, як горіння суміші стане стійким свічка вимикається і подальше запалювання суміші відбувається від запаленого полум’я.

Для контролю за ступенем розжарення свічки, в її електричне коло послідовно ввімкнена контрольна спіраль на пульті керування.

Гарячі гази, що утворилися у результаті згоряння суміші, підігрівають охолоджуючу рідину, залиту у котел, а через газовідвідний патрубок – масло у піддоні.

Заняття 2 Повітряна система охолодження

1. Особливості будови та роботи повітряної системи охолодження.

2. Робота системи охолодження двигуна.

1 .

Способи охолодження ДВЗ

При роботі двигунів їхні деталі нагріваються в результаті контакту з гарячими газами і тертя. Інтенсивність нагрівання залежить від режиму роботи двигуна, тому при малих навантаженнях температури можуть бути навіть нижче оптимальних. Тому пристрої двигуна повинні передбачати зміну інтенсивності відводу теплоти в залежності від режиму роботи двигуна і зовнішніх умов. Комплекс пристроїв, що забезпечують підтримку оптимального теплового режиму, називається системою охолодження двигуна.

Вимоги до систем охолодження:

- автоматичне підтримання температурного режиму ДВЗ незалежно від режиму роботи та зовнішніх умов;

- швидкий прогрів ДВЗ до робочого режиму;

- довготривале підтримання температури ДВЗ після його зупинки;

- малі енергетичні витрати на привод елементів системи;

- невеликі маса та габарити;

- невелика вартість виробництва та експлуатації.

У залежності від роду робочого тіла, яке використовується для охолодження, розрізняють двигуни повітряного (безпосереднього) і рідинного (непрямого) охолодження, що одержали найбільше поширення. В останні роки ведуться інтенсивні дослідження і розробки т.зв.«адіабатних» двигунів, що не мають системи холодження.

Оптимальним тепловим режимом двигуна вважають такий, при якому температура охолодної рідини у ДВЗ з рідинним охолодженням складає 80÷100°С на усіх режимах роботи, та температура масла у системі змащення для ДВЗ з повітряним охолодженням складає 70÷110°С на усіх режимах роботи.

Порівняно з повітряною, рідинна система охолодження більш ефективна, менш шумна, забезпечує меншу середню температуру деталей ДВЗ, покращення наповнення циліндрів та легший пуск ДВЗ при низьких температурах, забезпечує підігрів суміші рідиною. При використанні ДВЗ на транспортних засобах охолодну рідину використовують для опалення салону.

Повітряна система охолодження зменшує час прогріву двигуна, забезпечує стабільне відведення теплоти від стінок циліндрів та головки, зручна в експлуатації та обслуговуванні. До її недоліків відносяться більші габарити, шум при роботі, більша складність виробництва та суворіші вимоги до паливо-змащувальних матеріалів. З цих причин найбільше поширення отримали рідинні системи охолодження.

Повітряні системи охолодження

При повітряному охолодженні тепло від стінок циліндра і головки циліндра передається безпосередньо повітрю. Для збільшення поверхні охолодження циліндр і головки циліндрів двигуна роблять з ребрами (рис.1), а повітря приводиться в рух вентилятором. Інтенсивність повітряного охолодження залежить від швидкості і температури охолодного повітря, розмірів поверхні віддачі тепла і розташування ребер щодо потоку повітря.

Причинами, що стримують застосування двигунів з повітряним охолодженням, є підвищений шум при їхній роботі, складність охолодження головок циліндрів і інших деталей двигуна.

Основними елементами повітряної системи охолодження є (рис.2) осьовий вентилятор (рис. 3) з напрямним апаратом і напрямним кожухом, привод вентилятора, який охолоджує ребра головок і циліндрів двигуна. Ця система охолодження в порівнянні із системою рідинного охолодження надійніша, простіша і дешевша. Маса і габарити двигуна з повітряним охолодженням значно менше, ніж двигуна з рідинним охолодженням. У випадку повітряного охолодження досягається економія кольорових металів, тому що відпадає необхідність у виготовленні ряду вузлів. До недоліків системи повітряного охолодження відносяться нерівномірне охолодження двигуна, утрата значної частини потужності (до 10%) на привод вентилятора, підвищена температура вузлів і деталей двигуна і, у зв'язку з цим, менша потужність з одиниці робочого об`єму циліндрів двигуна. З цих причин у дорожніх і будівельних машинах порівняно рідко застосовують двигуни з повітряним охолодженням.

Основними елементами повітряної системи охолодження є (рис.2) осьовий вентилятор (рис. 3) з напрямним апаратом і напрямним кожухом, привод вентилятора, який охолоджує ребра головок і циліндрів двигуна. Ця система охолодження в порівнянні із системою рідинного охолодження надійніша, простіша і дешевша. Маса і габарити двигуна з повітряним охолодженням значно менше, ніж двигуна з рідинним охолодженням. У випадку повітряного охолодження досягається економія кольорових металів, тому що відпадає необхідність у виготовленні ряду вузлів. До недоліків системи повітряного охолодження відносяться нерівномірне охолодження двигуна, утрата значної частини потужності (до 10%) на привод вентилятора, підвищена температура вузлів і деталей двигуна і, у зв'язку з цим, менша потужність з одиниці робочого об`єму циліндрів двигуна. З цих причин у дорожніх і будівельних машинах порівняно рідко застосовують двигуни з повітряним охолодженням.