Требования предъявляемые к ДВС

В настоящее время на подавляющем большинстве строительно-дорожных машин и технике, силовой энергетической установкой является ДВС, который предназначен для обеспечения перемещения машины с заданными скоростями, выполнение работы рабочим оборудованием и функционирование систем и механизмов. Общими требованиями для ДВС СДМ являются: конструкция кривошипно-шатунного механизма - тронковая (боковое усилие от шатуна воспринимается поршнем);- род применяемого топлива - жидкое (бензин, дизельное);- направление вращения коленчатого вала - правое (положение наблюдателя со стороны, противоположной валу основного отбора мощности).На СДМ в основном устанавливаются многоцилиндровые поршневые дизельные двигатели с мощностью от 1,5 до более 2000 кВт, преимущественно с комбинированной системой охлаждения. К двигателям СДМ предъявляются следующие основные требования: Двигатели должны быть оборудованы всережимными регуляторами. Степень неравномерности центробежного регулятора должна составлять от 0,08 до 0,10.Из-за возможных перегрузок двигателя коэффициент приспособляемости должен быть не менее 1,15.Номинальная частота вращения коленчатого вала дизеля должна составлять от 1500 до 2500 об/мин. Долговечность (срок службы до капитального ремонта) автотракторных дизелей при установке на строительные и дорожные машины должна составлять от не менее 3000 до 3500 ч, что соответствует 4000 ч работы на тракторах и автомобилях. 6. Запуск дизеля должен осуществляться электростартером или пусковым двигателем с электростартерным запуском последнего. 7. двигатели должны быть рассчитаны на работу при продольном наклоне до 35° и поперечном наклоне до 15°. При подборе двигателей к СДМ необходимо принимать во внимание следующие рекомендации: 1.Двигатели должны подбираться с учетом режимов и условий эксплуатации. 2.Двигатель должен быть подобран таким образом, чтобы большую часть времени цикла он работал на регуляторной ветви характеристики. Переход на безрегуляторную ветвь допускается только при преодолении временно возросших сопротивлений и должен быть по возможности непродолжительным. При подборе двигателя необходимо учитывать неустановившийся характер нагрузки, имея в виду, что при неустановившейся нагрузке выходные мощностные показатели и наилучшая топливная экономичность могут быть получены при загрузке двигателя меньше номинального крутящего момента. Для дизеля, работающего на переменных режимах, величина оптимальной загрузки составляет 78% номинального крутящего момента. При использовании абсолютных непрозрачных гидродинамических трансформаторов, которые обеспечивают работу двигателей на постоянном режиме, гидротрансформатор необходимо подбирать так, чтобы двигатель работал на номинальном режиме.

Двигатели внутреннего сгорания, используемые на легковых автомобилях, состоят из двух механизмов: кривошипно-шатунного и газораспределительного, а также следующих пяти систем:

- системы питания;

- системы зажигания;

- системы охлаждения;

- системы смазки;

- системы выпуска отработавших газов.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Механизм газораспределения обеспечивает своевременный впуск горючей смеси в цилиндр и удаление из него продуктов сгорания. Система питания предназначена для приготовления и подачи горючей смеси в цилиндр, а также для отвода продуктов сгорания.

Смазочная система служит для подачи масла к взаимодействующим деталям с целью уменьшения силы трения и частичного их охлаждения, наряду с этим циркуляция масла приводит к смыванию нагара и удалению продуктов изнашивания. Система охлаждения поддерживает нормальный температурный режим работы двигателя, обеспечивая отвод теплоты от сильно нагревающихся при сгорании рабочей смеси деталей цилиндров поршневой группы и клапанного механизма. Система зажигания предназначена для воспламенения рабочей смеси в цилиндре двигателя.

Итак, четырехтактный поршневой двигатель состоит из цилиндра и картера, который снизу закрыт поддоном. Внутри цилиндра перемещается поршень с компрессионными (уплотнительными) кольцами, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец и шатун связан с коленчатым валом, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек, щек и шатунной шейки. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм.

Сверху цилиндр накрыт головкой с клапанами и, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, а следовательно, и с перемещением поршня. Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю. Крайнее верхнее положение поршня называется верхней мертвой точкой (ВМТ), крайнее нижнее его положение - нижняя мертвая точка (НМТ). Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком, имеющим форму диска с массивным ободом.

Расстояние, проходимое поршнем от ВМТ до НМТ, называется ходом поршня S, который равен удвоенному радиусу R кривошипа: S = 2R. Пространство над днищем поршня при нахождении его в ВМТ называется камерой сгорания; ее объем обозначается через Vс; пространство цилиндра между двумя мертвыми точками (НМТ и ВМТ) называется его рабочим объемом и обозначается Vh. Сумма объема камеры сгорания Vс и рабочего объема Vh составляет полный объем цилиндра Vа: Vа = Vс + Vh.

Рабочий объем цилиндра (его измеряют в кубических сантиметрах или метрах): Vh = пД ^ 3 * S/4, где Д - диаметр цилиндра. Сумму всех рабочих объемов цилиндров многоцилиндрового двигателя называют рабочим объемом двигателя, его определяют по формуле: Vр = (пД ^ 2 * S)/4 * i, где i - число цилиндров. Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc называется степенью сжатия: E = (Vc + Vh)Vc = Va/Vc = Vh/Vc + 1. Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, т.к. сильно влияет на его экономичность и мощность.