К&М
Меню сайта
Форма входа
Категории раздела
Мои статьи [1]
Двигатели внутреннего сгорания [9]
Электроуправляемые приводы [1]
Элекроуправляемый привод СНВТ для ДВС [5]
Цикл статей
Поиск
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 81
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Сайты Поволжья
    Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0





    Rambler's Top100




    Четверг, 19.10.2017, 17:19
    Приветствую Вас Гость | RSS
    Главная | Регистрация | Вход
    Каталог статей
    Главная » Статьи » Двигатели внутреннего сгорания

    Полностью уравновешенный относительно сил инерции первого и второго порядков, двухцилиндровый оппозитный двигатель.
    И. О. Кирилюк

    Из общей практики конструирования двигателей внутреннего сгорания известно, что наиболее простыми, экономичными, надежными и долговечными являются двигатели с минимально возможным количеством цилиндров. Но обычно двигатели, имеющие менее 4 цилиндров, требуют использования специальных механизмов для уравновешивания сил и моментов инерции вследствие чего оказываются больше и тяжелее многоцилиндровых, что ограничивает область их применения. В настоящее время, в зависимости от назначения, наиболее широко используются 4-6-8-12 цилиндровые двигатели. Использование 1-2-3 цилиндровых двигателей ограниченно двигателями с небольшими размерами цилиндров.

    Значительное улучшение весовых и габаритных показателей двигателей с двумя цилиндрами может быть достигнуто при балансировке двигателя за счет размещения цилиндров и использования соответствующей кривошипной схемы. Так, при расположении рабочих цилиндров на одной оси оппозитно относительно коленчатого вала и использовании кривошипной схемы, при которой переменные силы инерции и их моменты взаимно уравновешиваются, двигатель будет сбалансирован не только относительно сил инерции вращающихся и движущихся возвратно-поступательно масс двигателя, но и относительно моментов инерции первого и высших порядков. Примерами таких схем могут служить изобретения по заявке DE 3132144 (опубл. 03.03.83 г., МКИ F 15/24, заявитель Volkswagenwerk AG) и по заявке EP 0503842 (опубл. 05.03.92 г., МКИ F 02B 75/24, F 01B 7/06, F 02F 7/00, заявитель Israel Aircraft Industries, LTD).

    В этих двигателях первый поршень связан со средней шатунной шейкой с помощью обычного шатуна, а второй поршень связан с крайними шатунными шейками коленчатого вала посредством:
    •  второго шатуна, который выполнен вильчатым и охватывает первый кривошип (заявка DE 3132144)
    • второго и третьего шатунов. (заявка EP 0503842).
    Недостаток этих устройств – чрезмерные нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и опоры двигателя _ обусловлен тем, что удаленность второй и третьей шатунных шеек от оси цилиндров требует использования: в первом случае второго вильчатого шатуна больших размеров и массы. Причем для обеспечения уравновешенности двигателя первый, обычный, шатун необходимо выполнить с массой, равной массе вильчатого шатуна, то есть заведомо переутяжелить. Однако, вследствие возрастания сил инерции движущихся масс, возрастают и нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и опоры двигателя; Во втором случае необходимо использовать поршни большого диаметра для размещения верхних головок второго и третьего шатунов во внут-ренней полости второго поршня. А это приводит к увеличению массы и площади поршней, то есть к увеличению как сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс, так и сил давления газов на поршень, вследствие чего возрастают суммарные силы, действующие на кривошипно-шатунный механизм и опоры двигателя.

    Таким образом, чрезмерная нагрузка на кривошипно-шатунный механизм и опоры известных оппозитных двигателей внутреннего сго-рания с трехкривошипным коленчатым валом, отрицательно влияющая на показатели надежности и ресурс двигателя, объясняется тем, что следствием мероприятий, направленных на обеспечение уравновешивания моментов и сил инерции движущихся масс, неизменно становилось увеличение этих же масс, а значит и действующих на механизм сил.

    Задача усовершенствования оппозитного двигателя внутреннего сгорания с трехкривошипным коленчатым валом, в котором уменьшены силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и силы давления газов на поршни при соблюдении условия уравно-вешенности двигателя была решена в предлагаемых изобретениях. Благодаря чему снижены нагрузки на кривошипно-шатунный механизм и опоры двигателя и улучшены показатели его надежности и ресурса.

    При этом в изобретении (Патент Украины №56277) для уменьшения требуемого диаметра цилиндра два шатуна во втором цилиндре соединены с концами поршневого пальца выведенными в полости, образованные наружной поверхностью тронка поршня и внутренней поверхностью цилиндра, а в изобретении (Патент Украины №61980) использован крейцкопфный механизм, что позволило исключить зависимость размеров кривошипно-шатунного механизма от диаметра цилиндра.


    С целью определения реальных технических и экономических показателей двигателя, созданного с использованием изобретения по заявке РСТ WO0196721 был выполнен технический проект среднеоборотного дизеля ДК1, мощностью 370 кВт, с диаметром ци-линдров 260 мм, ходом поршня 270 мм. В этой работе участвовали ведущие специалисты крупнейшего в Украине двигателе-строительного предприятия – «Г.П. Завод им. Малышева». В результате использования изобретения удалось обеспечить снижение массы двигателя на 30% и габаритов на 40% по сравнению с двигате-лем традиционной конструкции. При этом уровень унификации с существующим двигателем составил более 65%. Как показал анализ выполненной конструкции, при отказе от высокой степени унификации, возможно дальнейшее снижение массы и габаритов двигателя ещё на 40-45%. Возможно изготовление этого двигателя при использовании традиционных технологий двигателестроения.



    Так как рынок автомобилей является наиболее объемным и привлекательным, был разработан проект дизельного двигателя ДК2 автомобильного типа по этому же изобретению. За основу были взяты диаметр, ход поршня и мощность современного дизельного двигателя Cummins N14 PLUS 525E. В результате был спроектирован двигатель близкий по показателям массы и габаритов к одним из лучших современных двигателей - VR 630 DONC и VR 640 OHV производства DaimlerChrysler Company, но более дешевый в производстве и эксплуатации.

    Техническая характеристика дизеля ДК2

    характеристика

    значение

    Максимальная мощность

    131кВт

    Максимальный крутящий момент

    836 Н*м

    Максимальная частота вращения коленвала

    2100 об/мин

    Диаметр цилиндра

    140 мм

    Ход поршня

    152 мм

    Рабочий объём цилиндров

    4660 см3

    Степень сжатия

    16.5:1

    Размеры:

     

    Длина

    350 мм

    Ширина

    1540 мм

    Высота

    400 мм

    Сухой вес в стандартной комплектации

    188 кг

    Удельный вес

    1.44 кг/кВт




    Таким образом, показана возможность создания двухцилиндрового двигателя, не уступающего современным многоцилиндровым двигателям по массогабаритным показателям и, значительно превосходящего их по надежности и ресурсу.


    Категория: Двигатели внутреннего сгорания | Добавил: masterkraya (23.06.2009)
    Просмотров: 3084 | Рейтинг: 0.0/0 |
    Всего комментариев: 0
    Кирилюк © 2017