Назначение и устройство, основные компоновочные схемы кшм

Детали и узлы кшм являются основой поршневого двигателя внутреннего сгорания, обеспечивают восприятие давления газов, возникающего в цилиндре в результате сгорания рабочей смеси и преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Все детали КШМ подразделяются на подвижные и неподвижные. К неподвижным деталям относятся блок цилиндров, картер (или блок-картер, если блок цилиндров и картер являются одной деталью) и головка блока цилиндров, к подвижным поршни и детали поршневой группы, шатуны, коленчатый вал, маховик. Наиболее распространенные компоновочные схемы КШМ автомобильных поршневых двигателей представлены на рис 1.

Самый простой двигатель – рядный (их обычно обозначают R 2, R 3, R 4 и т.д., в зависимости от числа цилиндров). С увеличением числа цилиндров двигатель становится длиннее, что усложняет компоновку автомобиля. На современных переднеприводных автомобилях рядный шестицилиндровый двигатель устанавливается только на VOLVO S 80 с очень компактной коробкой перемены передач.

 

 

 

 

 

Рис. 1. Основные компоновочные схемы КШМ

 

Для уменьшения длины двигателя и увеличения жесткости основных деталей и узлов конструкции применяют V -образные схемы КШМ (обозначают V 2, V 4, V 6, V 8 и т.д.), в которых блоки цилиндров располагаются под углом 90…120 градусов. V -образные двигатели с углом «развала» между блоками 180⁰ называют оппозитными. Такие двигатели конструктивно сложнее рядных, так как имеют как минимум вдвое больше головок цилиндров, коллекторов и валов механизма газораспределения, привод которого также более сложный. Оппозитные двигатели получаются еще и намного шире рядных. Поэтому они в основном используются для транспортных средств, в которых необходимо иметь двигатель небольшой высоты, например в автобусах с расположением силового агрегата под полом салона.

При выборе типа двигателя, одновременно с компоновочными и экономическими соображениями, приходится решать проблему уравновешенности двигателя. Вибрация двигателя на опорах неизбежна из-за чередования вспышек в цилиндрах, обусловленных порядком работы и вызывающих изменение величины крутящего момента на коленчатом валу. Действующие на детали КШМ силы инерции также влияют на уравновешенность двигателя. Степень уравновешенности некоторых двигателей показана в табл.1. Знаком «+» показаны уравновешенные силы и моменты сил, «-» - свободные (неуравновешенные). Для уравновешивания сил и моментов сил применяют противовесы на коленчатом валу, располагают определенным образом шейки вала, применяют специальные валы, вращающиеся синхронно с коленчатым валом двигателя.

Таблица 1 Степень уравновешенности двигателей

		R 2	R 3	R 4	R 6	V 2	V 4	V 6	B 6	B 8
Силы инерции 1-го порядка	-	-	+	+	+	-	+	+	+	+
Силы инерции 2-го порядка	-	-	+	-	+	-	-	+	+	+
Центробежные силы**	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
Моменты сил инерции 1-го порядка	+	+	-	+	+	+	-	-	+	-
Моменты сил инерции 2-го порядка	+	+	-	+	+	+	-	-	+	+
Моменты центробежных сил	+	+	-	+	+	+	-	-	+	+