Механизмы двигателя внутреннего сгорания: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия

13) Механизмы и системы поршневых автотракторных двигателей внутреннего сгорания (назначение, общее устройство, процесс работы).

Системы рассмотрены и в других вопросах

Механизмы ДВС

1 — КШМ – кривошипно-шатунный механизм – преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательные движения коленчатого вала и обратно.

2 – Механизм

газораспределения – отвечает за процесс газообмена, задача обеспечить газовоздушный режим двигателя. Наполнение цилиндра свежим воздухом (дизель) или рабочей смесью (бензин+воздух). Процессы происходят в соотвествии с принятыми для данного двс фазами газораспределения и порядком работы цилиндров. Фазы газораспределения -выраженные в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек моменты открытия и закрытия клапанов.

– обеспечивают работоспособность этих 2-х механизмов

Топливная, охлаждения, пуска, смазки (и +зажигания у бензиновых двс)

• Топливная система (система питания) – хранение и очистка топлива, обеспечивает подачу горючей смеси (бензиновый) в цилиндры двигателя или же раздельную подачу в цилиндры топлива и воздуха (дизели), а также удаление из цилиндров продуктов сгорания.

1 ↑-2-3-4-5-6 ↓-цпг

1. топливный бак

2. фильтр грубой очистки (частицы, крупные включения из топлива оседают на дне фильтр)

3. подкачивающий насос – помпа. Создает небольшое давление для циркуляции топлива и притока к другим элементам.

4. Фильтр тонкой очистки (топливо проходит через фильтрующий эленмент).

Очищенное топливо – готово для подачи в цилиндры двигателя.

5. Насос высокого давления

С 1 по 4 элемент системы – магистраль низкого давления

С 5го элемента – магистраль веского давления. Нужно чтобы подать топливо в цилиндры под большим давлением.

Из насоса высокого давления топливо подается в

форсунки.

6. Форсунки нужны, чтобы мелкодисперсно распылить топливо под большим давлением в цилиндры двигателя. Куда до этого поступил чистый воздух и был сжат (дизельный двс). За счет трения топлива о воздух происходит горение, обеспечивающиее рабочий ход двигателя.

От 6 к 1 (стрелка на схеме)- слив неиспользованного топлива «обраная связь».

Воздушное охлаждение может быть естественным и принудительным. Естественное воздушное охлаждение является самым простым видом охлаждения. Тепло от двигателя с такой системой охлаждения передаётся в окружающую среду через развитое оребрение на внешней поверхности цилиндров. Недостаток системы заключается в том, что она из-за низкой теплоёмкости воздуха не позволяет равномерно отводить от двигателя большое количество тепла и, соответственно, создавать компактные мощные силовые установки.

Системы охлаждения классифицируются в соответствии со способом использования теплоносителя в системе.

Замкнутые — в таких системах жидкость-теплоноситель циркулирует по герметичному контуру, нагреваясь от источника тепла (нагревателя) и остывая в охлаждающем контуре (охладителе). В зависимости от устройства системы, теплоноситель может закипать или полностью испаряться, вновь конденсируясь в охладителе. Незамкнутые — в незамкнутых (проточных) системах теплоноситель подается извне, нагревается у источника тепла и направляется во внешнюю среду. В этом случае она играет роль охладителя, предоставляя необходимые объем теплоносителя нужной температуры на входе и принимая нагретый на выходе. Открытые — системы, в которых нагреватель помещен в некоторый объем теплоносителя, а тот заключен в охладителе, если таковой предусмотрен конструкцией. Например, открытая система с маслом в качестве

Механизмы двигателя внутреннего сгорания | Статья:

Тема: Кривошипно-шатунный  механизм (КШМ)

           КШМ предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

КШМ

                   Неподвижные детали                                                                      Подвижные детали

             — блок цилиндров                                                                      — коленчатый вал

             — головка блока (с крышкой)                                                    — поршневая группа (поршень,                                              

                                                                                                                                                      палец, кольца)

             — гильзы цилиндров                                                                   — шатун

             — поддон картера                                                                        — маховик

Детали  кривошипно-шатунного  механизма

Деталь	Назначение	Устройство	Материал
Блок цилиндров	Остов (база) двигателя	Коробчатая отливка, в которой выполнены рубашка охлаждения, каналы для масла, постели коренных подшипников коленвала, места для установки узлов и механизмов.	Чугун низко- легированный или алюминиевый сплав
Крышки подшипников коленвала	Опоры для колен вала, крепят коленвал	Обрабатываются вместе с коленвалом невзаимозаменяемы. Имеют для различия риски на наружной поверхности
Головка блока цилиндров	Является верхней стенкой камер сгорания и остовом для установки некоторый узлов двигателя	Коробчатая отливка, в которой выполнены рубашка охлаждения, каналы для масла, направляющие клапанов и резьбовые отверстия для установки форсунок или свечей зажигания.	Чугун или алюминиевый сплав
Гильзы цилиндров	Являются стенками камер сгорания	Отрезок трубы, тщательно обработанный с внутренней стороны	Специальный чугун
Поршень	Воспринимает давление газов и передает воздействие на шатун	Огневое днище, уплотняющая часть с кольцами, юбка	Алюминиевый сплав, покрыт слоем олова для лучшей прираба- тываемости
Поршневой палец	Подвижное соединение поршня с шатуном	Пустотелый цилиндр запрессован в верхнюю головку шатуна и свободно вращается в бобышках.	Хромоникелевая сталь
Компрессион- ные кольца	Предотвращают прорыв газов из камер сгорания в картер двигателя	Металлическое кольцо с разрезом-замком.	Легированный чугун или сталь Верхнее кольцо хромированно.
Маслосъём- ные кольца	Предотвращают попадания масла из картера в камеру сгорания	Два кольцевых диска, осевой расширитель, радиальный расширитель. ВАЗ- кольцо с прорезями и внутренняя витая пружина.	Легированный чугун или сталь
Шатун	Соединяет поршень с коленвалом и передает ему движение от давления газов	Неразъемная верхняя головка, стержень, нижняя головка, крышка нижней головки Крышки не взаимозаменяемы.	Легированная сталь, кованный
Коленчатый вал	Воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами и преобразует их во вращение	Коренные и шатунные шейки, щёки, противовесы, фланец для крепления маховика, носок для установки шестерни привода распредавала и масляного насоса Поверхность закалена токами высокой частоты.	Штамповка из стали или отливка из чугуна
Маховик	Повышает равномерность вращения коленвала и выводит поршни из мертвых точек	Массивный диск, зубчатый венец	Чугун
Поддон картера	Резервуар для моторного масла и защита картера от грязи и влаги	Коробчатая емкость неправильной геометрической формы с гидроперегородками	Штамповка из стали или отливка из алюминиевого сплава

Работа КШМ: Блок  и головка блока –это корпуса, в которых расположены другие детали и они окружают камеру сгорания. Снизу все закрывается поддоном, сверху крышкой. После сгорания горючей смеси в камере сгорания, газы увеличивают свое давление в 5-6 раз и давят на поршень, поршень идет вниз. Через шатун поршень проворачивает коленчатый вал с маховиком.

Тема: Газораспределительный механизм (ГРМ)

           ГРМ предназначен для впуска горючей смеси или воздуха и выпуска отработавших газов из камеры сгорания

ГРМ состоит:

1. Распределительный вал.
2. Привод к распределительному валу.
3. Толкатель
4. Штанги (если есть).
5. Коромысло на оси.
6. Клапан с седлом.
7. Пружины возвратные.
8. Направляющая втулка.
9. Маслосъемные колпачки.

Детали  ГРМ

Деталь	Назначение	Устройство	Материал
Распределительный вал	Толкает клапана вниз для открытия	Опорные шейки с втулками-вкладышами, кулачки, эксцентрик  для привода бензонасоса, шестерня или звездочка для привода маслонасоса и зажигания, распорное кольцо, фланец	Сталь или специальный чугун
Привод распредвала	Приводит в движение распредвал от коленчатого вала	Пластмассовая шестерня на переднем конце распредвала; двухрядная цепь на звездочке; ремень на шкивах.	Сталь, чугун, пластмасса.
Толкатель	Передает усилие от распредвала к штанге или клапану	Стакан-цилиндр или ролик-рычажок.	Чугун или сталь
Штанги	Передает усилие от толкателя к коромыслу	Длинный пруток	Сталь.
Коромысло	Для передачи усилия от штанги к клапану	Рычаг-качели  с разными плечами, на полой оси с бронзовыми втулками. Устанавливается с помощью стоек.	Сталь, чугун
Клапан	Садится в свое седло и закрывает впускное или выпускное отверстия в камеру сгорания	Стержень, плоская головка с плавным переходом. Ходит в направляющих втулках, вверху установлены сухарики с тарелкой и маслосъемные колпачки.	Сталь, седло–жаропрочный чугун
Пружины	Возвращают клапана в закрытое состояние	Две пружины вокруг клапана, установленные с помощью опорных тарелок и сухариков.	Сталь
Направляющие втулки	Не дают смещаться клапану при движении	Полые цилиндры	Металлокерамика, чугун

Работа ГРМ (на примере ВАЗ-2109): Распределительный вал вращается от коленчатого вала в 2 раза медленнее. Каждый кулачок толкает свой толкатель (в котором лежит регулировочная шайба) острым носиком. Толкатель толкает вниз клапан (направляющая втулка не двигается) и при этом сжимаются две пружины. Клапан сдвигается (проваливается из своего седла) в камеру сгорания. Когда кулачок поворачивается тупым концом, пружины разжимаются, клапан поднимается вверх и садится в седло.

Квалификация ГРМ

Кинематика циклоидального механизма двигателя внутреннего сгорания | Дж. Мех. Дес.

Пропустить пункт назначения навигации

Научно-исследовательские работы

Эй Джей Ши

Информация об авторе и статье

Дж. Мех. Дез . Dec 1993, 115(4): 953-959 (7 страниц)

https://doi.org/10.1115/1.2919293

Опубликовано в Интернете: 1 декабря 1993 г.

История статьи

Получено:

1 августа 1991 г.

Онлайн:

2 июня 2008 г.

• Просмотры
  • Содержание артикула
  • Рисунки и таблицы
  • Видео
  • Аудио
  • Дополнительные данные
  • Экспертная оценка
• Делиться
  • Facebook
  • Твиттер
  • LinkedIn
  • MailTo

• Иконка Цитировать Цитировать

• Разрешения

• Поиск по сайту

Цитирование

Ши, А. Дж. (1 декабря 1993 г.). «Кинематика циклоидального механизма двигателя внутреннего сгорания». КАК Я. Дж. Мех. Дез

. декабрь 1993 г.; 115(4): 953–959. https://doi.org/10.1115/1.2919293

Скачать файл цитаты:

• Рис (Зотеро)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• КонецПримечание
• РефВоркс
• Бибтекс
• Процит
• Медларс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск

Представлено применение характеристик циклоидальных кривых для механизма четырехтактного роторного двигателя внутреннего сгорания. Основные компоненты механизма циклоидального двигателя включают маховик, стационарную солнечную шестерню, планетарные шестерни, вращающиеся стержни и вращающиеся поршни. Вращающиеся поршни закреплены на стержнях, приводимых в движение пальцами планетарных передач, и эти пальцы следуют общей траектории эпициклоидальной или гипоциклоидальной кривой.

Несколько камер сгорания создаются вращающимися поршнями. Когда маховик совершает полный оборот, относительное движение между вращающимися поршнями и специально расположенными впускными и выпускными отверстиями, а также топливной форсункой создает циклы с четырьмя тактами в каждой из камер сгорания. Затем представлены ограничение и классификация применения различных циклоидальных кривых для механизма роторного двигателя. Далее разрабатывается математическое моделирование. Представлен анализ положения, скорости и ускорения роторных поршней механизмов циклоидального двигателя.

Раздел выпуска:

Исследования

Темы:

Двигатели внутреннего сгорания, Кинематика, поршни, Двигатели, Камеры сгорания, маховики, Ворота (Закрытия), Штифты (Инженерные), Планетарные передачи, Циклы, Выхлопные системы, топливные форсунки, Моделирование, Солнечные шестерни, Траектории (физика)

Этот контент доступен только в формате PDF.

В настоящее время у вас нет доступа к этому содержимому.

25,00 $

Покупка

Товар добавлен в корзину.

Проверить Продолжить просмотр Закрыть модальный режим

Усовершенствованный механизм гипоциклоидной передачи для двигателей внутреннего сгорания | Дж. Мех. Дес.

Пропустить пункт назначения навигации

Инновационный дизайн Бумага

Э.Л.Сайед С. Азиз,

Константин Шассапис

Информация об авторе и статье

Предоставлено Комитетом по механизмам и робототехнике ASME для публикации в JOURNAL OF MECHANICAL DESIGN. Рукопись получена 28 июля 2015 г.; окончательный вариант рукописи получен 26 июля 2016 г.; опубликовано в сети 19 сентября, 2016. Доц. Монтажер: Дэвид Мышка.

Дж. Мех. Дез . Декабрь 2016 г., 138(12): 125002 (9 страниц)

Номер статьи: МД-15-1536 https://doi.org/10.1115/1.4034348

Опубликовано в Интернете: 19 сентября 2016 г.

История статьи

Получено:

28 июля 2015 г.

Пересмотрено:

26 июля 2016 г.

• Просмотры
  • Содержание артикула
  • Рисунки и таблицы
  • Видео
  • Аудио
  • Дополнительные данные
  • Экспертная оценка
• Делиться
  • Facebook
  • Твиттер
  • LinkedIn
  • MailTo

• Иконка Цитировать Цитировать

• Разрешения

• Поиск по сайту

Citation

Азиз, Э. С., и Чассапис, К. (19 сентября, 2016). «Усовершенствованный механизм гипоциклоидной передачи для двигателей внутреннего сгорания». КАК Я. Дж. Мех. Дез . декабрь 2016 г.; 138(12): 125002. https://doi.org/10.1115/1.4034348

Скачать файл цитаты:

• Ris (Zotero)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• КонецПримечание
• РефВоркс
• Бибтекс
• Процит
• Медларс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск

В этом исследовании исследуется использование «улучшенного» гипоциклоидного зубчатого механизма (HGM) при проектировании и разработке двигателей внутреннего сгорания. Конструкция включает в себя уникальный редукторный привод, который позволяет узлу поршень-шток перемещаться по прямой линии, обеспечивая при этом синусоидальные профили скорости и ускорения поршня. Еще одной особенностью этого механизма является то, что валы-шестерни обеспечивают переменную точку рычага между водилом планетарной передачи и выходным валом. Эта характеристика обеспечивала нелинейную скорость движения поршня из-за эллиптической траектории оси вращения вокруг оси выходного вала, что за счет замедления движения поршня в верхней мертвой точке (ВМТ) позволяет происходить действительно постоянному объему сгорания. и приводит к более высокой эффективности и большему количеству произведенной работы. Результаты моделирования исследования показали, что двигатель с гипоциклоидной передачей создает более высокое давление в цилиндре в ВМТ по сравнению с обычным кривошипно-кривошипным двигателем того же размера.

Раздел выпуска:

Бумага об инновациях в области дизайна

Ключевые слова:

Конструкция редуктора, Кинематика

Темы:

Цилиндры, Двигатели, Шестерни, поршни, Дизайн, Двигатель внутреннего сгорания, Давление

1.

Блариган

,

П.В.

,

2000

, «

Передовые исследования двигателей внутреннего сгорания

», Обзор водородной программы Министерства энергетики США за 2000 год, Сан-Рамон, Калифорния, стр.

2.

Cho

,

M. R.

,

Kim

,

J. S.

,

Oh

,

D. Y.

, and

Han

,

D. C.

,

2003

, «

Влияние смещения коленчатого вала на трение двигателя

»,

Междунар. Дж. Вех. Дес.

,

31

(

2

), стр.

187

–

201

3 90.

3.

Gupta

,

B. K.

,

Reham

,

A.

и

Mittal

,

и

,

и

0003

N.D.

,

2014

, «

Экспериментальная проверка увеличения крутящего момента за счет смещения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

»,

Int. Дж. Инж.

,

6

(

2

), стр.

76

–

88

.

4.

Дорический

,

J.

,

Клинар

,

I.

,

2012

, «

Характеристики эффективности нового двигателя с искровым зажиганием квазипостоянного объема

»,

Терм. науч.

,

17

(

1

), стр.

119

–

133

3 90.

5.

Хоши

,

М.

, и

Баба

,

Ю.

3,

0004 1986

, «

Исследование силы трения поршня в двигателе внутреннего сгорания

»,

ASLE Trans.

,

30

(

4

), стр.

444

–

451

3 90.

6.

Nagar

,

P.

и

Miers

,

S.

,

2011

, «

Friction между пистоном и цилиндером IC Engine. Обзор

»,

SAE

Документ № 2011-01-1405.

7.

Sethu

,

C.

,

Leustek

,

M.

,

BOHAC

,

S.

, и

S.

, и

4.

, и

4.

Z.

,

2007

, “

Исследование измерения трения в цилиндрах двигателя с разрешением угла поворота коленчатого вала с использованием мгновенного метода IMEP

»,

SAE

Технический документ № 2007-01-3989.

8.

Richardson

,

D. E.

,

2000

, «

Обзор трения силовых цилиндров для дизельных двигателей

»,

Asme J. Eng. Газовые турбины Power

,

122

(

4

), стр.

506

–

20

039

.

9.

SANO

,

S.

,

Kamiyama

,

E.

и

UEDA

,

T.

,

1997

, «

,

1997

,«

,

1997

, «

,

1997

,«

,

97

, «

». Тепловая эффективность путем компенсации центра коленчатого вала в Центр с отверстием цилиндров

, ”

JSAE Rev.

,

18

(

2

), стр.

185

—

), стр.0004 209

.

10.

Nakayama

,

K.

,

Tamaki

,

S.

,

Miki

,

H.

и

,

H.

и

,

H.

M.

,

2000

, «

Влияние смещения коленчатого вала на силу трения поршня в бензиновом двигателе

»,

0-0-2 №

SAE

3

322.

11.

Bedajangam

,

S. K.

, and

Jadhav

,

N. P.

,

2013

, “

Friction Losses Between Piston Ring-Liner Assembly of Internal Двигатель внутреннего сгорания: обзор

»,

Int. J. Sci. Рез. Опубл.

,

3

(

6

), epub.http://www.ijsrp.org/research-paper-0613.php?rp=P181298

12.

Michael

,

W. H.

,

Aziz

,

E.

, and

Chassapis

,

C.

,

2015

, “

Конструкция планетарной кривошипно-шатунной передачи для двигателей внутреннего сгорания

», Заявка на патент США № US20150247452-A1.

13.

Рух

,

Д. М.

,

Фрончак

,

F. J.

, and

Beachley

,

N. H.

,

1991

, “

Design of a Modified Hypocycloid Engine

,”

SAE

Technical Paper Series No .

0.

14.

Mourelatos

,

Z. P.

,

1988

, «

Траекторию без кольцевого поршня в цилиндре внутреннего двигателя сгорания с конструкцией с кроссовой головой

, ”

SAE

Документ № 880194.

15.

Collins

,

W. G.

,

1926

,«

Mehavical Movement

,

444444444444444, «

403

,

,«

403

,

, «

403

,

,«

». . 1,579,083

.https://www.google.com/patents/US1579083

16.

Haruo

,

K.

, and

Isao

,

S.

,

1971

, «

Механизм с поршнем

»,

Патент США № 3626,786

. HTTP: //www.google.com/patents/us3626786

17.

Franz-joseph

17.

H.

,

Roland

,

H.

и

HELGA

,

H.

,

1980

, «

Mehaster Transderment Arransment

,

,

,«

4404

,

, «

4404

,

,

,«

44.

, 1980

, «

44.

,

,«

44.

,

,

, «

Mehavice Mechanical Mehaviod.

Патент США № 4,237,741

.https: //www.google.com/patents/us4237741

18.

HSU

,

M. H.

,

2008

, «

. Эпициклоида) Конструкция механизмов

”,

Междунар. Дж. Заявл. Мат.

,

38

(

4

), стр.

197

—

204

.http: //www.iang.org/ijam/issues_v38/iss_4/48_4_4_4_4_4_4_4_41.0003

19.

Seetharaman

,

S.

,

2009

, «

. Исследование независимых от нагрузки потерь мощности систем передачи

», Ph.D. диссертация, Государственный университет Огайо, Колумбус, Огайо.

20.

Mohammadpour

,

M.

,

Theodossiades

,

S.

и

Rahnejat

,

H.

.0002 ,

2015

, «

Динамика и эффективность планетарных передач для гибридных силовых агрегатов

»,

Proc. Инст. мех. англ. Часть C

,

230

(

7–8

), стр.

1359

–

02004 1368 0.

21.

Anderson

,

N.E.

и

Loewenthal

,

S.H.

230003

1980

, «

Влияние геометрии и условий эксплуатации на потери мощности в системе цилиндрических зубчатых колес

», AVRADCOM, НАСА, Технический отчет № 80-C-2, стр.

.

22.

Beachley

,

N. H.

и

LENZ

,

M. A.

,

1988

, «

Критическая оценка Гиплена. Приложение

, ”

SAE

Серия технической бумаги № 880660.

23.

Dudley

,

D. W.

,

1962

,

Gear Handbook

,

,

. Книжная компания

,

Нью-Йорк

.

24.

Finley

,

W. R.

, и

Hodowanec

,

M. M.

230003

2001

, «

рукав против антифрикционного подшипника: выбор оптимального подшипника для индукционных двигателей

,

IEEE Общество применений в промышленности 48 -й ежегодный нефтяной и химическая промышленность

, IEEE, стр.

305 9000 3

, IEEE, стр.

–

317

.

25.

Ли

,

С.

, и

Кахраман

,

А.

,

03

2010

, «

Прогноз потерь механической мощности прямозубых зубчатых колес с использованием переходной упругогидродинамической модели смазки

»,

Tribol. Транс.

,

53

(

4

), стр.

554

–

563

3 90.

26.

Heywood

,

J. B.

,

1988

,

Основы двигателя внутреннего сгорания

, 1-е изд.,

McGraw-Hill Education

,

Нью-Йорк.

27.

NEGI

,

A. S.

,

Gupta

,

N.

и

Gupta

, V

. К.

,

2016

, «

Математическое моделирование и имитация двигателя с искровым зажиганием для прогнозирования характеристик двигателя

»,

Междунар. Дж. Инж. Рез.

,

5

(

1

), стр.

66

–

70

.

28.

Sitthiracha

,

S.

,

Patumsawad

,

S.

и

Koetniyom

4444444444444444444444444440344000

4.

44.

4444444.

44.

4444444.

44444444.

444444444.

44444444.

444444444.

44444444444444444444444444444 “

Аналитическая модель двигателя с искровым зажиганием для прогнозирования производительности

»,

20-я конференция сети машиностроения Таиланда

, Накхонратчасима, Таиланд, стр.

1

–

8

.

29.

Zeng

,

P.

,

Prucka

,

R. G.

,

Filipi

,

Z. S.

, and

Assanis

,

Д. Н.

,

2004

, «

Реконструкция давления в цилиндре двигателя с искровым зажиганием для анализа теплопередачи и тепловыделения

»,

ASME

Документ № ICEF2004-0886.

30.

Homdoung

,

N.

,

Tippayawong

,

N.