Двигателя мотоцикла

Теперь рассмотрим, как применяются эти концепции теории балансировки к двигателям Стерлинга, и покажем это на примере трех основных типов механизма привода двигателя — кри-вошипно-шатунного, ромбического (для одноцилиндрового двигателя), с косой шайбой. Если кривошипы парных цилиндров в рядном двигателе вращаются в противофазе, то первичные силы и вторичные моменты уравновешиваются, но вторичные силы и первичные моменты не балансируются. Обычно такая ситуация допустима, но, к сожалению, с точки зрения балансировки наиболее предпочтителен режим работы двигателя Стерлинга со сдвигом фазы около 90°, что при использовании кривошипно-шатунного механизма для двигателя модификации

альфа требует сдвига фазы кривошипа 90°. Первичные силы будут действовать под углом 90° относительно друг друга и, следовательно, не будут взаимно компенсироваться. Даже если применить противовес, то, как мы уже видели, баланс первичных сил не будет достигаться. Однако две вторичные силы будут уравновешены, поскольку угол между ними равен 2-90° = = 180°, так что они равны по величине и противоположны по направлению. Вторичные моменты не будут уравновешены, поскольку они действуют в одном и том же направлении относительно оси двигателя. Аналогичное положение создается и для двигателя модификации гамма. Двухцилиндровый двигатель — самый сложный случай с точки зрения балансировки, и на заре развития железнодорожного транспорта инженерам было чрезвычайно трудно решить задачу балансировки, когда они конструировали, двухтактные паровые двигатели с двумя цилиндрами. Они пытались уменьшить разбаланс, добавляя противовесы на колеса, но это приводило лишь к снижению силы инерции в одном направлении за счет увеличения ее в направлении, перпендикулярном первому. Следовательно, заметного успеха в балансировке двухцилиндрового двигателя Стерлинга с рядным расположением двигателей не достигнуто. Это не исключает применения кривошипно-шатунного механизма в двигателях Стерлинга, но рекомендуется использовать многоцилиндровую систему, чтобы облегчить задачу балансировки. Для оценки балансировочных характеристик разрабатываемого двигателя не требуется большого количества подробных данных, так как основные проблемы можно быстро решить теоретически. Чтобы проиллюстрировать методику решения этой задачи, рассмотрим хорошо документированный двигатель 4L23 фирм «Дженерал моторе» и «Филипс» [48].

Это двухтактный двигатель с рядным расположением цилиндров, причем каждые четыре двигателя модификации альфа имеют сдвиг фазы кривошипа 90°. Для получения приемлемых балансировочных характеристик двигатель запускают в определенном порядке, как и двигатель внутреннего сгорания. Если цилиндры перенумеровать в порядке их расположения 1—2— 3—4, то порядок запуска, определенный поставщиками, будет следующим: 1—3—4—2—1. Это показано на рис. 2.27. Поскольку масса каждого элемента конструкции, состоящего из поршня со штоком, постоянна, силы Fb F2, Fz, F4, соответствующие отдельным массам, одинаковы по величине, но не по направлению. Однако сила Ft равна по величине и противоположна по

Рис. 2.34. Диаграммы крутящий момент — угол поворота кривошипа, а —для двигателя модификации бета; б — для четырехцилиндрового двигателя Стирлинг». двойного действия (по оси ординат отложено отношение крутящего момента к среднему крутящему моменту).

Следовательно, если задано движение поршня, можно найти перенос тепловой энергии и работу. Чтобы получить решения, необходимо применить методы численного интегрирования. Если используется приближение о чисто синусоидальном движении, то переменные объемы- для двигателя модификации альфа выражаются соотношениями (2.89) и (2.90). Для двигателей другой модификации эти соотношения будут несколько видоизмененными, как показано в приложении А. Если использовать это приближение, то получаются следующие соотношения:

нахождения алгоритмов конструктивных разработок. В ранних работах фирмы «Филипс» представлены без подробного вывода соотношения для расчета переноса энергии в ходе цикла и других параметров двигателя модификации бета. Уокер [1] обобщил эти результаты на случай двигателя модификации альфа, Мартини [2] сделал обзор опубликованных соотношений Шмидта, а Уриелли [3] и Берчовиц [4] предложили метод их вы-

В итоге получились соотношения такой же функциональной формы, как и для двигателя модификации альфа, и, следовательно, применимы такие же выражения для изменения давления и переноса энергии, но с другими значениями В, S, 8 и 0.

кая конструкция аналогична конструкции двигателя модификации бета с положительным перекрытием. Однако при анализе объемом перепускного канала пренебрегается, хотя при желании его можно включить в мертвый объем.

Суммарный рабочий объем VST выражается так же, как и для двигателя модификации бета с положительным перекрытием:

Различие между этими соотношениями и соотношениями для двигателя модификации бета заключается лишь в определении числовых коэффициентов D5, D6 и D7, и, следовательно,

На основании этих разработок кафедрой совместно с работниками заводов успешно решен вопрос о применении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом: на Киевском мотоциклетном заводе для отливки коленчатых валов и маховиков двигателя мотоцикла вместо стальных кованых; на Киевском редукторном заводе для отливки шестерен редуктора, вместо составных — ступицы чугунной и обода стального кованого; на Киевском машзаводе им. Калинина для отливки деталей гидросистем полноповоротных экскаваторов; на Коростень-ском заводе дорожных машин для отливки деталей дорожных машин вместо отливок из ковкого чугуна и стальных поковок и т. д. Это позволило значительно облегчить вес машин и повысить их надежность и долговечность.

В работе Ф. Ганфта [73] приведены данные исследования износа поршней (рис. 1,г), цилиндров, поршневых колец и кулачковых валиков двигателей автомобилей Грехем и мотоциклов Ван-дерер. Эти данные характерны тем, что иллюстрируют возможность подбора таких масштабов построения графиков, при которых линии износа аналогичных деталей различных машин (двигателя автомобиля, двигателя мотоцикла), работающих в различных условиях (при водяном и воздушном охлаждении), с большой точностью совпадают.

Картер двигателя мотоцикла — основание, на котором крепят все основные детали,— изготовлен из алюминиевого сплава. Внутренняя полость картера, в которой размешаются коленчатый вал и шатун, называется кривошипной камерой. Кривошипная камера четырехтактного двигателя сообщается с атмосферой. В двухтактном двигателе кривошипная камера герметична, поскольку является своего рода насосом, где происходит предварительное сжатие горючей смеси и откуда затем смесь поступает в надпоршневое пространство. Двухтактные двигатели имеют общий картер с коробкой передач и сцеплением. У четырехтактных двигателей в передней части картера находится коробка распределительных шестерен, а в верхней части — распределительный вал. Снизу картер закрыт штампованной крышкой — поддоном.

Все основные детали механизма газораспределения двигателя мотоцикла (клапан, коромысло, штанга, толкатель, распределительный вал и др.) имеют то же назначение и аналогичное устройство, что и в автомобильном двигателе.

Основные неисправности механизма газораспределения двухтактного двигателя мотоцикла: проникновение наружного воздуха в кривошипную камеру из-за нарушения герметичности картера, увеличение сопротивления выпускного тракта в результате отложения нагара на выпускных окнах цилиндров, в выхлопной трубе и глушителе.

В Рис. 13. Схема системы питания двигателя мотоцикла:

На рис. 13 показана схема системы питания двигателя мотоцикла.

Рис. 20. Диаграмма фаз газораспределения двигателя мотоцикла К-750

Рис. 21. Диаграмма фаз газораспределения двигателя мотоцикла Иж-П

Диаграмма фаз газораспределения четырехтактного двигателя мотоцикла К-750 показана на рис. 20.

а — сетчатый контактно-масляный; б—масляный с инерционной и коатактной очисткой двигателей мотоциклов К-750, М-62; / — корпус; 2—масляная ванна: 3—крышка; 4 — маслоуспокоительная шайба; 5—металлическая путанка; в—масляный с инерционной и контактной очисткой двигателя мотоцикла «Иж»; /— заборный патрубок; 2— трубка; 3 — верхняя ограничительная решетка; 4 — фильтрующий элемент; 5— корпус; 6— масляная ванна; 7— нижняя маслоотражательная решетка