Определение основных размеров двигателей

Основными конструктивными размерами ДВС, определяющими его габариты, массу, стоимость, срок службы и другие показатели, являются диаметр цилиндра и ход поршня.

Рабочий объем цилиндра (м³) при заданной эффективной мощности равен:

Диаметр цилиндра определяется по формуле:

Обозначим отношение хода поршня к диаметру цилиндра

Тогда

.

Такой способ определения основных размеров двигателя базируется на обоснованном выборе величины отношения хода поршня к диаметру цилиндра, числа цилиндров и частоты вращения коленчатого вала двигателя.

При выборе отношения y необходимо учитывать, что снижение y имеет преимущества и недостатки.

Преимущества:

1. Позволяет обеспечить умеренную скорость поршня при высоких оборотах и несколько повысить механический КПД.

2. Снижает износ цилиндро-поршневой группы.

3. Повышает коэффициент наполнения.

4. Повышает индикаторный КПД.

5. Понижает высоту и вес двигателя.

Недостатки:

1. Ухудшается форма камеры сгорания.

2. Увеличиваются усилия на поршень.

3. Увеличивается габаритная длина двигателя.

Для современных ДВС значение y = 0.8–1.3

Повышение частоты вращения коленчатого вала позволяет при прочих равных условиях уменьшить рабочий объем двигателя, следовательно, его габарит и массу. Однако при этом возрастают средняя скорость поршня и силы инерции движущихся масс двигателя, снижается механический КПД и экономичность, возрастают требования к топливоподающей аппаратуре дизелей.

Номинальная частота вращения коленчатого вала современных автотракторных ДВС характеризуется следующими данными, мин^-1: карбюраторные четырехтактные двигатели грузовых автомобилей 3000–4000; автомобильные дизели 2000–3000; тракторные дизели 1600–2100. Данные по основным размерам наиболее распространенных ДВС приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Основные размеры двигателей внутреннего сгорания