3 Скоростная характеристика

Для оценки работы ДВС применяется его основная характеристика, зависимость мощностных (М_е и N_е ) и экономических (G_т и g_e ) параметров от частоты вращения коленчатого вала (рисунок 7), которая называется скоростной. Характеристика, полученная при наибольшей подаче топлива, называется внешней, при других – частичной.

Рисунок 7 – Скоростная характеристика поршневого ДВС

Увеличение момента при уменьшении частоты вращения коленчатого вала называется приспособляемостью двигателя и оценивается коэффициентом приспособляемости, равным 1,1-1,3

к =М_мах /М_Nмах (1)

Скоростные характеристики конкретных ДВС показаны на рисунке 8.

а) б)

Рисунок 8 – Внешняя скоростная характеристика двигателей автомобилей: а – ЗАЗ-1102 «Таврия»; б – ГАЗ-3307

4 Неравномерность и порядок работы цилиндров

Одним из недостатков однопоршневого ДВС является неравномерность крутящего момента и неравномерность угловой скорости кривошипа даже при использовании маховика с большим моментом инерции и обусловлена она изменением крутящего момента (Мкр), действующего на кривошип со стороны шатуна. Неравномерность сокращает срок службы ДВС и трансмиссии. У многоцилиндровых двигателей неравномерность вращения ниже и зависит от количества цилиндров и порядка их работы. Например (рисунок 8а), у одноцилиндрового двигателя коэффициент неравномерности крутящего момента будет 12,6, а у 8 цилиндрового – 1,04 и определяется по выражению (2), а коэффициент неравномерности угловой скорости кривошипа равен 0,01- 0,02 и определяется по аналогичной формуле

μ =(М_мах –М_мин ) / М_ср (2)

Рисунок 8а- Кривые крутящих моментов четы­рехтактных двигателей с различным числом цилиндров: а, б, в, г, д - соответственно 1, 2, 4, 6, 8

Одним из условий обеспечения более высокой равномерности вращения является выбор такой схемы кривошипа (рисунок 9), чтобы чередование рабочих ходов проходило через одинаковый угол поворота кривошипа, равный 720/ i (i  количество цилиндров) градусов (рисунок 10).

а – четырёхцилиндрового; б – шестицилиндрового; 1-6 – номера цилиндров; I-VI – кривошипы коленчатого вала соответственно цилиндров 1-6

Рисунок 9 – Схемы кривошипно-шатунных механизмов рядных двигателей

При этом устанавливают определенный порядок работы цилиндров ДВС – последовательность одноименных тактов по цилиндрам (например, рисунок 10, у 4-х цилиндрового ДВС последовательность одноименных тактов по цилиндрам будет 1-2-4-3 или 1-3-4-2).

Рисунок 10 – Чередование тактов в четырёхцилиндровом двигателе с порядком работы 1-3-4-2

Для V-образных двигателей соответствующие схемы представлены на рисунках 11 и 12.

а – шестицилиндрового; б – восьмицилиндрового; 1-8 – номера цилиндров; I-VIII – кривошипы коленчатого вала соответственно цилиндров 1-8

Рисунок 11 – Схемы кривошипно-шатунных механизмов V-образных двигателей

Угол поворота коленчатого вала, '	Цилиндр
	1 2 3 4 5 6 7 8
	Правый ряд				Левый ряд
0	Рабочий ход	Впуск	Выпуск	Сжатие	Сжатие	Впуск	Выпуск	Рабочий ход
90		Сжатие	Впуск		Рабочий ход			Выпуск
180	Выпуск			Рабочий ход		Сжатие	Впуск
270		Рабочий ход	Сжатие		Выпуск			Впуск
360	Впуск			Выпуск		Рабочий ход	Сжатие
450		Выпуск	Рабочий ход		Впуск			Сжатие
540	Сжатие			Впуск		Выпуск	Рабочий ход
630 720		Впуск	Выпуск		Сжатие			Рабочий ход

Рисунок 12 – Чередование тактов в восьмицилиндровом V-образном двигателе с порядком работы 1-5-4-2-6-3-7-8

Неравномерная работа ДВС обусловлена неравномерностью движения деталей и появлением, вследствие этого, дополнительных сил (рисунок 13).

Рисунок 13- Силы, действующие в двигателе: Р_г' — сила давления газов на днище пор­шня; Р_г' — сила давления газов на го­ловку цилиндров; Р_и — сила инерции поступательно движущихся масс; Р_г1 — вертикальная (результирующая) сила, направленная по оси цилиндра; Р₁ — сила, действующая на картер двигателя (вниз) через коренные подшипники; Ри — центробежная сила; F — сила, на­правленная вдоль шатуна; S₁, S₂ — силы, действующие по оси коренной шейки; N, N₁ — противоположно направленные боковые силы, действующие на плече h; R — радиус кривошипа коленчатого вала

С целью уменьшения нагрузок от неравномерного вращения коленчатого вала его уравновешивают с помощью противовесов и маховика, а крутильные колебания снижают с помощью гасителей крутильных колебаний (рисунок 14).

1-диск (маховик) 2-резина 3- диск 4- шкив

Рисунок 14- Гаситель крутильных колебаний

Для устранения вредного воздействия на автомобиль неравномерной работы ДВС его устанавливают на упругие опоры (рисунок 15).

а – передняя опора; б – задняя опора; 1 – буфера; 2 – тяга; 3 – кронштейн; 4,10 – резиновые подушки; 5 – лапы картера сцепления; 6,8 – болты; 7 – крышка; 9 – кронштейн

Рисунок 15 – Крепление двигателя к раме грузового автомобиля