|
|
Многоцилиндровые двигатели
Недостатки одноцилиндровых двигателей
Практически все двигатели автомобилей имеют более одного
цилиндра. Следует понимать причины, из-за которых
изготовителям пришлось отказаться от использования
одноцилиндровых двигателей и перейти к двигателям с
несколькими цилиндрами.
Неравномерный выходной крутящий момент
Крутящий момент, передаваемый коленчатому валу
одноцилиндрового двигателя давлением газа, действующим на
поршень, сильно изменяется в течение каждого рабочего цикла.
Как изображено на рис. 12.1, крутящий момент достигает
своего максимального значения во время рабочего хода, а во
время тактов.
Необходимая для этого энергия берется из энергии, запасенной
маховиком во время рабочего хода. Так, несмотря на то, что
максимальное значение развиваемого крутящего момента может
быть довольно велико, среднее значение оказывается
значительно меньшим.
Таким образом, приводящее усилие, развиваемое двигателем,
представляет собой толчки, в особенности на низких оборотах,
и необходимо наличие тяжелого маховика для того, чтобы
обеспечить приемлемую равномерность работы. Кроме того,
система трансмиссии должна быть способна передавать
максимальный развиваемый крутящий момент, который
значительно больше, чем средний крутящий момент. На рис.
12.2 показано, что если используются четыре цилиндра,
работающих последовательно, средний крутящий момент не
намного меньше максимального крутящего момента и этот
увеличенный средний крутящий момент может передаваться той
же системой трансмиссии, которая необходима для
одноцилиндрового двигателя.
Балансировка
Силы инерции, вызываемые ускорениями, действующими на
совершающие возвратно-поступательные движения детали
двигателя, могут приводить к возникновению вибрации. Для
того, чтобы сбалансировать эти силы и нейтрализовать их
действие, должны прикладываться равные и противоположно
направленные силы. Это может быть достигнуто только при
наличии дополнительных деталей, совершающих такие же
возвратно-поступательные движения, но в противоположном
направлении. Одноцилиндровый двигатель не может быть хорошо
сбалансирован, но это возможно сделать в многоцилиндровом
двигателе, где удается нейтрализовать силы, вызывающие
вибрацию.
Выходная мощность
Мощность, которую может развивать двигатель, определяется
количеством воздуха, потребляемым им за одну минуту, то есть
рабочим объемом двигателя и оборотами коленчатого вала.
Максимальные обороты коленчатого вала ограничены силами
инерции деталей двигателя, совершающих
возвратно-поступательное движение (поршень, поршневые
кольца, поршневой палец, часть массы шатуна — приблизительно
28%), а эти силы зависят от массы деталей и величины их
ускорения, это же в свою очередь зависит от величины хода
поршня и квадрата угловой скорости вращения коленчатого вала
двигателя.
Для заданного рабочего объема двигателя диаметр цилиндра и
величина хода поршня многоцилиндрового двигателя будут
меньше, чем эти же параметры у одноцилиндрового двигателя.
Размеры и масса каждого поршня будут меньше, а ход поршня
будет короче, поэтому при одинаковых оборотах двигателя силы
инерции совершающих возвратно-поступательное движение
деталей в многоцилиндровом двигателе будут значительно
меньше, чем, такие же силы инерции в одноцилиндровом
двигателе. Благодаря всему этому, в многоцилиндровом
двигателе коленчатый вал может вращаться с большими
оборотами, а двигатель развивать большую мощность и иметь
больший срок службы. назад
>> |
|
