Компоновочные схемы автомобильных двигателей

Под компоновочной схемой двигателя понимается взаимное расположение и конструктивное исполнение его корпусных деталей и основных узлов, обусловленное предъявляемыми к двигателю требованиями по массогабаритным, экономическим, экологическим и прочим показателям.

В общем случае различают двигатели одноблочные и многоблочные, различающиеся количеством цилиндров и их расположением.

Наиболее часто в автомобилях применяются двигатели, компоновочные схемы которых в качестве примера можно записать в следующем виде: 441, 64 1,44V90⁰, 64V90⁰, 84V90⁰ и т. п. В приведенных обозначениях первая цифра указывает на количество цилиндров двигателя, а стоящая следом за ней первая буква — на тактность (4 — 4-тактный, Д — 2-тактный). Расположенный после буквы символ 1 или V характеризует количество и взаимное расположение блоков цилиндров двигателя. Символ 1 указывает на то, что двигатель является одноблочным, т. е. его цилиндры расположены в один ряд. Символ V применяется для обозначения двухблочных двигателей, а расположенная за ним цифра соответствует углу развала блоков, т. е. углу между плоскостями, в которых расположены оси цилиндров двигателя.

В зарубежной литералу ре компоновочная схема двигателя обозначается упрощенно и характеризует лишь расположение цилиндров и их количество. Например, R4, V6, RV5 и т. п. Так, обозначение RV5 указывает, что пять цилиндров двигателя расположены в одном блоке ®, но в двух плоскостях (V). Обычно в таком двигателе угол между плоскостями цилиндров составляет 15°. При этом линия пересечения плоскостей совпадает с осью вращения КВ. Такая компоновка применяется для сокращения межцилиндрового расстояния и уменьшения за счет этого длины двигателя.

От компоновочной схемы двигателя зависит схема расположения (заклинки) кривошипов КВ. Наиболее часто встречающиеся схемы расположения кривошипов для автомобильных двигателей приведены в прил. 1. В автомобильных двигателях применяются КВ с равномерной продольно-симметричной или равномерной продольно-несимметричной схемой расположения кривошипов (см. п. 1.7.1).

В многоблочных ДВС с количеством блоков два и более выделяют главный блок и боковой (боковые). Главный блок объединяет цилиндры двигателя, называемые также главными, в которых поршень соединен с кривошипом КВ посредством главного шатуна. Ось стержня такого шатуна при любом положении кривошипа пересекает оси поршневого пальца и шатунной шейки КВ. В зоне шатунной шейки к стержню шатуна жестко крепится крышка, образующийся узел называется кривошипной головкой шатуна. К кривошипной головке в некоторых конструкциях многоблочных двигателей с помощью пальцев крепятся прицепные шатуны, соединяющие поршни цилиндров боковых блоков с кривошипом.

В V-образных двигателях, в том числе и с рядом стоящими шатунами (два одинаковых шатуна на одной шатунной шейке КВ), за главный блок (цилиндр) условно принимается левый блок (цилиндр), если смотрегь со свободного конца двигателя в направлении фланца отбора мощности.

Если условно рассечь двигатель параллельными плоскостями, перпендикулярными оси КВ и проходящими через центры коренных опор, то получатся отсеки, количество которых равно количеству кривошипов КВ. Для удобства отсекам, цилиндрам в отсеках и блоках, а также кривошипам и коренным шейкам (опорам) двигателя присваиваются порядковые номера. Принято, что с приближением названных элементов к фланцу отбора мощности их порядковые номера увеличиваются. Цифрой 1 обозначаются наиболее удаленный от фланца отбора мощности отсек и расположенные в нем кривошип КВ и цилиндр главного блока. Коренную шейку (опору) КВ перед отсеком 1 обозначают цифрой 0, за отсеком — цифрой I и т. д. Номера цилиндров в каждом отсеке будут возрастать в направлении по часовой стрелке.

Пример обозначения цилиндров в блоках двигателя с рядом стоящими шатунами показан на рис. 4.1.

Положение в ВМТ кривошипа с номером 1, при котором в главном цилиндре происходит вспышка (ф = 0° ПКВ), принимается за начало цикла двигателя, а также за начало отсчета углов отставания вспышек в боковых цилиндрах первого отсека и цилиндрах главного блока.

Рис. 4.1. Схема расположения блоков и цилиндров двигателя: 1…4 — номера цилиндров в левом (л) и правом (п) блоках.

При одинаковых порядках работы цилиндров в главном и боковых блоках углы отставания вспышек в боковых цилиндрах, имеющих одинаковые номера, для всех отсеков будут одинаковые, поэтому достаточно определить значения этих углов только в первом отсеке.

Отличие будет, например, для двигателя 84V90⁰ с неодинаковыми порядками работы цилиндров в блоках. В этом случае для последующих отсеков двигателя отставание вспышек в боковых цилиндрах необходимо отсчитывать от главных цилиндров в этих отсеках.

Приведенные термины и определения, характеризующие компоновочные схемы двигателей, позволяют избежать неоднозначного их толкования и связанных с этим возможных ошибок при подготовке исходных данных для выполнения динамического расчета KLUM и исследовании признаков самоуравновешенности.